水轮机顶盖模型物理场实时监测研究

水轮机顶盖是发电机组的关键部件，其运行状态的监测是机组安全稳定运行的重要保障。如何实现水轮机顶盖快速、直观、无盲区的运行状态监测，始终是水电站运维环节的难点。为提升水轮机顶盖运行状态监测的效果，构建一套具备高精度、高实时性的水轮机顶盖物理场实时监测体系。通过综合运用有限元分析计算与代理模型技术，首先构建水轮机顶盖有限元模型，再以现场监测数据为基础和驱动因素，基于模型有限元仿真的样本点数据，构建出高精度的水轮机顶盖物理场代理模型，实现水轮机顶盖真实物理模型与数字模型的高效、高精度的实时映射。基于水轮机顶盖物理场实时监测体系，实现了顶盖物理场代理模型的计算效率毫秒级别，各物理场量计算最大误差、均方根误差均小于1%,判定系数均大于99%。结果表明：水轮机顶盖物理场实时监测体系的运用，实现了高精度、高实时性的运行状态监测的，使得监测结果更加直观、监测数据更加丰富、监测无盲区。     

水泵水轮机组状态监测与故障诊断系统

水泵水轮机组状态监测与故障诊断系统是针对大型抽水蓄能电站水泵水轮机组的运行特点而设计的，它用于机组稳定性状态监测及跟踪分析，该系统包括状态监测，信号分析，故障诊断３个主要功能块以及其他辅助模块。状态监测模块实现实时监测并报警；信号分析模块提供多种分析方法，可对监测获取的数据进行分析，故障诊断模块能自动对机组进行评价和对有可能发生的故障进行诊断，运用该系统，能完整地掌握机组运行的当前状态和历史数据。     

基于一种改进BP网络算法的水轮机组故障诊断

水轮机组状态监测与故障诊断系统,在水轮发电机组及电力系统中有着举足轻重的地位,提高水轮机组状态监测与故障诊断系统的准确性和及时性,对电力系统的安全运行具有重大意义。作者采用一种改进的BP网络算法,用于水轮机组状态监测与故障诊断系统中,试验表明,此方法改善了传统BP网络容易陷入局部最小点、网络收敛速度慢等不利因素,提高了水轮机组状态监测与故障诊断的准确性。     

凤凰水电站主轴密封漏水故障分析及技术改造

水轮机的主轴密封是旋转的主轴与固定的顶盖之间的封水装置,是防止压力水沿着主轴和顶盖之间的间隙渗漏的重要部件,其密封效果的好坏直接关系到机组的安全运行。采用无接触螺旋式密封结合对转轮增设泵板和顶盖止水环的结构来替代原机组不合理的密封结构,在泥砂磨损严重的条件下运行,具有良好的效果。     

东风发电厂水轮机附属设备运行中存在的问题及处理

东风发电厂水轮机附属设备如顶盖射流排水泵、水轮机工作密封、尾水真空补气阀、水力监测装置等在运行中存在诸多影响安全生产的问题 ,本文阐述了对这些问题的分析和改造处理情况。     

东风发电厂水轮机附属设备运行中存在的问题及处理

东风发电厂水轮机附属设备如顶盖射流排水泵、水轮机工作密封、尾水真空补气阀、水力监测装置等在运行中存在诸多影响安全生产的问题，本文阐述了对这些问题的分析和改造处理情况。     

水电厂顶盖排水系统运行效能分析的实践

水电厂顶盖排水系统的主要作用是排走水轮机工作密封和导叶轴套处漏至水轮机顶盖上的水,顶盖排水系统在水电厂的安全运行中起着关键的作用,该系统出现故障会造成水淹水导轴承和顶盖的严重后果,将导致运行机组被迫停机或者退出热备用。鉴于水轮机顶盖排水系统的重要性,探索1种针对该系统开展效能分析的方法。     

