大田河落生水電站水力機(jī)組過(guò)渡過(guò)程分析

冗各水電站在施工階段進(jìn)行水力過(guò)渡過(guò)程計(jì)算時(shí),通過(guò)對(duì)不同的運(yùn)行組合工況進(jìn)行分析,選取了適合該電站的工況進(jìn)行計(jì)算.通過(guò)計(jì)算,推薦采用導(dǎo)葉兩段關(guān)閉的關(guān)機(jī)規(guī)律,計(jì)算結(jié)果滿足規(guī)范要求.電站施工后,引水系統(tǒng)參數(shù)略有調(diào)整,根據(jù)調(diào)整后的數(shù)據(jù),按照電站運(yùn)行后的甩負(fù)荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)及關(guān)閉規(guī)律,對(duì)水力過(guò)渡過(guò)程計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)算,其結(jié)果基本與實(shí)際情況吻合.

利用相關(guān)程序,對(duì)四川毛爾蓋水電站進(jìn)行了水力過(guò)渡過(guò)程計(jì)算。通過(guò)對(duì)導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算、調(diào)壓室波動(dòng)計(jì)算、大波動(dòng)過(guò)渡過(guò)程計(jì)算、小波動(dòng)計(jì)算以及調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定分析,驗(yàn)證了該電站引水發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是合理、可行的。

冗各水電站在施工階段進(jìn)行水力過(guò)渡過(guò)程計(jì)算時(shí),通過(guò)對(duì)不同的運(yùn)行組合工況進(jìn)行分析,選取了適合該電站的工況進(jìn)行計(jì)算。通過(guò)計(jì)算,推薦采用導(dǎo)葉兩段關(guān)閉的關(guān)機(jī)規(guī)律,計(jì)算結(jié)果滿足規(guī)范要求。電站施工后,引水系統(tǒng)參數(shù)略有調(diào)整,根據(jù)調(diào)整后的數(shù)據(jù),按照電站運(yùn)行后的甩負(fù)荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)及關(guān)閉規(guī)律,對(duì)水力過(guò)渡過(guò)程計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)算,其結(jié)果基本與實(shí)際情況吻合。

為保證電站安全穩(wěn)定運(yùn)行,通過(guò)對(duì)調(diào)壓井位置、參數(shù)以及調(diào)壓井后輸水系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整,對(duì)機(jī)組水力過(guò)渡過(guò)程進(jìn)行大波動(dòng)、小波動(dòng)分析計(jì)算,確定經(jīng)濟(jì)合理的電站輸水系統(tǒng)和機(jī)組方案參數(shù)。

文中通過(guò)對(duì)宏發(fā)水電站進(jìn)行水力過(guò)渡過(guò)程計(jì)算,為突破調(diào)壓井托馬斷面提供了依據(jù),在降低施工難度,節(jié)約工程投資的同時(shí),保證電站的安全運(yùn)行。

從普遍意義上講,水電站水力過(guò)渡過(guò)程是水、機(jī)、電系統(tǒng)相互影響、相互制約的聯(lián)合過(guò)渡過(guò)程,其計(jì)算的合理與否關(guān)系到輸水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和水電站的安全運(yùn)行及供電的質(zhì)量。文章介紹了水力機(jī)械過(guò)渡過(guò)程的主要類型與基本特征,分析了水輪機(jī)過(guò)渡過(guò)程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義,闡述了水力機(jī)械裝置過(guò)渡過(guò)程研究的現(xiàn)狀和研究方法。

角木塘水電站位于貴州省道真縣,電站裝機(jī)容量2×35mw。電站為低水頭河床式徑流電站,引水系統(tǒng)短,機(jī)組采用軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)。對(duì)于軸流式機(jī)組而言,由于機(jī)組水推力過(guò)大,電站甩負(fù)荷時(shí)往往容易造成\"抬機(jī)\"現(xiàn)象,對(duì)機(jī)組造成破壞,因此,水力過(guò)渡過(guò)程計(jì)算除了控制好蝸殼壓力升高、機(jī)組轉(zhuǎn)速上升、尾水管真空度以外,還要重點(diǎn)關(guān)注水推力的影響。

本文通過(guò)對(duì)樂(lè)昌峽水電站進(jìn)行過(guò)渡過(guò)程計(jì)算與分析,提出了一系列優(yōu)化方案,總結(jié)了常規(guī)電站尾水系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的計(jì)算經(jīng)驗(yàn),為同類工程提供借鑒。

