安哥拉洛馬烏水電站引水系統(tǒng)小波動(dòng)過渡過程和穩(wěn)定性分析

蓋孜水電站采用接上游電站尾水"清水不下河"的布置方式,在系統(tǒng)中承擔(dān)與上一級電站同步調(diào)峰任務(wù),該引水系統(tǒng)具有高水頭、長距離及非恒定流的特點(diǎn)。本文通過不同控制工況下的水力過渡過程對機(jī)組關(guān)閉規(guī)律進(jìn)行比較計(jì)算,確定出機(jī)組最短關(guān)閉時(shí)間為13s。小波動(dòng)過渡過程計(jì)算分析系統(tǒng)的小波動(dòng)過程總是穩(wěn)定。水力干擾計(jì)算采用頻率調(diào)節(jié)運(yùn)行時(shí),正常運(yùn)行的機(jī)組軸力矩發(fā)生水力干擾,但未超過控制標(biāo)準(zhǔn)。分析結(jié)果可為引水系統(tǒng)布置、機(jī)組參數(shù)選取等提供設(shè)計(jì)依據(jù)。

對洪家渡水電站引水系統(tǒng)在設(shè)置尾水調(diào)壓室和取消尾水調(diào)壓室兩種情況下的過渡過程進(jìn)行了計(jì)算研究.計(jì)算表明,通過考慮機(jī)組特性、優(yōu)化機(jī)組導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律及合理整定調(diào)速器參數(shù),該水電站取消尾水調(diào)壓室的方案是可行的,其各設(shè)計(jì)參數(shù)控制值基本上能滿足設(shè)計(jì)要求.計(jì)算成果已作為該電站設(shè)計(jì)方案比較的依據(jù)之一

波夏河水電站水力過渡過程穩(wěn)定性分析

根據(jù)某電站上下游特征水位、機(jī)組參數(shù)和特征水頭等資料,合理的確定出大波動(dòng)過渡過程的計(jì)算工況。通過對各工況進(jìn)行的詳細(xì)計(jì)算和分析,結(jié)果證明蝸殼最大壓力升高值、機(jī)組轉(zhuǎn)速最大升高值和轉(zhuǎn)輪出口最低壓力值的發(fā)生工況及各工況數(shù)值滿足有關(guān)技術(shù)規(guī)范要求,從而為水電站的啟動(dòng)調(diào)試和運(yùn)行提供了依據(jù)。圖1幅,表1個(gè)。

為了減小水電站輸水系統(tǒng)過渡過程中產(chǎn)生的水錘壓力,常常會在輸水系統(tǒng)中設(shè)置調(diào)壓室。通過基于不考慮水體彈性的理論推導(dǎo)以及考慮水體彈性的數(shù)值模擬,對無調(diào)壓室及有調(diào)壓室兩種方案下輸水系統(tǒng)小波動(dòng)的過渡過程進(jìn)行比較分析,以便較為全面地對設(shè)置調(diào)壓室或不設(shè)置調(diào)壓室是否會對水電站輸水系統(tǒng)小波動(dòng)的過渡過程產(chǎn)生影響展開研究。研究結(jié)果表明:在相同布置條件下,無調(diào)壓室及有調(diào)壓室兩種方案的輸水系統(tǒng)的小波動(dòng)過渡過程均是穩(wěn)定的；設(shè)置有調(diào)壓室的輸水系統(tǒng)小波動(dòng)的過渡過程要優(yōu)于未設(shè)置調(diào)壓室的輸水系統(tǒng)小波動(dòng)的過渡過程。從研究結(jié)果來看,設(shè)置調(diào)壓室對水電站輸水系統(tǒng)的小波動(dòng)過渡過程具有改善作用。

為了確保某電站機(jī)組甩負(fù)荷的安全,對具有上游調(diào)壓室、一管三機(jī)布置的復(fù)雜引水管路系統(tǒng)進(jìn)行了機(jī)組甩負(fù)荷過渡過程數(shù)值模擬計(jì)算,確定了合理的導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律,并將其作為機(jī)組設(shè)計(jì)和運(yùn)行的依據(jù)。

應(yīng)用有限元分析軟件abaqus對某水電站暗河堵頭進(jìn)行模擬和計(jì)算分析,結(jié)果表明,10m長度堵頭部分可以滿足初期封堵需要,16m長度可以滿足后期暗河蓄水和封堵需要,分段封堵分期擋水方案是可行的.

