某混流式水轮发电机组现场稳定性试验及振动保护策略研究

为掌握某混流式水轮发电机组的运行稳定性情况,对该机组进行现场稳定性试验。从测试数据时域频谱分析结果可看出,机组在80~120 MW负荷工况运行时,上导摆度、水导摆度及顶盖振动与尾水压力脉动有相同的频率特性,且振动摆度明显增大,主要由低频涡带引起。根据变负荷试验数据将该机组在试验水头下的运行区域划分为小负荷工况区、涡带工况区和稳定工况区,并根据试验机组的结构特性及运行特性,结合现场试验数据,提出了该机组振动保护控制策略,为机组安全运行提供依据和保障。     

某200MW混流式水电机组运行稳定性试验和分析

水力发电机组在运行过程中,可能存在振动、摆度及压力脉动等运行不稳定因素。为掌握某水电厂混流式机组运行稳定性情况,在典型水头下对其进行变负荷真机试验。试验发现,在小负荷区振动摆度平均峰峰值较大,主频信号为2.50Hz的转频;在低中负荷区压力脉动平均峰峰值较大,主频信号为0.63Hz的低频涡带频率;在大负荷区内,振动摆度及压力脉动均趋于平缓,且幅值较小,运行稳定性最佳。试验表明,机组整体运行稳定性良好。     

二滩水电厂机组尾水压力脉动及其影响

为全面了解二滩水电厂机组稳定特性和确保机组长期稳定运行,对机组进行了大量现场试验,分析了机组尾水锥管压力脉动随负荷、水头变化的性能以及对机组振动摆度的影响。在此基础上将机组运行工况划分为小负荷区、涡带和稳定运行区,并建议机组避开涡带、低负荷区运行。     

蒲石河抽水蓄能电站~#4机组水轮机工况运行区域划分

以蒲石河抽水蓄能电站#4机组5个特征水头下的现场稳定性试验数据为基础,选取水轮机工况下从60 MW到额定负荷间阶梯式的13个负荷工况,分析了每个试验水头下各稳定性指标随着有功功率增大的变化趋势及各个负荷工况下试验水头变化时对各稳定性指标的影响,通过对机架振动、导轴承摆度及水流压力脉动等试验数据进行频谱分析,研究了水流压力脉动对机组振动、摆度的影响。依据主机合同技术规范中的相关要求将#4机组在水轮机工况的运行区域划分为A区(稳定运行区)、B区(限制运行区)、C区(强振禁运区)等3个运行区域,为机组安全运行提供实用性的指导依据。     

某抽水蓄能电站~#2机组运行稳定性分析

为掌握某抽水蓄能电站~#2机组的运行稳定性情况,分别在310、320、330m水头下对该机组进行现场稳定性试验,每个试验水头下的试验工况包括了发电工况下从空载到额定负荷间阶梯式选取的13个负荷工况及抽水工况,分析了机组在各负荷工况下机架振动、导轴承摆度、水流压力脉动的变化规律及内在联系,根据变负荷试验数据将该机组在不同试验水头下的运行区域划分为禁止运行工况区、许可运行工况区和稳定运行工况区,为机组安全运行提供了依据。     

某电厂混流式机组振动区试验及机组运行分区

针对水电机组在发电过程中可能存在的机组振动、大轴摆动、尾水管压力脉动等稳定性问题,以某水电厂机组为例,对其进行变转速、变励磁、变负荷试验,获得机组在不同水头下不同部位的振动、摆度、压力脉动等信息,并通过对比分析试验过程中采集的数据,制定出机组稳定运行区域,为电厂的高效、安全运行奠定了基础。     

大型蓄能机组运行稳定性分析

以惠州蓄能水电厂#3蓄能机组为例,选取了机组SR(空载)工况和分别带50、70、90、110、130、150、170、190、200、220、250、300MW负荷等13个运行工况,通过现场实测520、529、540m三个毛水头下机组在各运行工况下振动、摆度及水压力脉动的变化规律,将机组的运行工况划分为小负荷振动区、涡带工况区及大负荷稳定运行区3个运行区,确定了机组在不同毛水头下的振动区范围,进而将蓄能机组振动区定为SR工况～170MW。     

大型抽水蓄能机组振动特性分析与评价

抽水蓄能机组振动尤其是其水力稳定性直接关系到电站的安全运行,是检验主机设计加工、现场安装及新机调试等质量的重要验收指标之一。以清远抽水蓄能电站~#1机组为研究对象,基于动平衡试验等一系列现场试验,结合旋转机械振动测量评价ISO标准和机组自身特性,评价分析了~#1机组振动特性。结果表明,采用长短叶片转轮设计明显降低了无叶区压力脉动和水导轴承座振动,且其振动性能优于常规叶片转轮。利用现场动平衡试验解决了发电机转轴振动及轴承座振动由质量不平衡所导致的振动超标问题,在最优工况下~#1机组上导、下导轴承座振动位移均小于16μm,三导摆度位移均小于148μm,即便处于50%负荷稳态工况其振动幅值仍处于A/B区。     

