Nonlinear Dynamic Characteristic Analysis of the Shaft System in Water Turbine Generator Set

A 3D finite element vibration model of water turbine generator set is constructed considering the coupling with hydropower house foundation. The method of determining guide bearing dynamic characteristic coefficients according to the swing of the shaft is proposed, which can be used for studying the self-vibration characteristic and stability of the water turbine generator set. The method fully considers the complex supporting boundary and loading conditions; especially the nonlinear variation of guide bearing dynamic characteristic coefficients and the coupling effect of the whole power-house foundation. The swing and critical rotating speed of an actual generator set shaft system are calculated. The simulated results of the generator set indicate that the coupling vibration model and calculation method presented in this paper are suitable for stability analysis of the water turbine generator set.

基于MRD优化布置的水轮发电机组碰摩系统振动抑制

针对水轮发电机组转子-转轮系统碰摩故障问题,采用磁流变液阻尼器(magneto-rheological damper,MRD)对轴系振动进行抑制,旨在探究MRD对机组轴系振动的影响规律及其对系统碰摩故障的抑制效果。首先,将机组轴向位置函数引入MRD非线性动力学模型,推导了碰摩故障下含轴向分布参数的MRD-转子-转轮系统动力学方程。其次,基于数值模拟方法,以机组转速为控制参数对比分析了是否考虑MRD的转子-转轮系统非线性动力学行为。最后,研究了不同MRD轴向布置参数对碰摩转子-转轮系统动力学行为的影响。研究结果表明:MRD的加入对转子、转轮非稳态运动具有良好约束作用,能够显著减小转子、转轮振动幅值,有效避免了机组轴系碰摩故障的发生;当阻尼器位置参数s_(1)、s_(2)分别取0.25与0.95时,MRD对系统的减振效果最佳。通过在机组轴系合理布置MRD,可有效改善系统振动情况,从而为水轮发电机组振动控制提供有益指导。

水轮发电机继电保护的整定计算分析

为了保证我国的能源安全,国家正在大力发展可再生能源事业,水力发电就是可再生能源的重要组成部分之一。大型水轮发电机组能够为我国提供大量的电力,但是在实际工作情境中,水轮发电机在运行过程中很容易出现各种故障问题,需要对其继电保护进行仔细的整定计算。文章结合实际工程案例SX地下电站,对其电气特性、发电机结构等内容进行了综合分析,对其水轮发电机继电保护的整定计算工作进行了深入探讨。希望所研究的内容能够为我国水力发电顺利进行提供一定理论与技术支持。

某燃气轮机发电机组蒸汽设备水击分析及处理

水击对电厂安全稳定运行构成严重威胁。分析了水击现象产生的机理,同时针对某燃气轮机发电厂典型水击现象,阐述了几种运行设备及系统产生水击的原因,并从运行技术优化及设备治理方面进行了处理,从而减少或避免了水击现象的发生。

大型混流式机组水发联轴螺栓拆卸研究

大型混流式水轮发电机大修主要任务完成水轮机和发电机拆卸检查回装,而其中各联轴螺栓和过盈配合部位的拆卸过程尤为重要,一旦发生螺栓卡死的情况将大大影响检修工期。从某电站大型混流式机组检修时大轴螺栓卡死原因上深入分析,提出了多条改善措施,经过实施后大大降低了螺栓卡死发生的概率。

灯泡贯流式水轮发电机组调速器液压油外泄监测报警系统探讨

本研究旨在设计一种基于灯泡贯流式水轮发电机组调速器液压油外泄漏监测报警系统,以解决水轮机调速器液压油外泄漏所带来的危害。介绍了灯泡贯流式水轮发电机组调速器液压系统的原理及构成;分析了调速器液压系统液压油外泄漏的特征及危害。设计了一种监测报警系统,阐述了其工作原理、构成、功能、特点及调试方法,并总结了研究的主要观点和意义。

