抽水蓄能电站水力-机械系统自激振动特性研究

针对部分抽水蓄能电站运行过程中出现的水力-机械振动以及运行不稳定现象,从水力阻抗的角度研究可逆式机组可能产生自激振动的判别条件以及相应的不稳定区域。应用非线性振动理论,分析抽水蓄能电站产生自激振动时的幅频特性。结合具体算例,考虑可逆式机组在不稳定区域("S"形特性区)运行时,进行水力-机械系统的自由振动分析,在全频域范围内分析系统的振动特性,得出相应衰减因子为正的振动模式,同时结合特征线法在时域内进行自激振动分析,给出相应的振动曲线。研究结果表明抽水蓄能电站自激振动由多个衰减因子为正的振动模式叠加而成,其最大幅值与理论分析一致。     

抽水蓄能电站水力 机械系统自激振动特性研究

针对部分抽水蓄能电站运行过程中出现的水力-机械振动以及运行不稳定现象，从水力阻抗的角度研究可逆式机组可能产生自激振动的判别条件以及相应的不稳定区域。应用非线性振动理论，分析抽水蓄能电站产生自激振动时的幅频特性。结合具体算例，考虑可逆式机组在不稳定区域(“S”形特性区)运行时，进行水力-机械系统的自由振动分析，在全频域范围内分析系统的振动特性，得出相应衰减因子为正的振动模式，同时结合特征线法在时域内进行自激振动分析，给出相应的振动曲线。研究结果表明抽水蓄能电站自激振动由多个衰减因子为正的振动模式叠加而成，其最大幅值与理论分析一致。     

羊湖电站明压力钢管振动测试及分析

通过对羊湖抽水蓄能电站的压力钢管的理论分析，原型测振和成果分析，查明了电站在机组单台抽水和发电运行时产生的干扰振源和钢管的运行振动特性，并对压力钢管的振动进行了分析。明确了钢管振动程度，为设计是否对某些管段采取减振措施提供了依据。     

抽水蓄能电站水力自激振动保护设计策略研究与应用

抽水蓄能电站机组通常具有高转速、高水头、大容量的特点,进水球阀设置在引水高压叉管与蜗壳之间,起到为机组检修提供安全条件、紧急情况下截断上库水源防止机组飞逸事故发生的重要作用,但当工作密封投入不严或工作密封投入、退出腔有串压等情况时易引起水力自激振动,此时球阀前压力钢管压力呈振幅逐渐增大的周期性波动,最大水压可达两倍静水压力,严重威胁着同一引水隧道内球阀、引水管道及其连接部件的安全运行。为探寻产生水力自激振动的要素,降低水力自激振动发生概率,快速消除自激振动现象,保障蓄能机组的安全稳定运行,本文结合发生水力自激振动原因、现象,从设置监测信号、设置保护逻辑、设置应急处置按钮3方面,来分析和探讨水力自激振动设计策略,并以BQ电站为实例具体说明保护如何设置,在得到实践证明的同时,以期在国内外水电站水力自激振动保护设计、改造中得到推广应用。     

抽水蓄能电站地下主副厂房振动传递途径研究

以某抽水蓄能电站地下厂房为工程实例,采用有限元法,建立地下主厂房与副厂房的耦联体系,对副厂房进行了自振特性和共振复核的分析计算。通过改变主副厂房间结构缝填充材料的物理力学参数,并以楼板的振动响应为依据,探讨了抽水蓄能电站地下主副厂房间振动传递的途径和规律。结果表明,副厂房楼板的振动大部分依靠围岩传递;当结构缝填充材料弹性模量较大时,在高频流道脉动压力作用下,与荷载作用位置较近的副厂房楼板的纵向振动主要通过结构缝的填充材料进行传递。研究所得相关结论为副厂房楼板的隔振减振提供有力依据。     

