水轮机导叶分段关闭自适应控制研究

水轮机调速器通常采用机械可调式节流阀作为分段关闭装置,并使用行程换向阀驱动实现导叶关闭速度的分段控制,以满足水轮机调保计算的要求。但该装置在实际应用中存在着安装、维护、检修以及调整不便、功能稳定性差以及智能化低、不能自我学习自动修正等问题和不足。为此,研究了一种全新的基于比例节流阀的导叶分段关闭自适应控制装置及方法,按照人工设定的导叶开度和导叶分段关闭速度,根据实时自适应的导叶关闭速度与比例节流阀模拟量驱动信号协联曲线,分段控制导叶关闭速度。该控制装置可根据历史经验数据自学习自适应,采用智能优化算法找到最合适的导叶分段关闭拐点所对应的导叶开度和导叶分段关闭速度,实现导叶关闭速度既快且引水管道水锤效应影响又小的目标,有效解决了传统导叶分段关闭装置存在的问题。研究成果可为类似研究提供借鉴与参考。     

白山电厂二期机组导叶分段关闭装置的应用

主要讲述分段关闭装置的调整及导叶关闭时间的整定对机组安全运行的影响，如何调整分段关闭装置来整定导叶关闭时间，使得机组在甩负荷过程中，其水压上升率和转速上升率能否满足调节保证计算。     

水轮机的导叶关闭规律分析及应用

以某水电站为背景,在1号机组充水调试过程中,分别进行直线关闭和分段关闭试验,分析记录的相关数据,在满足调节保证计算标准的前提下,选择更适合该机组的导叶分段关闭规律,通过试验,得到最优化的分段关闭拐点值。     

水轮机自动调节系统元件结构的改进

一、问题提出红石水电站,为改善水轮机调节过度过程的品质,各台机组调节系统均装设有导水叶分段关闭装置。电站机组空载开度是32.5％,设计要求紧急关机时间是8秒,正常分段关机时间是20秒。机组调节系统还装     

水轮机导叶摩擦装置的设计研究

在水轮机组运行中,导水机构通常是利用导叶臂与连板间的剪断销起过载保护作用,在控制环带动活动导叶向关闭方向运动,某些导叶发生卡阻,外力大于正常的关闭力一定值时,相应剪断销就会被剪断。目前有些机组则采用新型的导叶摩擦装置。文章介绍了导叶摩擦装置的主要结构和工作原理,提出了导叶摩擦装置设计时的主要参数,如压紧螺栓的直径大小、压紧螺栓预紧力矩大小的计算方法。     

峡江水利枢纽工程7~#机组导水机构弹簧连杆动作浅析

峡江水利枢纽工程7#机组导水机构采用弹簧连杆与普通连杆间隔布置方式,在机组启动试验过程中,弹簧连杆发生少许折曲报出＂弹簧连杆动作＂信号.经检查发现系控制环关过头和导叶关闭速度过快引起,现场通过减小导叶接力器压紧行程和增加分段阀投入条件,解决弹簧连杆发生折曲问题.     

万安电厂水轮机组分段关闭控制程序优化与应用

水轮机导叶分段关闭作为满足水轮机调保计算的指标之一,在紧急或正常停机时,分段关闭装置在PLC设定程序参数下,控制程序能正确地开出分段关闭电磁阀动作分段关闭装置,从而达到降低水锤压力和限制转速上升的目的。此文对轴流转桨式水轮机组分段关闭控制程序进行介绍、分析,提出分段关闭控制程序优化的设想并加以实践应用。     

新型重锤关机与分段关闭装置的研制及应用

针对贯流式机组的结构特点及其过渡过程的特殊性,以插装阀为主要部件,研制了新型重锤关机与分段关闭装置,其导叶第一段关闭时间为2.81 s,第二段关闭时间为8 s时,拐点在全行程27%处;甩100%负荷时最大速率上升值为48.3%(过速限制保护整定值为160%)。该装置以其优良的动态特性和极高的可靠性被广泛用于贯流式机组的控制与调节。     

桃源灯泡贯流式机组分段关闭与重锤关机控制装置浅析

主要阐述了桃源水电站分段关闭与重锤关机控制装置的结构特点、工作原理及调整过程,设置导叶关闭第一段时间为8.1s,第二段关闭时间为8.1s,拐点在全行程44%处,机组在甩满负荷时最大速率上升值为额定速度的49.52%(过速限制保护整定值为160%),满足设计规范要求。该装置优良的动态特性和极高的可靠性,为机组长期安全、稳定运行提供了保障。     

可逆式机组导叶关闭规律的优化研究

针对国内某大型抽水蓄能电站,建立数学模型,采用特征线法求解管道非恒定流偏微分方程,对导叶直线关闭规律、导叶与球阀联动关闭规律、导叶分段延时的球阀联动关闭规律进行了计算分析。结果表明:导叶三段折线关闭方式配合球阀联动关闭规律能有效削弱蜗壳压力第一、第二峰值,并能改善尾水管真空度。     

长管道小型水电站的调压阀选型计算

当水轮发电机组甩负荷时,调速器控制水轮机活动关闭导叶,压力管道内产生压力,机组转速上升。对于压力引水管道较长的电站,改变导叶关闭时间,就不一定能同时使压力和转速上升都控制在允许的范围之内。使用调压阀的作用在于:在机组甩负荷、导叶快速关闭的同时相应地打开泄流通道,从而降低水锤压力上升,待导叶全关后,再缓慢关闭,使引水管道的流量变化缓慢,防止引水管道水压升高及机组转速过高。导叶关闭时间T_w≤12s的中小型电站采用调压阀代替调压井后,不但能够节省投资、缩短工期,而且调压阀的布置还不易受地质、地形等条件限制。     