水轮机导叶中轴套漏水分析与密封结构改造

水轮机导叶中轴套漏水将导致水轮机顶盖积水较多,排水泵启停频繁,导叶中轴套密封完全失效时将造成水淹厂房事故。本文从导叶中轴套与顶盖配合间隙超过设计值、中轴套动密封失效或磨损、中轴套与导叶轴颈的轴线偏差过大等方面分析了水轮机导叶中轴套漏水的原因,从安全性、可靠性、经济性及易维护性等方面介绍了中轴套密封结构改造方案。通过水轮机导叶中轴套密封结构改造,降低水轮机导叶中轴套漏水发生概率,提高设备的可靠性,保证机组安全稳定运行。     

水轮机转轮安全评估基础方法研究

混流式水轮机在运行过程中产生大量裂纹,严重危及水电站的安全运行.介绍了水轮机组检修现状,结合混流式水轮机转轮提出了3种转轮安全评估方法并进行了可行性分析.利用声发射技术,可在线监测水轮机转轮叶片裂纹的产生和扩展过程,结合振动技术对水轮机进行安全评估,实现了对水轮机的转轮叶片在线状态监测和故障诊断.     

过水设施水流噪声的形成机理及影响因子研究综述

为提高水流噪声对过水设施运行状态的监测效率，需明确水流噪声形成的机理及其与过水设施运行及结构参数之间的相互关系。分析和总结了河道与水电站常用过水设施水流噪声的形成机理及影响因子，指出常用过水设施水流噪声特征与其运行工况及流道结构特征密切相关，水流流速、流量与形成的水流噪声声级呈正相关关系；流道结构形式越复杂则水流紊动越激烈，水流噪声形成机理也越复杂。过水设施水流噪声声级和频率随流道水动力特性和结构边界特性同步变化，可作为过水设施运行及流道状态的信号源，实时监测过水设施的运行状态和安全，保障过水设施的安全。     

水电机组状态监测与故障诊断研究新进展

总结了近年来国内外水电机组状态监测与故障诊断研究最新进展,包括水电机组振动稳定性监测技术、水轮机效率监测技术、水轮机空化监测技术、发电机绝缘局放监测技术、发电机气隙和磁场强度监测技术、主变压器油气监测技术以及水电机组故障诊断技术等,并详细分析了水电机组状态监测与故障诊断研究方法和产品应用的主要成果,指出其尚未解决的技术问题,最后提出了水电机组状态监测与故障诊断系统未来发展的新趋势。     

人工神经网络在水电机组故障诊断中的应用研究

水电设备状态检修的关键是状态监测和故障诊断。人工神经网络具有分布并行，容错性和记忆功能等特点，用人工神经网络方法进行故障诊断具有明显优势，通过对发电机设备故障诊断的具体应用，证明此方法是有效可行的。     

EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF CHARACTERISTIC FREQUENCY IN UNSTEADY HYDRAULIC BEHAVIOUR OF A LARGE HYDRAULIC TURBINE

The features of unsteady flow such as pressure variation and fluctuation in a large hydraulic turbine usually lead to the instability of operation.This article reports the recent in site investigation concerning the characteristic frequencies in pressure fluctuation,shaft torsional oscillation and structural vibration of a prototype 700 MW Francis turbine unit.The investigation was carried out for a wide load range of 200 MW-700 MW in the condition of water head 57 m-90 m.An extensive analysis of both time-history and frequency data of these unsteady hydraulic behaviours was conducted.It was observed that the pressure fluctuation in a draft tube is stronger than that in upstream flow passage.The low frequency with about one third of rotation frequency is dominative for the pressure fluctuation in part load range.Also the unsteady features of vibration of head cover and torsional oscillation of shaft exhibited the similar features.Numerical analysis showed that the vibration and oscillation are caused by vortex rope in the draft tube.In addition,a strong vibration with special characteristic frequency was observed for the head cover in middle load range.The pressure fluctuation in the draft tube with the same frequency was also recorded.Because this special vibration has appeared in the designed normal running condition,it should be avoided by carefully allocating power load in the future operation.     