大型抽水蓄能机组水力稳定性分析及其预控措施

随着抽水蓄能机组向高水头、大容量、高转速方向的发展以及十三五期间大批量投运,机组振动引起的厂房振动和噪声对电站长期安全稳定运行造成严重安全隐患问题日渐突出,并对运维人员的职业健康环境产生不利影响。本文在总结现场试验和测试数据的基础上,对引发蓄能机组水力振动问题的各个因素进行了分析总结,从项目建设单位、工程设计单位、主机生产单位及机组安装单位等不同角度给出了相应的工程控制措施,并对未来抽水蓄能电站机组选型、水力开发、结构型式等过程控制方面提出了建议。     

抽水蓄能电站地下厂房振因仿真分析

利用三维有限元分析方法,对某抽水蓄能电站主厂房两台机组进行了动力特性及动力响应仿真分析研究。根据地下厂房整体自振频率、局部构件自振频率与厂房振动主频的错开度分析结果,厂房的剧烈振动是由局部支撑构件在振源激励频率下发生共振引起的。通过对比现场试验振动加速度分布规律和有限元模型时间历程响应数值计算得到的振动加速度分布规律的对比分析,发现引起厂房振动的主要水力振源为导叶后与转轮之间的压力脉动,频率为2倍叶片过流频率(100Hz)。对该抽水蓄能电站的振因分析的研究结果为今后抽水蓄能电站设计阶段的抗振校核和运行阶段振动原因分析提供了参考。     

大型水电站厂房振动问题研究综述

随着水电站水轮机组单机出力和尺寸日益增大,特别是抽水蓄能电站的运行水头和转速不断提高,机组的水力稳定性与厂房结构振动等问题日益突出。本文从厂房结构振源、厂房结构自振特性和厂房结构动力响应分析三方面总结了大型水电站厂房振动相关的研究和应用成果。结果表明,建立全耦合整体仿真模型对于推动大型水电站厂房振动问题研究的发展具有积极意义。同时,对有待于进一步研究的问题提出了展望。     

定-变速抽水蓄能机组调相-发电过渡过程动态特性研究

可变速抽水蓄能作为一种较新的机组形式,在参与电网调相调频、功率调节等方面相对传统定速机组具有独特优势。调相-发电过程作为抽水蓄能机组应对风光等间歇性可再生能源波动的典型过渡过程,对过流部件压力波动及机组运行稳定性有显著影响。目前抽水蓄能电站中广泛采用的一管多机布置形式存在水力干扰现象,一台机组的工况变化会影响其他机组的运行。同时,变速机组的引入会使机组展现出与传统机组不同的水力动态特性。为深入探究调相-发电过渡过程中不同机组布置形式下复杂管道系统的水力动态特性及相关稳定性问题,结合工程数据,基于特征线法和S函数等方法构建三种不同机组组合形式下一管双机抽水蓄能机组模型。针对不同机组布置形式,分别探究不同动作间隔下机组的蜗壳压力、尾水管压力及调压井流量等水力因素的动态特性及其对蓄能机组稳定性的影响。定量分析结果表明：在调相-发电工况下,工作水头及蜗壳压力先下降后上升,尾水压力、下游调压井水位及流量呈现正弦式衰减振荡;3种组合形式中定速-变速机组组合稳定性效果最佳,变速-变速组合的水力波动最大。本研究为定、变速组合的抽水蓄能电站安全稳定运行提供一定的理论依据。     

宜兴抽水蓄能电站地下厂房结构抗振设计

宜兴抽水蓄能电站地下厂房结构关键部位的刚度满足厂家要求,通过厂房整体结构的模态分析,自振频率与机组的激振频率满足规范要求,另外,建立了宜兴工程厂房振动评估标准,并提出厂房结构的减振措施,从1号机现场试运行情况看,电站运行后厂房结构抗振性能良好。     

Evaluation of Performance Efficiency of Vibration Damper on a Conductor

The method suggested makes it possible to determine maximum amplitudes of standing vibration waves, slopes of the conductor with respect to horizontal, bending moments, and cutting forces in any cross section of the conductor and of the flexible element of the vibration damper with the help of SVT — Conductor with Vibration Damper software for any grade of conductor, earth wire, or vibration damper (GPG). Comparative evaluation of parameters at the places of exit of the conductor from the supporting clamp and from the clamp of the vibration damper is performed.     

