一起长引水隧洞机组过负荷事故的分析与处理

针对上通坝电站一起机组过负荷事故,通过查找事故发生前后数据,对机组过负荷事故进行了分析。发现机组过负荷是由于机组频繁调整负荷,使得机组负荷一直未能调整到位,有功调节超时造成机组有功调节退出,再加之受长引水隧洞水流惯性影响,机组蜗壳进口水压迅速上涨,使得机组负荷快速上升,而机组LCU程序逻辑存在缺陷,当机组有功功率值超过程序设定值时,机组有功调节会自动退出,并且无法被再次投入,造成了机组在较长的一段时间内严重过负荷。通过对机组LCU程序进行修改完善,消除了机组过负荷时无法进行有功调节的隐患。

深埋长引水隧洞TBM施工通风方案与装备研究

为降低长引水隧洞TBM施工通风安全风险,依托新疆某长引水隧洞,针对存在的施工通风难题,在总体通风布置的基础上,进行施工通风风量计算与设备选取研究,并对通风设备、防漏降阻及施工通风安全措施进行探讨。实践表明:该施工通风方案与装备有效保证了TBM在长隧洞中的顺利掘进,供排风系统使洞内作业环境得到很大改善,避免了TBM设备及人员因有害气体等的不利影响。研究成果可为类似长大隧洞工程TBM施工安全通风提供参考。

长引水道高水头电站不同负荷条件甩荷对蜗壳压力的影响研究

为研究采用集中供水布置型式的长引水道高水头电站蜗壳进口端内水压力极值工况及其内在影响机理,在相同上下游水位的前提下,以有压输水系统瞬变流分析的特征线法(MOC)为基础,融合跟踪机组运行轨迹的单纯形寻优法以及系统状态方程,对单台和两台机组在不同负荷时的甩荷工况进行过渡过程数值模拟计算。结果表明:单机、两机以20%额定功率运行甩荷后易发生首相水锤,为蜗壳进口断面内水压力的极值工况。蜗壳进口端内水压力极值出现在导叶小开度运行时甩部分负荷的工况。蜗壳进口断面内水压力初始值和极值大小与机组负荷相关,机组初始出力越少,引水系统中水头损失越小,蜗壳进口端初始压力越高,甩荷后该断面内水压力值越高,且部分负荷运行甩荷后压力衰减速度越慢。机组运行方式对蜗壳进口端内水压力值及峰值出现时间有一定影响。研究成果可为同类型水电站的设计和运行维护工作提供参考。

多泥沙河流长引水隧洞水电站调速器协联调压阀与主进水阀数字化技术探析

多泥沙河流长引水隧洞水电站调速器协联调压阀与主进水阀数字化技术主要针对长有压引水隧洞采用调压阀使机组转速及隧洞压力上升满足要求,进水主阀避免机组飞逸带来的事故扩大的设计方式提出三者之间协联关系,并在三者设计关系上结合生产实际存在的问题,进一步提升三者关系在实际生产过程中的新应用和新问题。通过调压阀在停机过程中实现流量调节功能,以此结合长隧洞排水方案来降低隧洞排水情况下出现隧洞末端即机组进水端泥沙大量淤积的新应用。通过主进水阀20%开度至全关开度控制调节作用,解决调压阀及调速器故障时主进水阀动水关闭速度快引起隧洞压力上升不满足要求的新问题。

水电站长引水渠道水力瞬变过程计算研究

运用水电站长渠道引水水力瞬变过程计算方程,分析计算了白龙江横丹水电站长引水渠道各种工况下的运行情况。在计算正常运行工况的基础上,重点研究了在机组增、甩负荷时,瞬变运行状况下的非恒定流运动。对工程是否采用溢流侧堰,进行了对比计算,得到了最危险工况下的前池最高及最低水位,建议工程采用降低引水渠底高程0.5 m,取消侧堰工程的方案。