PLC在水轮机顶盖排水控制系统中的应用

本文介绍了PLC在黄河万家寨水电站水轮机顶盖排水控制系统中的选型、I/O端子分配、编程方法并进行了应用分析。     

小浪底水电站水轮机抗磨蚀技术措施

小浪底水电站存在过机水流含沙量高和水头变化幅度大的双重技术难题。为减轻高含沙水流水对水轮机过流部年的严重磨蚀破坏，确保组安全正常运行在水轮机的参数选择，结构设计防护措施等方面采了综合治理措施。     

免疫小波网络在水轮机组故障诊断中的应用

水轮发电机组的故障原因非常复杂,目前尚难以通过理论分析在故障原因和故障征兆之间建立对应关系,为此,本文结合水轮发电机组的振动特点和小波网络的结构特点,建立了免疫小波神经网络模型。在对小波网络结构参数进行优化时,应用免疫系统的调节原理,依据抗体的适应度和抗体浓度的大小来确定其选择概率;并利用适应度函数动态调整交叉概率和变异概率。实例计算结果表明,与实际诊断结果相符,且该模型收敛速度快,精度高并有较好的泛化能力。     

具有长引水系统的转桨式水轮机过渡过程计算

在水电站设计中,以新型调压阀及其控制系统替代传统调压井具有显著经济效益。基于自行研制的带调压阀的水轮机调速器实时仿真系统和包含水轮机、发电机、引水系统、水轮机调速器等环节在内的水轮机调节系统过渡过程计算软件,采用水轮机流量、力矩特性矩阵法表征水轮机动态特性,建立了刚性水击条件下一洞多机输水系统的数学模型;对带有主配压阀非线性特性的PID调速器,建立了带调压阀的转桨式水轮机调节系统数学模型。研究表明：通过计算只要保证水轮发电机组启动、空载扰动、带负荷、甩负荷自动调节工况下,水轮机调节系统过渡过程满足稳定运行要求,水电站就可以采用调压阀而不设调压井。最后,计算了某具有长引水系统的转浆式水轮机过渡过程,该电站水流惯性时间常数高达27 s,装有2台转桨水轮机、1台定桨式水轮机。计算结果表明,以调压阀代替调压井后,该水轮机调节系统稳定,满足调节保证要求。     

水轮发电机检修系统的关键技术分析

提出了一种基于状态监测对水轮发电机工作情况感知的检修系统设计思路,从系统涉及的状态监测与故障诊断两大关键技术入手,对运用的技术及实现流程进行分析,经实际应用,结果表明,该检修系统可以有效地发现水轮机故障来源,为水轮机的精确检修提供依据。     

Analyzing hydro abrasive erosion in Kaplan turbine:A case study from India

Sediment flow through hydro turbine causes erosion of hydraulic components resulting in drop of turbine efficiency, particularly in hydropower plants of the Himalayan region. The measurement of erosion and monitoring of sediment flow in turbine are major concerns in erosion study. Attempts have been made to study erosion mainly in Pelton and Francis turbines. In this study, a simple and effective method has been presented to measure erosion in a Kaplan turbine of a run-of-river scheme Chilla hydropower plant in foothills of Himalaya. Recent techniques were used to measure sediment parameters like concentration, size, shape and mineral content. A standard erosion model is applied to estimate the erosion in Kaplan turbine blade, runner chamber and draft tube cone. A calibration factor has been proposed to apply the erosion model for site specific conditions. It has been found that the outer trailing edges of the turbine blade and upper runner chamber are most erosion prone zones. Sediment analysis revealed that effective operation can reduce erosion in turbine components. The estimated erosion values from model are found to be consistent with measured values. Finally, suggestions for design improvements and effective operation of erosion affected hydropower plants are given.     

顶盖排水的故障处理与设计探讨

水电厂水轮机顶盖排水故障经常困绕着水电厂的安全运行，由此引发的水淹水导事故在全国范围内时有发生，应引起电站设计、运行各方的足够重视。在总结二滩电厂顶盖排水故障的处理过程和成功改造实例的基础上，对类似机组的顶盖排水设计进行了初步的探讨。