通過(guò)對(duì)yms水電站水力過(guò)渡過(guò)程計(jì)算分析,介紹了各個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和布置方式,希望對(duì)國(guó)內(nèi)外同類型水電站設(shè)計(jì)提供一定的借鑒參考。

瑪依納水電站引水發(fā)電系統(tǒng)無(wú)法滿足gb/t9652.1—2007《水輪機(jī)控制系統(tǒng)技術(shù)條件》要求,系統(tǒng)穩(wěn)定性較差。為此,在引水發(fā)電系統(tǒng)樞紐布置無(wú)法改變的情況下,在犧牲調(diào)速系統(tǒng)速動(dòng)性,放寬對(duì)電站調(diào)節(jié)品質(zhì)要求的前提下討論其引水發(fā)電系統(tǒng)布置的可行性。目前,2臺(tái)機(jī)組已經(jīng)安全穩(wěn)定運(yùn)行多年,證明該電站引水發(fā)電系統(tǒng)布置是合理的。

為確保青羊溝水電站安全穩(wěn)定的運(yùn)行,保證電能質(zhì)量,通過(guò)對(duì)大、小機(jī)組水力過(guò)渡過(guò)程進(jìn)行大波動(dòng)、小波動(dòng)分析計(jì)算,以便尋求合理的導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律,為調(diào)壓井、壓力管道等輸水系統(tǒng)參數(shù)和機(jī)組gd2值的設(shè)計(jì)優(yōu)化、安全運(yùn)行提供依據(jù)。

在大機(jī)組正常發(fā)電運(yùn)行情況下,對(duì)與引水管道相連的小機(jī)組開停機(jī)時(shí)引水岔管的水力特性進(jìn)行了三維數(shù)值模擬計(jì)算。采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)離散計(jì)算區(qū)域,利用udf控制小機(jī)組管道的流量來(lái)模擬小機(jī)組開停機(jī),為保證計(jì)算精度,采用二階迎風(fēng)格式,在壓強(qiáng)-速度關(guān)聯(lián)算法上選擇更適合于非定長(zhǎng)計(jì)算的piso格式。結(jié)果表明:小機(jī)組鋼管的水錘對(duì)大機(jī)組鋼管內(nèi)部的影響范圍不大,只會(huì)對(duì)局部的管段造成沖擊,不會(huì)影響大機(jī)組蝸殼進(jìn)口處水流,對(duì)大機(jī)組的正常發(fā)電沒(méi)有影響。

系統(tǒng)地介紹了水電站水力過(guò)渡過(guò)程數(shù)字仿真的基本理論和計(jì)算方法,過(guò)渡過(guò)程的起因和研究?jī)?nèi)容,并用多個(gè)水工模型試驗(yàn)測(cè)量的調(diào)壓室水位、管道水錘壓力及其壓力過(guò)程線資料驗(yàn)證了計(jì)算方法及參數(shù)選擇的合理性。利用cfd技術(shù)得到了調(diào)壓室內(nèi)的水流流態(tài)、三維流速分布以及調(diào)壓室水位波動(dòng)的動(dòng)態(tài)演示。該數(shù)字模型已用于多個(gè)電站引、尾水系統(tǒng)的水力過(guò)渡過(guò)程計(jì)算,得到的調(diào)壓室最高/最低涌浪水位、蝸殼及岔管斷面最大/最小水錘壓力、機(jī)組最大飛車轉(zhuǎn)速以及它們的變化過(guò)程線,引水隧洞最大/最小內(nèi)水壓力包絡(luò)線、小波動(dòng)和水力干擾下的發(fā)電頻率擺動(dòng)、機(jī)組穩(wěn)定性分析等成果,為工程設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)。

本文介紹利用程序進(jìn)行水電站水力過(guò)渡過(guò)程計(jì)算。通過(guò)對(duì)下坂地水電站的調(diào)壓室涌波計(jì)算、調(diào)節(jié)保證計(jì)算以及調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定分析,為電站及引水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

針對(duì)紫坪鋪水利樞紐工程水頭變幅大,工況變化多且頻繁的特點(diǎn),對(duì)水輪機(jī)典型工況甩負(fù)荷水力過(guò)渡過(guò)程進(jìn)行了數(shù)字仿真。建立了串聯(lián)管連結(jié)處瞬變流計(jì)算數(shù)學(xué)模型,采用三維空間曲面的形式對(duì)水輪機(jī)特性進(jìn)行描述和插值,開發(fā)了基于windows界面的水力過(guò)渡過(guò)程數(shù)字仿真軟件。

