具有长引水系统的转桨式水轮机过渡过程计算

在水电站设计中,以新型调压阀及其控制系统替代传统调压井具有显著经济效益。基于自行研制的带调压阀的水轮机调速器实时仿真系统和包含水轮机、发电机、引水系统、水轮机调速器等环节在内的水轮机调节系统过渡过程计算软件,采用水轮机流量、力矩特性矩阵法表征水轮机动态特性,建立了刚性水击条件下一洞多机输水系统的数学模型;对带有主配压阀非线性特性的PID调速器,建立了带调压阀的转桨式水轮机调节系统数学模型。研究表明：通过计算只要保证水轮发电机组启动、空载扰动、带负荷、甩负荷自动调节工况下,水轮机调节系统过渡过程满足稳定运行要求,水电站就可以采用调压阀而不设调压井。最后,计算了某具有长引水系统的转浆式水轮机过渡过程,该电站水流惯性时间常数高达27 s,装有2台转桨水轮机、1台定桨式水轮机。计算结果表明,以调压阀代替调压井后,该水轮机调节系统稳定,满足调节保证要求。     

KYET水电站调压方式设计优化及关键技术

在KYET水电站早期设计阶段,针对长7 100 m的发电引水系统水力过渡过程,研究比较了调压井、气垫式调压室、调压阀等型式,初步推荐采用调压井作为调压方式。随着工作的深入,认识到采用调压阀替代调压井是可行的。利用水力过渡过程计算分析了带有调压阀的水轮机调节系统在一次调频、大/小波动工况的表现,并采用带调压阀的机组调节仿真试验系统进行了复核研究。基于计算和试验成果,进行了调压阀选型、布置和防抬机复核,并开展了优化方案效益分析。结果表明,该水电站采用调压阀方案能够解决机组转速和水道压力上升问题,满足机电设备和水工建筑物的运行和安全要求,以调压阀替代调压井是可行的,其经济、社会和生态效益显著。     

乌兹别克斯坦某水电站以调压阀代替调压井的研究

采用的以调压阀代替调压井技术,解决了乌兹别克斯坦卡姆奇克水电站因地质环境等因素不利于建造调压井的困难,同时节省了土建建设投资。通过对调压阀的选型计算和带有调压阀系统的过渡过程计算的综合对比分析,机组转速上升、水压上升、稳态转速摆动值及调节时间均满足GB/T9652和IEC60308《水轮机调速系统试验国际规程》中的有关规定要求。完全可以使用调压阀来代替调压井对水轮发电机组进行调节,并从各个方面都具有明显的优势。     

一洞三机条件下带调压阀的混流式水轮机调节系统过渡过程计算

为编制有关技术标准和推广采用调压阀代替调压井工程措施,开展了水轮机调节系统通用仿真程序的开发：研发了描述水轮机的非线性特性的数据文件;考虑了水击模型对水轮机调节系统过渡过程的影响;计算分析时认真考虑了水轮机调速器主配压阀非线性特性的影响;特别给出了一有压隧洞向三台水轮发电机供水时的水压力数学模型。通过计算证明：水轮发电机组自动启动、空载扰动自动调节、带负荷自动调节、甩负荷自动调节工况下,只要能满足水轮机发电机组稳定运行要求,就可以采用调压阀替代调压井。     

小浪底西沟水电站调压系统优化设计研究

小浪底西沟水电站输水管道0+000—0+838.71桩号段由小浪底水利枢纽原灌溉洞改建而成。根据电站规模及布置条件,对单纯设置调压阀和"调压井+调压阀"两个方案进行了引水系统水力过渡过程计算和分析,确定调压系统采用"调压井+调压阀"方案布置。调压井布置在0+750.00桩号处,对调压井进行了支护和结构设计,解决了调压系统设计的难题。     

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。     

带调压阀控制的水轮机调速器的安全设计

介绍了一种新型带调压阀控制的水轮机调速器的系统结构及其在调压阀安全控制方面所采取的多重容错控制策略。该型调速器对调压阀和导叶接力器各自采用独立的液压控制系统,其开/关机时间也可各自独立调整,两者之间实现了联动冗余,既可液压联动,也可电气联动;调速器将钢管压力和蜗壳压力作为控制变量之一引入,使调压阀的控制更加安全可靠。调压阀的拒动控制保证了水压力上升不超标。该型调速器的成功投运为中小型水电站用调压阀替代调压井找到了一种可靠的、经济的解决方案,值得推广应用。     

带调压阀控制的水轮机微机调速器的应用

介绍了YWT—SC型带调压阀控制的水轮机微机调速器的系统结构及其在宣平溪二级水电站的应用。钢管压力和蜗壳压力作为控制变量之一被引入调速系统,使水轮发电机组的运行更加安全可靠。该型调速器的成功投运有助于中小型水电站用调压阀替代调压井,具有一定工程有效性。     

东圳水电站长引水管道无井无阀调保试验

介绍东圳水电站长引水管道无井无阀调保试验成果。经调保计算和调保试验,证明在原有水轮机调速器上,可通过调整关闭时间、加装导叶分段关闭装置,使东圳水电站库水位从69m提高到正常水位80.5m,三台机组同时甩负荷时机组无异常现象出现,从而取消了电站的调压井或调压阀,节省了费用。     

小水电调压井的替代措施

本文在广泛调查和搜集资料的基础上，详细介绍了调压井的各种替代措施：导水叶的两段关闭规律；轴流转桨式水轮机采用导叶两段关闭并同时开大桨叶转角；合理选择导叶关闭时间、充分利用引水建筑物和机组的强度；装设调压阀；以安全阀－爆破膜代替调压井；双室式爆破膜；设置水电阻作为机组的替代负荷。这些替代措施在工程实践中都取得了明显的经济效益。据此，作者提出了三个值得进一步探讨的问题