三峡船闸输水廊道阀门振动试验

介绍了两种输水廊道的正、反两种弧形阀门振动试验成果：在“平底式”廊道中,阀门在小开度很窄运行区间内产生了自激振动,而“底扩式”廊道则在大部份运行过程中产生了强迫振动。对模型设计的有关问题作了论述。     

飞来峡溢流坝结构流激振动

推导了溢流坝结构的水弹性相似条件，提出了多相水弹性相似模拟技术，使水流运动－砼结构与金属结构振动，以及水流与结构、结构与结构的耦合作用，同时满足水弹性相似要求。通过水工模型、结构模型及水弹性相似模型，全面地研究了水流流态、结构动荷载、结构动特性、流激结构振动情况，以及抑振措施。     

水工闸门振动研究现状及发展趋势

随着我国高坝大库的建设,闸门结构的设计安装要求不断提高。闸门振动往往会影响大坝的正常运行,而闸门振动是一个复杂的结构性问题,研究难度较大。为解决振动问题,需清楚闸门振动的诱因并采取相应措施。基于现有的理论方法和成果,从振动现象、闸门振动等级标准、研究方法、闸门振动诱因分析及结构优化措施、弧形闸门动力稳定研究、振动的主动控制方法等多方面出发,详细介绍了闸门振动问题的研究进展,并提出了闸门振动急需解决的问题和未来6个研究方向,为闸门振动问题的研究提供一定参考。     

Some Features of the Diagnostics of Failure of Blades Positioned in the Middle Part of a Rotor

Problems of diagnostics of failures of blades in the middle part of a rotor are considered. Computational analysis and an actual case of failure encountered by the authors are presented. It is shown that the standard vibration equipment can either neglect a vibration jump or detect it as an insignificant one. This prevents reliable signaling of the defect and protection of the unit from further destruction. Methods for optimization of the existing algorithms for diagnosing such defects are suggested.     

基于水力振源合理施加的水电机组轴系统振动分析

水力振源诱发机组厂房结构振动,影响机组发电效率,甚至威胁其正常安全运行。合理模拟机组振源是研究预测及解决机组厂房结构振动问题的关键。通过CFD(计算流体动力学)数值模拟,提出一种水轮机转轮叶片表面脉动压力的更为合理的计算和施加方法,并综合考虑电磁和机械振源的耦合作用,对所建立的三维水轮发电机组转子-轴承系统模型进行了振动分析。研究表明:通过CFD能够获得可信的转轮表面处各点脉动压力时程,脉动压力对轴系统振动响应的影响不可忽略,对其合理的模拟和施加是必要的。此外,进行了电磁不平衡拉力与机械不平衡力相位差对轴系振动响应的敏感性分析。研究结论可为水电机组及厂房设计运行及振动预测控制等提供参考。     

船闸廊道输水阀门振动研究进展

本文根据国内外船闸廊道输水阀门运行中发现的振动情况及80年代以来我国高水头船闸设计与研究中取得的成就，讨论了船闸廊道输水阀门振动研究方面的进展。文中分析了阀门作用力的性质、量级及其影响因素，阐明了研究阀门结构动特性的重要性，介绍了结构动特性及其优化问问设计的最新技术。结合实际工程论述了应用这些新技术所取得的显著效果。这些成果可为今后高水头船闸阀门设计与科研提供参考。     

某水电站闸门振动响应检测及评价

利用标准振源对振动加速度信号在频域进行滤波并积分后求得振动位移的方法进行验证,确认了方法的可行性与可靠性。对某闸门进行了振动加速度、位移和动应力等振动响应测试,测试部位振动加速度均小于3 m/s 2,振动位移小于0.25 mm,动态应力小于153.2 MPa,闸门起升初始阶段振动位移最大值超过相关要求。结合加速度、位移和动应力给出闸门的振动评价。