STUDY ON POWER SPARE COEFFICIENT OF ELECTRICAL MOTOR IN LARGE PUMP STATION BASED ON RELIABILITY

Characters of head of low head pump station and the pump shaft power areanalyzed. Influence of each single factor on pump shaft power is expressed as change of specificshaft power. (non-dimensional) and the probability density function is determined. Influences ofmultiple factors on pump shaft power are analyzed. Method of calculating none over-loadedprobability of motor by integration by successive reductions is put forward and then relationbetween power spare coefficient and none over-loaded reliability of electric motor is established.Influences of all factors on pump shaft power being considered completely; power spare coefficientsof motor are calculated in three kinds of heads (changing and unchanging), two kinds of dirty-outconditions. Electrical motor power spare coefficients should be chosen as 1.20 approx 1.44, 1.11approx 1.19, 1.09 approx.14 respectively when pump heads are 4, 7, 9.5 m. The results mean much toreasonable choose of electrical motors in large pump stations, increasing reliability of pump unitsand saving equipment investment.

HYDRAULIC CALCULATION AND MEASUREMENT OF FLOW FIELD WITHIN INLET PASSAGE OF LARGE PUMPING STATION

By means of the analysis of the internal flow within inlet passage of large pumping sta-tion, an analysis of 3-D direct boundary element for the flow has been presented on the potentialflow assumption, and a calculation and an experimental proof for the inlet passage of 30 angle-type axial pumping station have been made. Based on the analysis of the calculations and theexperiments, the calculation method is feasible and believable.

基于声纹监测技术的大型泵站机组振动特性研究

声音和振动是反映旋转机械设备运行状态信息的直接载体,根据声纹监测的原理,通过对数据进行采集、预处理、提取特征值,采用卷积神经网络深度学习识别模型,建立大型泵站机组运行状态声纹样本库和模型库,构建泵站机组振动状态的声纹监测系统,实现大型泵站机组运行状态的实时监测。

大偏角短引渠侧向进水泵站流场流态优化

为了改善大偏角短引渠侧向进水泵站前池、进水池内偏流、回流和漩涡等不良流态,以某大型大偏角短引渠侧向进水泵站工程为研究对象,采用物理模型试验和数值模拟相结合的方式对初步设计方案下的前池、进水池流态进行分析,提出流速偏差系数λ作为评价指标,对工程进行优化,探讨前池的结构性改造对水流的整流效果,得出“弧形隔墩+改变底坡坡度+开设消涡孔”的组合方案为推荐整流方案,有效解决了前池及进水池内原设计存在的不良流态。研究结果表明,该整流方案使各个机组进水池偏差系数分别下降了37.03%、12.99%、22.29%、22.04%,显著改善了前池,进水池流态。研究结果可为类似大偏角短引渠侧向进水泵站前池及进水池流场流态优化提供参考,也可为类似短引渠泵站工程和进水建筑物的设计提供参考。

沙集泵站改造叶轮选型及流道改形研究

针对沙集泵站空化汽蚀较为严重,在工程加固改造时主体结构不变,无法通过降低站房底板增加叶轮淹没深度,从而提高空化性能的实际问题,采用计算流体动力学CFD方法,考虑泵站进口不同水位,对水泵装置全流道内部流动进行数值分析,研究水泵空化和能量特性。小幅降低叶轮中心高程,不仅未能减小空化范围,反而降低了泵装置效率,不宜采用。通过优选水泵水力模型、降速、增径并适当修整流道等方法,在保证泵装置能量性能的前提下,提高水泵空化性能。结果表明,采用方案一:叶轮直径增至1.68 m,转速降至250 r/min,基本消除了叶片进水边附近的附着空化,同时能够满足泵站特征水位组合下的流量和效率。成果也可用于类似泵站的设计和机组的选型。

基于麻雀搜索算法的梯级泵站优化调度

针对梯级泵站系统运行效率普遍偏低、能耗损失较大等问题,建立了梯级泵站优化调度模型,引入了寻优能力强、搜索精度高的麻雀搜索算法(SSA),对算法中安全阈值和侦察者占比两参数进行了比选;据此提出了基于SSA算法的梯级泵站优化调度方法,并将其应用于密云水库调蓄工程中的三级泵站优化调度研究。结果表明,三种不同流量工况下,相较于现状方案,PSO及GA算法所得优化方案其系统运行效率可提升0.03%~0.18%,年运行成本可节省¥9,700~¥69,500。利用SSA算法所获优化方案在两项指标改进方面更为突出,可达到0.98%~1.20%的效率提升及¥369,000~¥443,900的年运行费用的节省,验证了SSA算法在梯级泵站优化调度中的可行性和高效性,可为梯级泵站优化调度提供一种合理可靠的方法。