本文結(jié)合安徽響洪甸抽水蓄能電站，分析了調(diào)壓井阻抗對引水系統(tǒng)小擾動(dòng)穩(wěn)定性的影響．計(jì)算結(jié)果表明，設(shè)置適當(dāng)?shù)恼{(diào)壓井阻抗，不但能起到調(diào)節(jié)管道內(nèi)壓力作用，減少調(diào)壓井內(nèi)水位波動(dòng)，而且可利用較小的調(diào)壓井?dāng)嗝娣e來確保系統(tǒng)的穩(wěn)定

北溪水電站由之俊集團(tuán)和永嘉縣電力局合資建設(shè)，本文對引水系統(tǒng)工程施工進(jìn)行了簡單介紹。

喀麥隆曼維萊水電站引水系統(tǒng)主要由輸水渠道、前池、壓力管道、水輪機(jī)和尾水管等主要建筑物組成,其水力特性復(fù)雜,涉及渠道流的水面線和瞬交流計(jì)算分析,以及有壓管流的瞬變流計(jì)算分析.通過對該電站大波動(dòng)過渡過程進(jìn)行模擬分析,為工程設(shè)計(jì)提供科學(xué)的依據(jù)以及切實(shí)可行的控制和保護(hù)措施,確保曼維萊水電站的安全、經(jīng)濟(jì)與穩(wěn)定運(yùn)行.

結(jié)合錦屏二級水電站工程實(shí)例,通過數(shù)值計(jì)算分析長引水隧洞水電站小波動(dòng)穩(wěn)定性影響因素。研究了機(jī)組空載時(shí)的小波動(dòng)穩(wěn)定性,以及阻抗式調(diào)壓室阻抗孔面積、阻抗孔損失系數(shù)和引水系統(tǒng)糙率對于小波動(dòng)穩(wěn)定的影響。研究結(jié)果表明:空載時(shí)小波動(dòng)穩(wěn)定性滿足設(shè)計(jì)要求;減小阻抗孔面積對于提高小波動(dòng)穩(wěn)定性十分有效:小波動(dòng)穩(wěn)定性對于阻抗損失系數(shù)敏感性較低;引水隧洞糙率對于小波動(dòng)穩(wěn)定性有較明顯影響,需慎重選擇引水管線方案。

阿爾塔什水利樞紐水電站引水系統(tǒng)長度較長。通過調(diào)壓室過渡過程計(jì)算優(yōu)化調(diào)壓室的尺寸,既而通過對導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律進(jìn)行比較計(jì)算,確定機(jī)組最短關(guān)閉時(shí)間;再通過小波動(dòng)過渡過程計(jì)算分析系統(tǒng)的小波動(dòng)過程是否穩(wěn)定;通過水力干擾計(jì)算判斷被干擾機(jī)組的水頭、流量、效率、機(jī)組軸力矩變化是否超過允許范圍。研究結(jié)論為電站引水系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

大河沿渠首水電站因引水發(fā)電系統(tǒng)較長,并設(shè)有調(diào)壓閥及超壓泄壓閥。在對電站機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)的大、小波動(dòng)穩(wěn)定性進(jìn)行分析和優(yōu)化的基礎(chǔ)上,選擇合理的調(diào)壓閥和超壓泄壓閥尺寸、輸水系統(tǒng)洞徑及機(jī)組gd2,并確定合理的水輪機(jī)導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律及關(guān)閉時(shí)間。

本文針對南方某大型水電站,進(jìn)行水力機(jī)組甩負(fù)荷大波動(dòng)過渡過程模擬。在計(jì)算軟件matlab的支持下,模擬出了壓力變化曲線和轉(zhuǎn)速變化曲線,繼而得出引水系統(tǒng)最大壓力升高和蝸殼末端最大轉(zhuǎn)速升高。通過電站實(shí)測數(shù)據(jù)與模擬結(jié)果之間的對比,驗(yàn)證二者之間的一致性,這種模擬和對比結(jié)果也可以為同類型水電站的調(diào)節(jié)保證計(jì)算和穩(wěn)定性分析提供一定的參考。

以明渠、壓力管道和調(diào)壓室的非恒定流方程為基本方程,以恒定流計(jì)算結(jié)果為初始條件,結(jié)合渠首邊界、渠管結(jié)合處邊界、調(diào)壓室邊界和閥門邊界處的連續(xù)方程和能量方程,利用特征線法建立了水錘波、調(diào)壓室波、明渠波等3種水力波動(dòng)的數(shù)值計(jì)算模型,并編制了相應(yīng)的計(jì)算程序。通過典型算例計(jì)算,分析了3種波的波動(dòng)規(guī)律及其之間的耦合效應(yīng),計(jì)算結(jié)果符合一般規(guī)律,從而驗(yàn)證了所建模型及程序的正確性。