长引水隧洞高水头大容量机组负荷调节特性优化

对具有超长引水系统引起的机组负荷调节过程缓慢等相关问题进行了研究和探讨。首先针对该类机组,通过引入固定水头到流量反馈值、重采样、增强压力迭代环收敛性等技术,建立其非线性模型;再以模型为基础,通过不同机组间负荷的相互配合关系和利用调压井水位波动周期,提出在机组增减负荷时错开一定时间,使增减负荷引起的水位波动正负相消,从而达到控制调压井水位的目的。在此基础上给出新的增减负荷方案,并与原有方案进行对比,说明新方案更加合理。

超长引水隧洞上下游双调压室电站水力过渡过程计算研究

为研究长引水隧洞水电站的运行稳定性,结合巴基斯坦Neelum Jhelum水电站,建立了封闭管道不定常流动模型,给出了水轮发电机组以及阻抗式调压井的边界条件,优化了机组导叶关闭和启动规律,根据优化结果,进行了过渡过程计算分析,计算表明:选定的机组参数和导叶关闭规律既能满足引水系统在极端工况下甩负荷的要求,也能满足机组负荷调整时转速的稳定性要求,还能满足机组并网后负荷变化时对稳定性的要求,为电站引水系统的设计提供了参考依据,也为电站后期经济、安全优化运行提供了理论依据。

长引水系统水电站压力管道直径优化

本文基于某长引水式水电站水力过渡过程的数值模拟,针对蜗壳末端压力受涌浪压力控制的情况,进行压力管道直径的优化。结论表明,减小压力管道直径将导致蜗壳末端水锤压力增加,控制其最大值不超过涌浪压力控制值,可在一定范围内缩小压力管道直径,减少工程投资,对类似工程具有一定的参考意义。

长引水系统电站过渡过程数字仿真

水力过渡过程计算是水电站和水力机组设计不可或缺的一项工作,也是保证电站尤其是长引水系统电站安全稳定运行的前提。为了确保电站甩负荷过渡过程的安全,以有压管道非恒定流微分方程组为基础,采用特征线法,对具有上游调压室,一洞三机布置的复杂引水管路系统建立了数学模型,并进行了机组甩负荷过渡过程仿真计算。最终,确定了合理的导叶关闭规律,给出了相关参数随时间变化的历程线,并计算了调压井的最高、最低涌浪,为该电站的设计及安全稳定运行提供了技术依据,同时对类似工程也具有一定的参考价值。

长引水道系统调压室体型与导叶关闭规律优化

针对水电站长引水道系统机组导叶的关闭规律,根据涌浪压力及水锤压力的不同性质,提出了合理统筹调压室断面面积、阻抗孔口尺寸、关闭时间三者的优化方案。同时指出在可研阶段优化导叶关闭规律存在较多的不确定性因素,还应结合关闭规律的敏感性分析以得到一个鲁棒性较好的关闭规律。

长引水系统电站过渡过程数值研究

长引水系统水电站过渡过程具有调压室波动周期长且衰减较慢、水锤压力较大等特点,应充分重视其系统的稳定性。基于综合有压管道特征线法和状态方程分析的联合算法,着重进行长引水系统水电站运行的安全稳定性分析,主要内容包括大波动过渡过程、小波动稳定性和水力干扰稳定性等,并且进一步结合算例进行数值计算分析,可为类似电站的设计和安全稳定运行提供可靠的依据。

水电站长引水道系统导叶折线关闭规律的优化

在长引水道系统中,由于水流惯性大,调压室水位波动周期长、衰减慢且振幅大,导致蜗壳进口最大压力受水锤压力与调压室涌浪压力两方面控制,后者主要受调压室体型控制,故水电站长引水道系统应结合调压室体型优化进行机组导叶关闭规律的优化。对水电站长引水道系统进行机组导叶关闭规律优化时,考虑到调压室涌浪对蜗壳进口最大压力的影响,在选择直线关闭规律时应对涌入调压室的流量及通过机组导叶的流量进行合理分配,在此基础上进行两段折线关闭规律的优化,根据两种关闭规律下通过机组导叶的流量相等可计算出第2段折线的斜率,这样只需对折点及第1段折线的斜率进行试算,减小了试算工作量。

