蓄能机组抬机现象观测及分析

某厂蓄能机组在发电工况增负荷过程中出现抬机现象,对影响抬机的现象进行了实际测试,分析抬机现象产生的主要原因,提出运行方式上的相关反措。     

不同工况下水泵水轮机尾水管压力脉动特性与改善措施研究

不稳定水流诱发的压力脉动是引起水力机械振动进而影响水泵水轮机安全运行的重要原因.为研究不同流量下水泵水轮机尾水管涡带形态的演变,分析空化系数对涡带形态的影响,基于FBM湍流模型,针对水泵水轮机五种典型运行工况进行非定常数值模拟,重点比较了不同流量与空化系数对尾水管涡带形态的影响.结果表明,当机组运行在0.5倍和1.1倍...     

轴流转桨式水轮机抬机现象处理

针对满天星水电站轴流转桨式水轮机组抬机现象,从理论上分析了抬机原因,并结合试验和现场处理经验提出了消除抬机现象的防范措施,对确保电站安全运行有指导意义,可供同类工程借鉴.     

水力机械的轴向与径向水推力引发的故障问题与诊断

本文介绍了水力机械运行中常见的轴向与径向水推力.目前水推力的测量与调节难度比较大,行业给予的重视程度还不够;对于机组轴向水推力的研究相对较多,而对于径向水推力的研究较少且径向水推力的测量技术也存在着一定的滞后性.本文结合对实际工程的故障诊断案例,对高水头混流式水轮机、双吸离心泵、立式轴流泵由于水推力产生的抬机、扫膛、偏...     

运行控制对水锤效应及调频能力的影响

为了研究运行控制参数对水电机组水锤效应和调频能力的影响,首先以实际机组为例,研究了运行状态和控制参数对水锤效应的影响;然后通过仿真分析得到了可减弱水锤效应的控制参数调整方法;最后研究了减弱水锤效应对水电机组的调频能力的影响。结果表明,水轮机反调峰效应对暂态频率影响较弱,远小于旋转惯量造成的影响。减小水锤效应虽短时有利机组调频,但会造成调速系统性能降低,总体上不利于电网的频率控制。     

混流式水泵水轮机轴向水推力计算方法

混流式水泵水轮机的轴向水推力对机组的结构设计和安全运行影响重大,但关于水推力精确计算的研究较少。对此,首先理论上阐释了轴向水推力的组成成分并进行各成分的机理分析。依靠CFD分析技术和相关测试技术进一步对某混流式蓄能机组的轴向水推力进行了数值计算和两个方案的现场测试,经过相互分析验证比较,最终掌握了混流式水泵水轮机轴向水推力的变化规律并提供了一种较为准确的计算方法。研究成果为深入分析奠定了基础。     

西北五省(区)小水电学术讨论会会议纪要(摘要)

西北五省(区)小水电学术讨论会1987年11月在我省召开,为反映这次会议学术讨论情况,现将会议纪要(摘要)发表,并陆续选登会议交流学术论文,本期刊登三篇,它们是:提高可控硅静止励磁系统的可靠性;轴流式水轮机反向水推力系数k,的求取及抬推力计算;甘肃省小水电冬季运行的冰害.     

采用双馈电机的抽水蓄能机组技术概述

传统的可逆式水泵水轮机和同步发电电动机组成的二机式抽水蓄能机组,存在一些固有的缺点,例如无法兼顾水轮机工况和水泵工况的最优效率、水泵工况下不能灵活调节吸收的有功功率,这些缺点都与机组转速不可调节有关.采用双馈电机的抽水蓄能机组技术,机组转速可在一定范围内调节,便可以解决上述问题.双馈电机的转子采用了交流励磁,转子提供到...     

某大型抽水蓄能电站水泵水轮机转轮强度及模态分析

抽水蓄能电站中由于机组工况转换频繁、正反转运行,因此对于水泵水轮机转轮结构强度及性能具有较常规机组更高的要求。本文以国内某大型抽水蓄能电站转轮为研究对象,建立了水轮机全流道三维模型,并基于ANSYS Workbench平台对不同工况下的水泵水轮机转轮进行了单向流固耦合计算,得到水轮机工况及水泵工况下转轮的静应力分布及分布情况,并展开两种运行工况下转轮的模态分析。计算结果表明：机组在相同水头的水轮机工况下运行时,随着导叶开度的增大,转轮的最大静应力及位移均呈现减小趋势;但水轮机工况与水泵工况下,叶片的最大静应力普遍发生于叶片外缘,可采取适当加厚、检查圆滑过渡等措施予以预防和避免应力集中。通过模态分析,发现转轮流固耦合第一阶振动固有频率与导叶出口的不均匀流脉动频率接近,需调整转轮固有频率以避免共振现象的发生。     

抽水蓄能机组调速器双微分通道的PID控制算法

抽水蓄能机组在低水头下启动运行时,受水泵水轮机“S”形特性的影响,空载工况下机组的单位转速相对较大,很容易进入反水泵工况区,导致不稳定运行。为了提高低水头下抽水蓄能机组的空载运行稳定性,在现有PID调节器的结构上增加了一个微分通道,研究了采用双微分通道的PID调速器控制算法。仿真计算证明,采用双微分通道进行调节,调速器微分环节在较宽的调节范围内都起作用,有效减小了抽水蓄能机组“S”形特性的影响,提高了机组在低水头空载时的稳定性。     