超長引水隧洞水電站設(shè)置氣墊式調(diào)壓室可以有效抑制過渡過程中調(diào)壓室涌浪振幅，但蝸殼壓力的變化規(guī)律也因氣墊式調(diào)壓室的影響變得更為復(fù)雜。本文通過數(shù)值計(jì)算方法，分析了設(shè)氣墊式調(diào)壓室超長引水隧洞水電站大波動(dòng)過渡過程中，導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間、引水隧洞水流慣性、壓力管道水流慣性及調(diào)壓室參數(shù)∥等因素對蝸殼最大動(dòng)水壓力的影響；并與常規(guī)調(diào)壓室進(jìn)行對比，討論了氣墊式調(diào)壓室對超長引水隧洞水電站甩負(fù)荷過渡過程中反射水擊波特性的作用。結(jié)果表明：氣墊式調(diào)壓室對水擊波的反射效果不如常規(guī)調(diào)壓室，且氣墊和涌浪壓力之和最大值大于常規(guī)凋壓室最大水壓力，更容易發(fā)生蝸殼最大動(dòng)水壓力，此壓力由調(diào)壓室壓力極值決定、不受導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律控制的影響。

針對尾水位變幅較大的水電站尾水洞出口段常出現(xiàn)無壓流或明滿流等復(fù)雜流態(tài),提出基于動(dòng)態(tài)尾水邊界的分析方法,即以始終保持有壓流態(tài)的尾水洞中間特征斷面的動(dòng)態(tài)測壓管水頭作為尾水洞系統(tǒng)出口邊界條件,結(jié)合數(shù)值模擬方法研究系統(tǒng)的小波動(dòng)穩(wěn)定性,并與傳統(tǒng)的邊界處理方法進(jìn)行比較。結(jié)果表明采用試驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬相結(jié)合進(jìn)行小波動(dòng)穩(wěn)定性分析,考慮了尾水洞無壓流或明滿流對系統(tǒng)穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)品質(zhì)的影響,能夠較準(zhǔn)確地反映系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。

它勵(lì)可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)主要的優(yōu)點(diǎn)是在發(fā)電站出口附近發(fā)生短路故障時(shí)，強(qiáng)勵(lì)能力強(qiáng)，有利于提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定水平，在故障切除時(shí)間比較長、系統(tǒng)容量相對小的50、60年代這一優(yōu)點(diǎn)是很突出的。但是，隨著電力系統(tǒng)裝機(jī)容量的增大，快速保護(hù)的應(yīng)用，故障切除時(shí)間的縮短，它勵(lì)可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)的優(yōu)勢已不是很明顯……

本文研究了孤網(wǎng)條件下水力機(jī)組小波動(dòng)穩(wěn)定性,設(shè)定5種小波動(dòng)穩(wěn)定性特征工況進(jìn)行分析和計(jì)算,通過分析、計(jì)算找出機(jī)組在孤網(wǎng)條件下小波動(dòng)調(diào)節(jié)品質(zhì)較好的調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù).通過電算程序證明所選調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)能很好的保證機(jī)組在孤網(wǎng)運(yùn)行條件下,小波動(dòng)運(yùn)行工況較為穩(wěn)定,且調(diào)節(jié)品質(zhì)較好.

本文介紹了雙溝水電站引水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的大體思路,闡述了施工過程中邊坡穩(wěn)定、施工干擾等有關(guān)問題的處理措施,可為其它相關(guān)工程設(shè)計(jì)做參考。

通過調(diào)查某水電站廠區(qū)的工程地質(zhì)條件,本文分析了該水電站堆積體的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)分布特征和影響崩坡積體穩(wěn)定性的主要因素。在此基礎(chǔ)上,定性分析了該崩坡積體的穩(wěn)定性。最后,通過geo-slope軟件定量分析了該崩坡積體在運(yùn)營期間不同工況下的穩(wěn)定性。結(jié)果表明,在天然狀態(tài)和蓄水工況下該崩坡積體是穩(wěn)定的,但在暴雨及蓄水+暴雨工況下,該崩坡積體的穩(wěn)定性則較低。

通過研制適用于水頭變幅大的轉(zhuǎn)輪解決水電機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性及負(fù)荷變化調(diào)節(jié)的問題。