顶盖螺栓轴力监测装置在柘林水电厂机组上的应用

水轮发电机组顶盖为机组重要的承载部件之一,其大薄壁件结构长期受轴向水推力、转轮上腔水压脉动等交变载荷,螺栓连接的可靠性和安全性对整个机组的正常运行有着至关重要的作用,国内主要水电站均在要求每年检修期间举行水轮机顶盖连接螺栓的更换,以免造成接螺栓松动或失效而造成水淹厂房事故的发生,因此对于水轮机顶盖连接螺栓的监测、寿命评估的可靠性、稳定性提出了要求,但是传统的水轮机顶盖连接螺栓的监测主要靠人工巡检。本文详细论证了一种采用顶盖螺栓轴力监测装置在柘林水电厂的应用。

大型立轴水轮发电机组A修主轴拆装工具研发及工艺优化

水轮发电机组转动部分拆卸与回装是机组A修的重要工序,直接影响检修工期。以鲁地拉水电站为例针对机组转动部分各段主轴拆卸及回装工艺进行优化,缩短水轮发电机组A修工期,提高检修效率,为机组检修提供经验和参考。

梨园水电站发电机新型碳刷刷握底座的设计与实践

在发电机组检修过程中,滑环室发电机碳刷刷握需取下更换,并对滑环、导流环、正负极接头等一系列的检修工作,各个部件检修完成后回装。其中碳刷刷握回装时,刷握插入底座后需调整刷握与滑环的间距,要求为2~3 mm,防止间距过长或过短导致滑环打火、碳刷温度高等问题,为解决这一问题,设计了一种发电机新型碳刷刷握底座。

紫兰坝水电站导水机构备件国产化替代设计研究与应用

紫兰坝水电站机组已运行14年,水轮机的导水机构是由国外公司设计、制造,导水机构缺陷率逐年上升,因导水机构备件均为进口件,存在采购周期长且结构尺寸、技术参数等无法满足原设计要求等问题,导致电站目前无法正常采购导水机构备件,已严重影响紫兰坝公司的正常电力生产。针对紫兰坝水电站目前存在的导水机构备件全部依赖进口的采购和技术风险,紫兰坝公司联合东方电机有限公司开展了导水机构备件国产化替代设计研究,通过对原导水机构部件进行结构、材质、性能、装配等全面分析对比研究与国产化替代设计,实现了紫兰坝水电站导水机构备件采购自主可控和技术优良的目标,为我国类似电站的进口件国产化替代研究与应用提供借鉴。

大型水轮机组减压阀系统不稳定性分析及改进研究

大型水轮机组在水力发电厂的运行中起着至关重要的作用,而减压阀系统作为其中一个重要的组成部分,直接影响着水轮机组的运行稳定性和安全性。然而,在实际运行中,一些大型水轮机组减压阀系统存在着不稳定性问题,严重影响了其运行效率和安全性。因此,对大型水轮发电机组的减压阀系统在运行过程中的不稳定性深入分析和改进研究具有重要的意义。本文通过某大型机组实际运行过程中的减压阀不稳定运行案例分析,提出了减压阀上腔出水管路上安装节流阀的改进方案,通过现场试验分析,此方法可有效控制减压阀开启速度,进而稳定减压阀阀后压力,为大型水轮发电机组稳定运行提供安全保障。

600 MW水轮发电机组集成化多冗余调速系统研究及应用

针对水轮发电机组调速器,提出集成化多冗余调速系统的研究方案,优化控制方式,增强系统稳定性与可靠性。创新性提出油压系统、机械控制系统、电气控制系统三合一的集成化运行方式。提出双冗余配置与三选二配置配合运行的控制方式,实现导叶位移传感器等装置的多位置、多冗余功能,大幅提高系统的容错能力和可靠性,保障机组安全稳定运行。

混流式水轮发电机组主轴系统振动特性分析

针对混流式水轮发电机组振动现象严重影响水电站安全运行的问题,应用ANSYS建立主轴系统的有限元模型,分析主轴系统固有频率及振型变化的特点,研究主轴系统的振动特性,并分析主轴系统在激励影响下发生共振的可能性及其振型.研究结果表明,主轴系统在多种外激励作用下,除了产生强迫振动外,还可产生主共振、分数共振等复杂的振动现象.研究结果对进一步研究主轴系统动态特性有一定的参考价值.