抽水蓄能机组水泵工况停机策略优化研究

鉴于抽水蓄能机组水泵工况停机断电控制策略的制定受水、机、电等因素影响,以黑麋峰电站为例,分析了机组不同水头下水泵工况停机过程中,不同导叶开度断电条件下过渡过程的特性、停机过程机组振动/摆度和压力脉动等关键测点的稳定性参数变化,并对比了水泵工况停机过程与开机过程抽水调相转抽水工况下稳定性参数的差异,结合机组GCB特性确定水泵工况停机过程断电的最佳负荷和导叶开度,优化水泵工况停机策略,实现过渡过程、稳定性与GCB电气寿命指标最优。优化后的水泵工况停机策略能够保证机组安全运行,且停机断电负荷满足相关行业标准。     

某250 MW抽水蓄能机组异常低扬程水泵工况启动试验

某抽水蓄能电站上库无天然径流,为减少外接水泵向上库蓄水的投资并缩短基建工期,首台机组以水泵工况模式启动。对异常低扬程下机组首次水泵工况启动涉及到的关键安全技术问题进行梳理总结,优化修改水泵工况正常启动过程中的抽水造压控制流程。分析了机组抽水启动过程及抽水稳态工况下振动、摆度及水流压力脉动等稳定性指标试验数据,并研究了水流压力脉动和机组稳定性间的内在联系,可为后续类似抽水蓄能电站设计、调试提供借鉴。     

某水电站真机原位试验反演计算及极端工况预测

水电站真机原位试验是机组正式投产前必做试验,试验时进行辅助反演计算可发现试验过程中的问题,计算分析极端工况可为机组永久运行提供重要支撑。针对某水电站甩负荷试验过程中产生的蜗壳最大压力和机组转速上升率超出控制标准的问题进行初步分析及反演计算,发现机组导叶关闭规律与设定的关闭规律有一定差别,且该关闭规律的鲁棒性较差;接着结合试验情况优化机组导叶关闭规律,再对调整后的甩负荷试验进行了同等边界条件下的数值仿真计算,对比分析实测数据及数值计算结果获得特征参数的修正值;最后,通过数值仿真计算预测大波动过渡过程极端工况。研究思路可为类似工程提供参考。     

不同吸出高度对溪洛渡电站机组稳定性指标的影响分析

水轮机吸出高度是一个综合的技术经济指标,它不仅是确定水轮机安装高度的重要参数,也影响水轮机的汽蚀性及安全稳定运行。在四组不同吸出高度下,通过现场真机测试,一方面验证了溪洛渡电站机组吸出高度设计的合理性,另一方面找出了不同吸出高度对真机稳定性指标的影响规律。试验结果表明,在低负荷区,机组摆度、振动幅值随吸出高度增加逐渐减小;在高负荷区,吸出高度对机组摆度、振动幅值的影响不明显;不同吸出高度对机组稳定性指标的频率成分无影响。研究成果有助于理解不同吸出高度对大型混流机组稳定性指标的影响。     

枫树坝水电厂#1机组振动故障分析与处理

针对枫树坝水电厂#1机组上机架水平振动异常偏大的问题,分析了导致机组振动故障的原因,采用影响系数法对机组进行了动平衡配重试验,将机组上机架振动降至理想水平,有效地降低了机械及电磁力不平衡的影响,并通过稳定性试验验证了机组在带负荷工况下运行良好,振动值保持在较低范围内。     

含引水和尾水明渠输水的水电站过渡过程分析

鉴于无压明渠的水力特性直接影响含明渠引水式水电站的过渡过程和运行控制,结合有压输水系统的特征线法,采用明渠瞬变流分析的特征隐式格式和相应的边界条件,构建含非自动调节引水明渠、压力前池、尾水池和尾水明渠的引水式水电站的过渡过程分析模型,研究了明渠流水力特性对水电站过渡过程和稳定性的影响。结果表明,在大波动过渡过程中,明渠流水力特性对机组蜗壳进口内水压力和转速极值的影响很小,而尾水渠水力特性及尾水池最低涌波水位决定了尾水管进口的最小内水压力;考虑明渠瞬变流特性的影响,水力干扰下受扰机组的调节品质变化较为明显,而水力-机械系统小波动调节品质变化较小。     

黄龙滩电厂尾水位升高对机组稳定性的影响

为了解黄龙滩电厂尾水位升高后对机组性能的影响,基于现场测试,采用蜗壳差压法对电厂机组进行了三个水头下的机组运行稳定性试验,通过整理试验数据,得到了尾水位升高条件下不同负荷下的振动三维频谱图和实测效率曲线。结合模型效率曲线,通过对试验结果的对比分析,系统了解机组在尾水位升高条件运行时的能量特性和稳定性,指出机组在该条件下运行整体上稳定可靠。     

轴承运行情况判断及故障分析处理

水电机组轴承运行情况是直接影响机组运行稳定性的一个原因,通过对轴承运行的情况来判断机组的运行状态是一个重要依据,防患于未然。通过对机组的振动、摆度等数据的监测来判断机组状态,分析故障,相应的解决产生的问题。