设调压室水电站输水发电系统耦合振荡特性研究

设调压室水电站输水发电系统是复杂的水机电耦合系统,目前对耦合系统的振荡特性以及各个子系统间的耦合作用关系尚不明晰。本文首先将整个水电站系统分为“引水隧洞-调压室”子系统和“压力管道-机组”子系统,针对“压力管道-机组”子系统的稳定性提出了耦合振荡域的概念并推导了其解析公式,然后结合特征值分析法和数值模拟揭示了耦合系统的振荡特性,最后运用频域分析法探究了两个子系统间的幅频特性及相互作用关系,提出了衡量系统耦合振荡稳定性的定量指标。结果表明：当调速器参数在耦合振荡域外取值时,水电站系统恒不稳定,因此调速器参数在耦合振荡域内取值是整个水电站系统稳定的必要条件。当调速器参数在耦合振荡域内取值时,耦合系统的稳定性由低频振荡模式决定,将系统低频振荡模式的频率代入到两个子系统的幅频特性函数之积中,可以得到振荡叠加率,该值反映了系统扰动在闭环系统中增益值,具有明确的物理意义,当振荡叠加率小于1时,受扰系统趋于稳定。研究成果不仅丰富了水力过渡过程理论体系,对提高水电站运行稳定性也具有较好的工程应用价值。     

水电站大波动过渡过程组合工况调压室涌波计算

该文介绍了具有长引水隧洞电站调压室组合涌波计算方法，并以白濑电站为例，介绍如何选择最不利的组合涌波叠加工况。     

水电站输水系统相继甩负荷下调压室涌浪叠加研究

水电站调压室高度取决于调压室内的涌浪极值,其大小与计算工况密切相关,相对于同时甩负荷产生的涌浪极值,人们往往忽略了相继甩负荷事故工况。本文从调压室基本方程出发,通过理论分析,推导并得到了反映相继甩负荷危险时间间隔点特征的理论计算公式,进行了水电站输水系统相继甩负荷工况下的调压室涌浪叠加特性研究。结果表明:对于简单式调压室,同时甩负荷产生的涌浪极值必然大于相继甩负荷;而对于阻抗式调压室,同一水力单元机组发生相继甩负荷事故时,存在一个最危险的间隔时刻点,该时刻较同时甩负荷产生的调压室涌浪极值更危险。结合具体电站进行的相继甩负荷实例计算验证了理论分析的正确性,且进一步的分析表明,调压室底部阻抗越大,二者差别越明显。如不慎重考虑,将为工程运行带来极大的安全隐患。     

庙林水电站调压室设计

庙林水电站调压室为地下阻抗式,为大型地下洞室结构,开挖内径达21m,室筒高75m,顸拱地质条件较差,约1／2为Ⅳ类围岩。经对调压室施工、运行期进行有限元分析,最终取消了顶拱球冠的钢筋混凝土衬砌,采用锚喷支护,减小了施工难度,节约了工程投资。施工期及运行初期观测结果表明,调压室变形在合理范围内。     

调压室对水电站输水系统小波动过渡过程的影响

为了减小水电站输水系统过渡过程中产生的水锤压力,常常会在输水系统中设置调压室。通过基于不考虑水体弹性的理论推导以及考虑水体弹性的数值模拟,对无调压室及有调压室两种方案下输水系统小波动的过渡过程进行比较分析,以便较为全面地对设置调压室或不设置调压室是否会对水电站输水系统小波动的过渡过程产生影响展开研究。研究结果表明：在相同布置条件下,无调压室及有调压室两种方案的输水系统的小波动过渡过程均是稳定的;设置有调压室的输水系统小波动的过渡过程要优于未设置调压室的输水系统小波动的过渡过程。从研究结果来看,设置调压室对水电站输水系统的小波动过渡过程具有改善作用。     

基于真机实测的双机共尾水调压室水电站同甩负荷仿真

为了克服传统的甩负荷过渡过程计算模型及一些关键参数取值过于依赖设计资料或经验导致计算结果与实测结果存在一定差异的弊端,在经典过渡过程计算理论的基础上,采用真机实测的方法对双机共尾水调压室水电站同甩负荷过渡过程仿真方法进行了研究。提取了尾水管进口处的脉动压力值作为尾水管进口压力的修正项;利用实测结果对调压室阻抗系数、水轮发电机组转动部分的转动惯量进行了辨识。结果表明,该方法大大提高了过渡过程的仿真精度,尾水管进口压力最小值仿真与实测结果差别为0. 008 MPa,蜗壳进口压力最大值仿真与实测结果差别为0. 041 MPa,调压室最高涌浪差别为0. 2 m,机组转速最大值误差仅为0. 13 Hz,仿真结果的变化过程与实测结果十分吻合。因而,可以利用该仿真方法及模型参数对各极端工况下的甩负荷过渡过程进行预测,以指导水电机组的安全运行。     

四川某水电站取消调压室方案 可行性研究

针对四川某水电站取消调压室的方案,建立了完整的水电站水力过渡过程计算数学模型,计算了水轮机最大转速升高、喷针最大压力、喷针最小压力、压力升高,以及引水隧洞末端底板最大压力和洞顶最小压力,从而论证了取消调压室的可行性,优化了引水发电系统的总体布置。     

锦屏二级水电站调压室型式选择有水力过渡过程计算

本文以结构和水力条件两方面阐述了锦屏二级水电站上、下游调压室型式选择的方法并对引水系统的水力过渡过程计算进行了介绍，可供类似工程设计参考。     

气垫调压室与常规调压室双室引水系统的计算

建立了描述具有上游气垫式调压室的水电站双室引水发电系统过渡过程状态方程,介绍了其数值解法并编制了计算程序。结合某一实际工程计算了上下游调压室的水位波动、气压室的压力变化和高压管道的水击压力,并讨论了气压室的初始状态对调压室底部压力的影响。     