机载激光雷达在抽水蓄能电站中的应用

抽水蓄能电站的选址大多在陡峭峡谷间,植被浓密地区,传统测量手段在作业进度与测量精度上很难满足设计需求。机载激光雷达技术不受植被与阴影等因素影响,可以高效、准确地获取地面三维点云数据。本文以黑龙江林口抽水蓄能工程勘察为例,应用机载雷达技术解决了高山密林区大比例尺地形数据获取困难的问题,经过分析验证,证明该技术可以在抽水蓄能工程中得到推广使用。

基于价值共创视角的大中型抽水蓄能电站建设管理模式创新研究

“十四五”期间,我国抽水蓄能产业步入高质量发展阶段,大中型抽水蓄能电站建设亟需进行建设管理模式创新。本研究基于价值共创理论,将大中型抽水蓄能电站建设管理创新路径解构为价值主张、价值创造、价值传递、价值获取四大模块,选取梅州抽水蓄能电站为研究案例,通过实证资料编码分析其创新举措。研究揭示大中型抽水蓄能电站建设管理模式创新要素关系网络和革新方向,为其管理模式创新提供参考建议。

流固耦合作用下泵站大体积混凝土结构振动特性分析

在泵站运行过程中,由转轮和导叶之间水体的动静干扰所引起的压力脉动是引起泵站混凝土结构及机组振动的主要原因。现有关于泵站及水电站厂房的研究中,仅以数值参数形式表达脉动,并未真实反映流体与导叶间的相互水力干涉。采用有限元软件ADINA建立泵站混凝土结构、流道和流体的耦合三维模型,特别将机架、轴流泵等金属结构建入模型中,真实反映流体与固定导叶间的相互水力干涉,模拟脉动传递路径。分析了泵站大体积混凝土结构的振动特性,并对泵站运行安全性作出评价分析。研究结果可为工程实践提供参考。

大中型泵站施工中自密实混凝土运用分析

自密实混凝土能够满足以泵站为代表的水利水电工程建设发展的要求。基于新时期水利工程建设发展的背景,以水泵工程为主要研究对象,在简单介绍自密实混凝土施工技术应用内容的基础上,结合实际的大中型泵站项目案例,探讨其中应用的自密实混凝土施工技术,明确在实际施工中需要重点关注的内容,旨在为相关工程的施工建设提供借鉴的经验和思路。

大倾角坝基上混凝土面板堆石坝滑移变形特征研究

抽水蓄能电站是实现“双碳”战略目标的重要举措,混凝土面板堆石坝作为抽水蓄能电站上水库大坝的优选坝型之一,往往坝基顺河向坡度较陡,坝体容易产生顺坡向滑移变形,坝坡抗滑稳定性较差,危及抽水蓄能电站上水库大坝运行安全。因此,建立大倾角坝基上混凝土面板堆石坝数值模型,研究大倾角坝基上混凝土面板堆石坝滑移变形的规律,揭示大倾角坝基上混凝土面板堆石坝产生滑移变形的机制,提出减小其滑移变形的物理力学和几何结构设计措施。研究结果表明,较大下滑力和较小抗滑力是大倾角坝基上混凝土面板堆石坝容易产生滑移变形的根本原因;坝基倾角越大,重力沿坡面分力越大,坝体滑移变形越大,坝坡安全系数越小(当坝基倾角大于15°时,坝坡安全系数小于规范要求的最小值1.5);增设压坡能够有效减小坝体滑移变形,显著提高坝坡抗滑稳定性,压坡平台高度越高、宽度越宽和黏聚力、内摩擦角越大,坝体滑移变形越小,坝坡安全系数越大,推荐压坡平台高度和宽度取1/2倍主坝最大坝高,压坡密实度(黏聚力和内摩擦角)与主坝堆石密实度相当。

基于CM-FAHP的大变幅水位泵站取水方式比选

为提高大变幅水位泵站取水方式评价的合理性,建立一套大变幅水位泵站取水方式评价指标体系,将云模型(CM)与层次分析法(AHP)和熵权法(EWM)相结合,对各评价指标进行主客观组合赋权。提出基于CM和模糊层次分析法(FAHP)相结合的大变幅水位泵站取水方式综合评价方法,并采用云模型综合相似度比较法来确定最优取水方案。以云南省鲁地拉水资源综合利用置换洱海供水一期工程为例,进行实践应用。结果表明:4种取水方案(竖井干室型泵房、排架湿室型泵房、浮船式泵房和缆车式泵房)的综合评价云图均位于评价等级Ⅲ和Ⅳ标准云图之间,浮船式泵房的综合评价云图与Ⅳ标准云图的综合相似度最高,即浮船式泵房取水为最优方案。