水泵水轮机调相运行水环内部流动分析

水泵水轮机调相运行是抽水蓄能机组转换工况的一个重要过程,在泵工况下压水起动过程中,转轮腔体内注入压缩空气以降低泵启动所需功率。以中比转速水泵水轮机的模型为例,基于RNGκ-ε湍流模型,采用VOF多相流模型对水泵水轮机运行在泵工况压水起动阶段的水环现象进行非定常流动分析,探讨水环现象下不同冷却水流量对无叶区内部流动的影响。结果表明,空气与水在无叶区内形成明显的交界面,构成一定厚度的水环,该水环可有效阻止空气从转轮腔体内泄露至蜗壳内,起到对空气的密封作用。同时在不同冷却水流量下,无叶区内的压力脉动均呈动静干涉现象,其主频为叶片通过频率。     

偏流条件下水平轴水轮机水动力学性能与尾流场研究

针对水平轴水轮机在偏流条件下的复杂水动力学问题,借助计算流体力学(CFD)数值模拟方法,建立了水轮机的计算模型并通过试验数据验证了模型及方法的可靠性,之后对不同偏流角下的水平轴水轮机的水动力学性能及尾流场进行了研究。结果表明,随着偏流角的增大,水轮机的平均功率系数和推力系数逐渐下降,而瞬时功率系数、推力系数和压力脉动系数的波动幅值逐渐增大。此外,水轮机的尾流场将变得十分复杂和不稳定,并在下游相应位置处出现反向漩涡,但尾流速度恢复明显加快。     

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。     

采用顶盖补气法消除混流式水轮机振动的效果

水轮发电机组在运行及在电力系统中主要担任调频调峰任务,但由于混流式水轮机存在着不稳定工况,使好多水电站往往采取迅速躲过这些不稳定工况而被迫运行,为了确保机组安全运行,有利于开展水电站厂内机组之间的经济负荷分配,适应电网调频调峰的基本要求,因此,寻求最经济的方法来消除混流式水轮机的振动,是当前十分迫切的问题.     

基于超声波法与蜗壳差压法测流的可逆式水泵水轮机效率测试软件的开发及应用

为解决抽水蓄能机组水泵工况下的效率测试问题,研制开发了针对水泵水轮机的效率特性测试软件。该软件系统综合考虑了水轮机工况和水泵工况的效率测试,采用超声波测流法或蜗壳差压测流法完成水泵水轮机的绝对效率或相对效率试验。软件系统通过RS232/485串口和采集仪实时采集和传输各试验参数,并可对采集数据进行分析计算和图形化显示,方便地获得水泵水轮机效率特性。现场应用表明,该软件系统设计合理、运行稳定、数据计算结果准确,具有一定的推广价值。     

确定工况不可调水泵机组最优运行方式的途径

在泵站运行管理中,因管理水平不高,复杂的优化运行方式难以实现其应有的经济效益,造成能源浪费.本文针对工况不可调节水泵机组的运行特点,提出了采用耗能率最小准则确定工况不可调水泵机组优化运行的两种方式:①按机组装置效率最大来直接寻求最优运行方式;②运用动态规划法确定工况不可调节水泵机组的最优运行方式.对提高泵站运行管理水平,减少能源浪费,增加经济效益等有一定的指导作用.     

高水头水泵水轮机驼峰特性研究综述

在高水头水泵水轮机中,泵工况运行下的驼峰特性会导致机组强烈振动甚至跳机,严重威胁机组的安全稳定运行,是水泵水轮机中的水力不稳定现象之一。驼峰特性主要是由转轮与固定导叶之间的旋转失速引发的。本文主要从驼峰特性的机理研究,旋转失速的研究,驼峰特性的试验和数值模拟研究以及驼峰特性的迟滞效应几个方面介绍和讨论了国内外研究者对这一现象的研究,为以后对驼峰特性的深入研究以及减小驼峰特性对机组运行的影响作基础。     

石泉水电厂1号水轮机振动分析与处理

石泉水电站1号水轮机由于制造、安装上的缺陷,引起在某些工况下主轴弓状回旋与大轴间隙压力脉动较大,并导致产生顶盖——尾水管水力谐振,造成水轮机顶盖垂直振动过大,影响机组安全运行.向顶盖下补入少量空气即可消除这种水力谐振,而在扩修中严格检查与处理各种机械缺陷,则可避免这种振动的产生.     

交流励磁抽水蓄能机组运行功率能力计算

具有交流励磁电机变速、功率解耦优点的抽水蓄能机组将在电力系统调峰、调频中发挥更好的作用,有必要研究考虑水头、流量和机组运行工况等约束条件下的可调速抽水蓄能机组运行功率能力的计算方法。首先,基于交流励磁电机电磁等效电路,考虑定、转子侧功率,推导发电和电动运行工况下的交流励磁电机接入电网侧的功率表达式;其次,考虑发电和抽水工况下水泵水轮机的工作特性,推导以水头和转速为变量的抽水蓄能机组的机械功率表达式,从而提出电动和发电工况下交流励磁抽水蓄能机组运行功率极限的计算方法和流程;最后,以某实际抽水蓄能机组参数为例,分析不同水头和转速下机组运行功率范围,并通过时域仿真结果验证所提计算方法的有效性。     

水泵水轮机“S“特性对机组水头低时发电影响及对策分析

介绍了水泵水轮机“S”特性并从理论上分析了其形成的原因。由于活动导叶与固定导叶的共同作用,抽水蓄能机组水头低时发电,导叶异步开启时,进入转轮前部分水流的流速得到了提高,并高于导叶同步开启时进入转轮前水流的流速。从而有效地改善了对应空载工况点处的“S”特性,解决了水泵水轮机“S”特性此时对机组运行的不利影响。并结合实例进行了分析。