带长引水道抽水蓄能机组调节系统非线性建模与仿真平台开发

针对带长引水道抽水蓄能机组调节系统非线性建模过程中存在的问题,采用分段建模原理建立长引水系统模型,引入RBF神经网络模型对水泵水轮机全特性曲线的发电工况区进行非线性逼近,在其S特性区充分取点,设定合理的目标精度进行训练,得到能反映S特性的水泵水轮机模型,并进行了空载频率扰动和增减负荷试验。仿真结果表明,所建模型在一定程度上反映了实际机组特性,由此基于LabWindows/CVI虚拟仪器开发软件,应用ActiveX交互技术实现仿真平台与MATLAB的通信,开发了所建模型相应的仿真平台,为研究人员和现场运行维护人员进行仿真测试提供了一种友好的人机交互仿真环境,可为同类仿真平台的开发提供参考。

长引水隧洞安全监测设计关键技术初探

以某水电站长引水隧洞为依托,对施工期围岩变形、永久围岩变形和锚固应力等,以及跨沟明管段衬砌钢筋应力进行监测设计,从而针对长引水隧洞监测设计关键技术进行初步探讨。

长引水大流量水电站小波动调节保证设计仿真计算

水电站小波动运行是否稳定取决于自身特性,与所受干扰无关。长引水大流量水电站水流惯性极大,小波动过渡过程稳定性问题突出。文章以四川地区某水电站为例,针对该水电站引水发电系统小波动稳定性问题开展了计算分析,根据计算结果,在满足系统稳定运行和提高调节品质的条件下,提出了最优调压室断面尺寸和调速器参数。

长引水电站技施阶段引水隧洞洞轴线动态设计——以玉瓦水电站为例

针对长引水隧洞施工中遇到的围岩不稳定问题,很多工程采用的都是工程处理措施,极少有采用改变洞线的做法。以玉瓦水电站为例,探讨了技施阶段开挖遇与洞轴线小夹角的破碎带时,通过对地表调查、开挖揭示资料进行分析以及采用一些物探手段,在进一步查明隧洞区地质条件的基础上对洞轴线开展动态设计的可行性。

长引水洞电站系统调节稳定性分析计算

长引水洞电站由于隧洞中水体惯性（ΣL·V）大，调压室波动周期长，衰减缓慢等特点，其系统稳定性问题需要重视。本文采用仿真模拟技术，以满足调节系统稳定为取舍条件，对上调断面积作了敏感性分析，对不同调速器参数作了优选，比较全面地对可能影响系统调节稳定性的各种主要因素进行了定量分析。

大水头变幅长引水系统水电站甩负荷导叶三段关闭规律

机组导叶折线关闭规律是控制水电站水力过渡过程调保参数的有效措施。大水头变幅水电站由于不同工况运行时,工作水头变化大,机组甩部分负荷产生的蜗壳最大压力可能比甩满负荷产生的蜗壳最大压力还要大,若沿用一段直线关闭规律,小开度关机则将产生更大的水锤压力,威胁系统安全。以工作水头变幅大的某长引水式水电站为例,开展了导叶关闭规律研究,明确了对于长引水系统水电站在不同初始开度下甩负荷时,可用三段折线关闭规律来保证转速上升率和水锤压力均满足要求。在“先快后慢”的关闭规律基础上再加入一段慢关,形成“快关-较慢关-慢关”的三段式关闭规律。该导叶关闭规律可为同类型工程导叶关闭规律优化提供借鉴。

小断面长引水隧洞衬砌综合施工技术

结合工程实例,对小断面长引水隧洞衬砌施工技术进行分析,总结出一套完整的小断面长隧洞混凝土衬砌方法,对类似工程具有一定的指导意义。

长引水式水电站小波动影响因素分析

基于一维瞬变流理论,采用考虑水体弹性的特征线法对长引水式水电站小波动过渡过程的影响因素进行了数值模拟.结合某一具体的工程算例,分析了调压室面积、阻抗孔面积、电网负荷自调节系数以及调速器参数对小波动特性的影响.相应的计算结果表明:对于长引水式水电站,调压室面积越大,小波动稳定性越好,满足小波动稳定性所需调压室断面积应大于托马临界稳定断面;阻抗口面积越小,越有利于改善小波动的调节品质;电网负荷特性能显著改善小波动稳定性及调节品质;在满足小波动稳定性的前提下,调速器参数取值越小,小波动调节品质越好.