大型泵站群自主可控远程集控系统研究与设计

以自主可控、维护简便、实时性、可用性为导向,研究并设计大型泵站群集控系统。集控系统设计基于分布式架构的数据库体系,进行多机冗余管理、权限管理,采用远动通讯协议的网络通信架构,高性能实时数据与历史数据的存储与访问机制,利用平台消息总线、服务总线实现基础集控功能,同时支持图形展示、报表展示、事件及报警、泵站联合调度及可视化应用等各类业务的互通互融,为大型泵站群安全稳定运行提供有力支撑。

大型斜轴伸泵站典型故障分析及水力优化研究

本文以太浦河泵站为例,对大型斜轴伸泵站的典型故障进行分析和水力优化研究,建立了符合运行检修情况的真实故障树逻辑关系模型;对水导轴承密封泄漏问题,构建三维模型进行模拟仿真,分析轴瓦不同磨损程度的沟槽泄漏受力情况,对模拟结果提出了相应的水力优化措施,并在实际修复工作中取得了良好的应用成效。

大型抽水蓄能电站水轮机组机械振动故障判别模型

为了提高大型抽水蓄能电站水轮机组机械振动故障判别精度,以及时对其进行维修,保证抽水蓄能电站水轮机组设备安全运行,延长机械使用时长,提出了一种水轮机组机械振动故障判别方法。利用无量纲处理水轮机组机械信号,去除冗余信号,确定振动参数加权分布,设置故障特征量权值,构建抽水蓄能电站水轮机组分布式健康函数,完成水轮机组机械振动故障判别方法设计,检测水轮机组是否为正常状态,实现机械振动故障判别。实验表明,所提模型可以准确判别故障振动,确保后续及时维修,提高工作效率。

基于PLC的大型泵站设备及自动化改造

为实现大型泵站自动化无人值守运行,提升泵站设备管理运行的可靠性及安全性,对某厂在运营的供水规模50万吨/日的大型泵站设备及自动化现状调研。针对调研发现的问题进行设备及自动化改造,主要包括对高压配电设备、阀门设备、安防监控设备、仪器仪表及自动控制等的改造。改造后通过可编程逻辑控制器及智能采集终端模块将关键设备参数及在线监测数据接入组态软件及信息化平台,实现泵站远程控制及无人值守,全面实时监控泵站设备运行工况。结果表明,经改造后泵站实现了自动化、智能化和智慧化的运营与管理,提高了设备运行管理效率及自动化管理水平,降低了人力及管理运营成本。

基于PLC的大中型泵站微机自动监控系统设计

常规的泵站监控系统程序较为复杂,系统运行损耗较高,很容易出现系统数据监控失误的问题。因此,设计了基于PLC的大中型泵站微机自动监控系统。硬件方面,设计PLC控制器与RS485总线。软件方面,开发大中型泵站自动监控PLC程序,输入PLC控制器的控制模块,选择TCP/IP连接,完成通讯模块与逻辑网络之间的关联。优化泵站微机自动监控可视化界面,采用可编程逻辑制作监控画面,使泵站监控系统的启动界面、总视图界面、机组监控界面、温度监控界面更加真实。采用系统测试,验证了该系统的监控质量更高,能够应用于实际生活中。

大型轴流泵站起动过渡过程分析

为获得大型轴流泵站起动过渡过程水力特性,分析了泵组转动力矩平衡方程、水头平衡方程,以及三相交流异步电动机固有机械特性、水泵全特性曲线移动最小二乘法拟合,带小拍门的快速闸门水力特性,最终得出过渡过程数学模型,然后基于Simulink平台,模块化分解、搭建数学模型,并对主要水力参数仿真计算。计算表明,Simulink模块化仿真可方便地进行大型轴流泵站起动过渡过程分析,模块参数易于修改,便于工程推广。

大中型泵站供电方案建设探讨

大中型泵站工程供电方案可靠性对泵站安全稳定运行影响重大,为进一步提高大中型泵站供电方案建设的安全性和可靠性,梳理了37座有代表性的大中型泵站供电情况,针对国家、行业、地方标准规范及相关文件要求,结合省内城市排涝泵站、引调水泵站供电方案实际运行情况,分析探讨了各供电方案建设的合理性,针对不同类型的泵站工程提出了相应的供电建议方案,为后续新(改)建大中型泵站的供电方案选择提供参考。