在水電站的運(yùn)行中總伴隨著水力過(guò)渡過(guò)程,對(duì)電站進(jìn)行過(guò)渡過(guò)程分析與計(jì)算相當(dāng)重要。本文介紹了當(dāng)今先進(jìn)的科學(xué)計(jì)算軟件matlab的特點(diǎn),并利用該軟件對(duì)紫坪鋪水電站的水力過(guò)渡過(guò)程從數(shù)學(xué)模型、計(jì)算仿真等方面進(jìn)行了分析、計(jì)算與研究,以便尋求合適的電站運(yùn)行方式、機(jī)組關(guān)閉規(guī)律等。為電站及引水系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化、安全運(yùn)行提供依據(jù)。

本文主要針對(duì)黃河拉西瓦、漢江毛壩關(guān)水電站工程,在物理模型試驗(yàn)資料的基礎(chǔ)上,對(duì)水電站的水力過(guò)渡過(guò)程的仿真計(jì)算作了驗(yàn)證,驗(yàn)證計(jì)算方法和參數(shù)選擇的合理性,并率定計(jì)算參數(shù)。得到調(diào)壓室最高/最低涌浪水位、蝸殼及岔管斷面最大/最小水錘壓力、機(jī)組最大飛車轉(zhuǎn)速以及它們的變化過(guò)程線。在鉆根水電站和扎古錄水電站的調(diào)保計(jì)算中,計(jì)算了引水隧洞、壓力鋼管最大/最小水壓力包絡(luò)線、小波動(dòng)和水力干擾下的發(fā)電頻率擺動(dòng)機(jī)組穩(wěn)定性分析等成果。采用fluent軟件模擬某瞬間調(diào)壓室內(nèi)的三維流場(chǎng),動(dòng)態(tài)地顯示了調(diào)壓室水位波動(dòng)情況。

本文介紹了涔天河水電站大波動(dòng)水力過(guò)渡過(guò)程電算的工況選擇及計(jì)算成果,分析并確定水力過(guò)渡過(guò)程計(jì)算控制值和設(shè)計(jì)值。工況選擇時(shí)涵蓋全水頭范圍運(yùn)行,并需要與實(shí)際運(yùn)行工況相近,了解典型工況規(guī)律,以便利用典型工況快速進(jìn)行洞徑比選、機(jī)組飛輪力矩敏感性分析及導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律優(yōu)化等。

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(guò)渡過(guò)程的計(jì)算工況。通過(guò)對(duì)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)。

為深入研究勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)水力發(fā)電機(jī)組過(guò)渡過(guò)程的影響,在matlab/simulink平臺(tái)上,采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù),建立了包括水力、機(jī)械及電氣部分的聯(lián)合計(jì)算模型,研究了機(jī)組并入不同容量的電力系統(tǒng)時(shí),勵(lì)磁調(diào)節(jié)和電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(pss)對(duì)機(jī)組頻率波動(dòng)特性和水力過(guò)渡過(guò)程的影響。計(jì)算結(jié)果表明,在有限容量的電力系統(tǒng)中,機(jī)組安裝勵(lì)磁調(diào)節(jié)和pss除了能有效地對(duì)無(wú)功功率和電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)之外,對(duì)機(jī)組頻率波動(dòng)也有良好的改善作用,對(duì)調(diào)壓室水位波動(dòng)有一定的抑制作用,有利于提高電能質(zhì)量。

針對(duì)躍龍潛水電排站點(diǎn)新型結(jié)構(gòu)特點(diǎn),建立了相應(yīng)的拍門及簡(jiǎn)單調(diào)壓塔邊界條件的數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用特征線法對(duì)潛水電泵系統(tǒng)進(jìn)行了停泵水力過(guò)渡過(guò)程分析,結(jié)果表明泵站選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,運(yùn)行可靠安全。

太平驛水電站引水系統(tǒng)為長(zhǎng)隧洞、差動(dòng)式調(diào)壓室、２管４機(jī)，尾水隧洞按無(wú)壓明流設(shè)計(jì)。本文介紹了電站水力系統(tǒng)的特點(diǎn)、水力過(guò)渡過(guò)程計(jì)算的數(shù)學(xué)模型要點(diǎn)、計(jì)算結(jié)果及分析，且引述了１、２號(hào)機(jī)組同時(shí)甩負(fù)荷試驗(yàn)調(diào)壓室涌浪和機(jī)組轉(zhuǎn)速、蝸殼壓力的實(shí)測(cè)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果的對(duì)比。