自复中调速器在高水头高转速机组上的应用

简要介绍了自复中电/机调速器的机械和电气原理,并就使用该调速器的机组在生产运行中容易出现的停机后导叶开度漂移、停机时导叶不能完全关闭和显示开度与实际开度不一致等主要问题,通过修改可编程逻辑控制器(PLC)程序、调节调零杆位置、修改PLC程序参数等方法进行解决,这些方法对同类水电厂处理类似问题有借鉴作用。     

高水头混流式水轮机减负荷瞬态流动特性研究

为了平衡和补偿间歇性可再生能源不定时并网对电网的不利冲击,水轮机不得不频繁地经历减负荷瞬态工况转换过程,从而诱发水轮机内部不稳定的压力脉动及涡流结构。基于多面体网格及动网格技术,开展了高水头混流式水轮机导叶关闭减负荷过程水轮机特征参数响应、压力脉动及涡流演化特性的数值模拟工作。研究发现,采用压力边界条件获得的水轮机水头与试验结果吻合较好,流量结果可信度高。负荷变化过程中,无叶区压力脉动相对变化趋势与导叶运动规律一致,且幅值变化不大。导叶开始及停止运动,引起尾水管内的压力信号发生突变,并逐渐形成低频周期性压力脉动。涡带运动诱发的不稳定压力脉动,是转轮轴向水推力形成的主要原因。在导叶闭合过程中,强度较小的轴对称涡带首先沿轴向和径向拉伸,随后沿轴向收缩。导叶停止运动进入部分负荷工况,直涡结构进一步收缩,演变为细长状双螺旋结构,最后双螺旋涡结构合并成强度较高的单一螺旋状涡带。此外,水轮机负荷的减小使尾水管内出现回流,漩涡运动等不稳定现象。     

水轮机流道非恒定流对过机鱼体影响研究

基于鱼类借助水轮机流道下行过坝时成活率较低的背景,在利用视频分析技术捕捉草鱼幼鱼通过模型轴流式水轮机下行典型路径的基础上,结合CFD数值模拟技术对水轮机流道非恒定流对过机鱼体的影响进行深入研究。结果表明,水轮机过渡过程中导叶关闭时间与过机鱼体的损伤概率有一定的相关性。随着水轮机导叶关闭时间的延长,鱼体通过水轮机下行的受压力损伤概率降低,但受压力梯度损伤的概率增加。综合比较压力及压力梯度对过机鱼体的损伤影响,表明:导叶关闭时间延长会增加对过机鱼体造成损伤的概率。因此,对于水轮机流道有过鱼需求的水电站,在不影响稳定运行的条件下,为保护鱼体安全过机,应适当降低导叶关闭时间。研究结论可对减小过机鱼体损伤概率的水轮机优化运行提供一定参考。     

导叶—调压阀并联控制系统

在大波动过程中,水轮机导叶接力器与调压阀各自独立控制。导叶接力器选择调压阀拒动时压力保证值对应的关闭速度,而调压阀选择合适的关闭规律以抑制转速上升,此控制系统称为导叶—调压阀并联控制系统,目前工程上已有应用案例。为了研究该系统的调节品质及应关注的相关问题,通过数学建模、动态模拟仿真分析其调节品质,并与常规的串联控制系统比较,表明并联控制系统是可行的。     

潮州供水枢纽西溪电站水轮机过渡过程

叙述了对潮州供水枢纽西溪电站水轮发电机组甩负荷过渡过程的计算过程,核准了机组甩负荷时导叶前最大压力上升与机组速率上升,确定了甩负荷时导叶、浆叶的最优关闭规律。     

静态浑水净化装置的导片锥角取值研究

通过理论计算和物理模型试验,就导片锥角取值对静态浑水净化装置净水效率的影响情况进行了研究。研究结果表明:针对模型沙的导片锥角最大取值为116°;此外,在合理的锥角取值范围内,导片锥角的大小对该装置净水效率的影响不大。     

安居水电厂灯泡贯流式水轮发电机组的试运行

本文对安居水电厂2台灯泡贯流式水轮发电机组自投入试运行以来,出现的受油器壳体开裂、导叶接力器缸体和活塞拉伤、转轮桨叶传动拐臂连接销脱落、导叶外轴承座漏水、主轴工作密封漏水侵入水导轴承、锁锭装置固定螺钉剪断等故障的经过、原因分析及其处理办法进行了叙述。     

二滩水电站调节保证的复核计算

用电算方法复核计算了二滩水电站 550MW水轮发电机组的蜗壳压力升值、机组转速上升值和尾水管进口真空值 ,并提出了导叶接力器的优化关闭规律 ,同时还提出了抑制和避免调压室涌浪不利叠加的运行方式。     

水轮机导叶开启和关闭规律探讨

为了使各项参数满足水电站水力过渡过程中调节保证计算的要求,选择合理的水轮机导叶启闭规律至关重要,合理的启闭规律不仅能使水电站安全稳定地运行,而且也更加经济可靠。结合某水电站工程实例,采用特征线计算方法,借助于过渡过程计算软件,对水锤的压力波动和调压室的涌浪波动进行联合计算。计算结果表明,开启时间选择临界值30 s,关闭规律选择两段折线关闭时,能有效地使蜗壳末端压力、机组转速升高率以及调压室的涌浪水位等参数满足控制标准。该结果可为合理地选择导叶启闭规律提供重要的依据。