考虑不平衡电磁拉力的偏心转子非线性振动分析

水轮发电机组转子相对偏心引起的不平衡磁拉力对转子振动有较大影响。从水轮发电机转子的气隙磁场能表达式出发,推导发电机转子的电磁刚度矩阵。利用拉格郎日方程,建立了刚性和短轴承弹性两种支承方式下考虑电磁刚度的转子振动模型。利用李雅普诺夫非线性振动稳定性理论,研究了电磁刚度和轴承弹性支承对转子的临界转速和偏心力作用下的横振幅值的影响,并分析了电磁、机械、轴承等参数对临界转速的影响程度。为进一步深入研究水轮发电机组轴系统在电磁,水力和机械结构参数共同作用下的动力特性打下基础。

水电机组自由转角盘车算法

针对水电机组盘车过程中存在的角度控制与测量问题,提出了一种仅需测量测距装置到主轴距离即可获得非线性方程组解的新算法,将主轴旋转角度作为未知量求解,主轴可自由旋转,避免了盘车过程中角度的控制、测量与误差,并给出了虚拟盘车的数据。计算结果表明,该法简便、精度高,可满足工程需要。

基于免疫算法的水轮发电机组振动故障检测

故障诊断技术是水轮发电机组安全稳定运行的关键技术之一。针对水轮发电机组传统故障诊断方法诊断效率较低的问题,提出了一种基于免疫算法(Immune Algorithm,IA)的水轮发电机组故障诊断方法。对已采集好的水轮发电机组故障样本数据进行预处理构成故障类型编码,并设置算法的相关参数,在此基础上运用MATLAB开发的免疫算法程序进行故障预测。结果表明:采用模块化编程技术来开发程序,具有操作简单、便于扩容等优点;程序的计算结果比较接近实际的故障类型。

水轮发电机组故障信号检测及小波去噪研究

小波分析是一种全新的时-频分析技术.本文充分利用故障特征信号、系统运行信号和噪声其二进小波变换模的极大值在不同尺度下的传播特性不同,研究了一种简单而有效的水轮发电机组故障信号检测与信号消噪方法.

一种改进粒子群算法在水轮机控制中的应用

关于水轮发电机控制系统优化问题,水轮发电机组的控制技术对于水轮发电机组稳定工作非常重要。针对保证供电质量,改善调节系统的非线性时滞特性,利用具有局部搜索能力的粒子群算法对水轮发电机组进行模糊PID控制可以确保控制的稳定性。首先,根据水轮发电机组的控制原理和模糊PID控制器的基本结构,提出具有局部搜索能力的改进粒子群算法,利用模糊PID控制器以及采用了改进粒子群算法的模糊PID控制器,用MATLAB软件对水轮发电机组进行优化控制仿真,仿真结果表明采用改进粒子群算法的模糊PID控制器具有最优的控制效果。

水轮发电机组支承结构对机组轴系动力特性的影响

导轴承作为水轮发电机组的支承结构,其动力特性随着机组大轴的摆度和机械动载荷作用方向而发生非线性变化。本文在考虑了刚性导轴承非线性动力特性的基础上,还考虑了厂房机墩的柔性,建立了机组与厂房机墩的耦联振动模型,利用Ansys软件分析了导轴承动力特性的非线性及厂房机墩的柔性对水轮发电机组动力特性的影响。通过对3种不同机组支承结构模型的瞬态分析以及机组轴系统的动力响应比较,论证了采用耦联振动模型更加符合实际工程情况。

水轮发电机组控制系统的仿真研究

研究水轮发电机组优化控制问题,电能的电压和频率应保持稳定值,保证安全供电。由于水轮发电机组是一个非线性、时变的复杂系统,传统PID控制算法难以对其做出精确控制,导致系统稳定过程时间长,超调量大。为解决上述问题,提出一种CMAC与PID复合控制的水轮发电机组控制系统。复合控制方法利用CMAC进行前馈控制,加快系统控制响应速度,减小超调量,从而提高控制精度;利用PID实现反馈控制,用来保证系统稳定并减少系统扰动。仿真结果表明,CMAC-PID控制方法提高了系统的控制精度,系统超调量更小,稳定时间更短,能够更好的对水轮发电机组进行在线控制。