李亚普诺夫稳定性理论在水电站调压室位波动稳定性问题中的应用

本文在运用李亚普诺夫(Ляпунов)第二方法讨论水电站调压室水位波动稳定性问题的过程中，通过对所构造的李亚普诺夫函数V(x)所代表的物理意义进行分析，认为李亚普诺夫稳定性判别条件过于苛刻。本文提出了拓宽后 的稳定性判别条件，并应用于水电站调压室水位波动稳定性问题的研究。其结果与数值计算结果吻合较好。     

基于hopf分岔理论的带调压室水电站 非线性稳定性分析

考虑水力系统非线性特性,建立带调压室水电站引水发电系统非线性数学模型,利用hopf 分岔的代数判据理论得到带调压室水电站非线性稳定域,并得到系统的分岔图,同时对非线性稳定域 的影响因素进行分析。研究表明:非线性稳定域要明显小于线性稳定域;调压室面积增大对系统的稳 定性有利;当调压室面积大于托马稳定断面F>F}时,Tn值对非线性稳定域有明显的影响,而当调 压室面积小于托马稳定断面F < F}时,Tn值的变化对稳定域的影响并不十分明显;同时随着负荷扰 动量的增大,系统的稳定域减小。     

大渡河丹巴水电站上游调压室水力学研究

大渡河丹巴水电站调压室托马稳定断面面积大、涌波振幅大、波动衰减时间长、同一水力单元的相邻机组水力干扰情况严重。通过研究,明确了调压室小波动稳定性的控制标准、托马稳定断面的主要影响因素、研究了不同调压室布置方案在抑制涌波振幅、加速涌波衰减时间、相邻机组水力干扰程度等方面的差别,初步确定了调压室布置方案及机组运行方式。     

地下式水电站调压室交通洞过渡过程中的风速模拟

在考虑气体可压缩性的基础上,建立了地下式水电站调压室交通洞过渡过程中的气体运动数学模型,依据气体管道瞬变流的特征线法,提出了风速模拟的方法并编制了完整的模拟程序,通过与试验结果的对比验证了所提求解方法与模拟程序的适用性与合理性。然后分析了交通洞的体型(长度、断面积、倾角)对风速发展、分布及波动过程的影响,并从波动叠加的角度揭示了各因素的作用机理。结果表明:对于地下式水电站调压室交通洞在过渡过程中的风速的模拟,考虑气体可压缩性是必要的。交通洞断面的风速波动过程由低频质量波(基波)与高频弹性波(谐波)叠加而成。通气洞长度影响谐波的振幅和周期、断面积影响基波和谐波的振幅、倾角则仅影响谐波的振幅。     

调压井阻抗对水电站引水系统小扰动稳定性影响研究

本文结合安徽响洪甸抽水蓄能电站，分析了调压井阻抗对引水系统小扰动稳定性的影响，计算结果表明，设置适当的调压井阻抗，不但能起到调节管道内压力作用，减少调压井内水位波动，而且可利用较小的调压井断面积来确保系统的稳定。     

含气垫调压室的水电站输水系统小波动稳定分析初探

对气垫式调压室的电站输水系统的水力-机械微小波动稳定问题进行了初步分析,讨论了调速器参数、气体多变指数、气室高度、气室压力、运行水头对稳定性的影响,为气垫调压室的合理设计、安全运行提供了科学依据。     

上游并联双调压室水电站瞬变流特性分析

由于长引水式水电站受地质地形条件、工程施工条件和系统运行稳定性等因素限制,为保证其安全运行,设置并联双调压室。通过建立调压室上游侧各支路阀门瞬变流水力特性的分析模型,以及考虑并联调压室水力特性的稳定性分析模型,深入分析了系统特殊的爆管瞬变流过程和水力振动特性。结果表明:在对应不同的爆管口直径同一爆管点位置,蝶阀至调压室之间管段最大瞬时流量为额定流量的1.14~2.21倍。随着爆管口直径的加大,不同特征管段的最大瞬时流量增大。考虑同一爆管口直径对应不同的爆管点位置,蝶阀至调压室之间管段最大瞬时流量为额定流量的1.25~1.67倍。随着爆管点和调压室距离增大,不同特征管段的最大瞬时流量增大。在任一支路爆管等不利情况下,通过相应支路阀门的控制可以降低复杂的瞬变流过程对另一正常运行支路的影响。研究所得水力—机械系统特征值分析成果对揭示引水系统水力振动特性具有参考价值。     

棉花滩水电站调压室设计

棉花滩水电站调压室兼作尾水闸门廊道,岩壁高,有内水,采用喷混凝土支护。水力条件和支护方式独特,本文简略介绍调压室的模型试验、支护及结构设计。     

制气式调压室在带有长尾水隧洞的水电站中的应用

制气式调压室与常规开敞式调压室相比在不影响其削减水锤压力能力的同时，能有效地减缓调压室内的水位波动。为研究制气式调压室的运行机制，运用空气动力学原理，结合管道水锤方程、调压室波动方程，建立了制气式调压室的仿真数学模型。以西南地区带有尾水调压室的某大型水电站为例进行制气式和常规开敞式两种调压室方案的比较计算，计算结果表明，采用制气式调压室可使蜗壳出口最低负压并没有显著变化的同时提高调压室的最低水位，从而减小工程量，节约投资。并由于采用制气式调压室后调压室内水位波动衰减加快，对系统的稳定运行更为有利。