气垫调压室水力性能对水电站过渡过程影响

根据有压管道的非恒定流方程建立了压力管道出流和入流两个断面的流量-水头压力的传递函数矩阵,推出了有压引水系统的弹性水击方程和刚性水击方程,同时还导出了水轮机的线性模型和非线性模型。基于压力管道和水轮机的模型建立了水力系统模型,该模型可以用于研究水力系统之间水力量的关系及对电站过渡过程的影响。最后对水电站几种过渡过程进行了仿真,比较了水力系统模型对过渡过程的影响,并对结果进行了分析。

针对国内外规范对导叶开启时间的不同规定,结合理论推导和数值计算实例,分析了不同的导叶开启时间对水电站过渡过程的影响。实例研究结果表明,大波动过渡过程中的蜗壳动水压力、沿管道轴线的压力分布以及调压室阻抗孔口压差等参数均随导叶开启时间变化而变化。通过研究得到如下结论:国际电工技术委员会标准推荐的增负荷时间30～40s是合理的;在并入小网的水力干扰过渡过程中,需要将运行机组最大初始开度限制在最大临界开度之内,才能保证运行机组转速收敛于额定转速,以满足发电机和电网对调节系统的要求。

水利学报 2005年1月shuilixuebao第1期 1 文章编号:0559-9350(2005)01-0120-05 导叶开启时间对水电站过渡过程的影响 王丹，杨建东，高志芹 (武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉430072) 摘要：针对国内外规范对导叶开启时间的不同规定，结合理论推导和数值计算实例，分析了不同的导叶开启时间对 水电站过渡过程的影响。实例研究结果表明，大波动过渡过程中的蜗壳动水压力、沿管道轴线的压力分布以及调 压室阻抗孔口压差等参数均随导叶开启时间变化而变化。通过研究得到如下结论：国际电工技术委员会标准推荐 的增负荷时间30～40s是合理的；在并入小网的水力干扰过渡过程中，需要将运行机组最大初始开度限制在最大临 界开度之内，才能保证运行机组转速收敛于额定转速，以满足发电机和电网对调节系统的要求。 关键词：

冗各水电站在施工阶段进行水力过渡过程计算时,通过对不同的运行组合工况进行分析,选取了适合该电站的工况进行计算.通过计算,推荐采用导叶两段关闭的关机规律,计算结果满足规范要求.电站施工后,引水系统参数略有调整,根据调整后的数据,按照电站运行后的甩负荷试验数据及关闭规律,对水力过渡过程计算进行验算,其结果基本与实际情况吻合.

利用相关程序,对四川毛尔盖水电站进行了水力过渡过程计算。通过对导叶关闭规律进行优化计算、调压室波动计算、大波动过渡过程计算、小波动计算以及调节系统的稳定分析,验证了该电站引水发电系统的设计是合理、可行的。

文中通过对宏发水电站进行水力过渡过程计算,为突破调压井托马断面提供了依据,在降低施工难度,节约工程投资的同时,保证电站的安全运行。

冗各水电站在施工阶段进行水力过渡过程计算时,通过对不同的运行组合工况进行分析,选取了适合该电站的工况进行计算。通过计算,推荐采用导叶两段关闭的关机规律,计算结果满足规范要求。电站施工后,引水系统参数略有调整,根据调整后的数据,按照电站运行后的甩负荷试验数据及关闭规律,对水力过渡过程计算进行验算,其结果基本与实际情况吻合。

国内外已建的气垫调压室都是利用经过处理的围岩自身或再辅以在其周边设置的水幕来防止气室漏气。但据国内外的工程实践,即使对岩体采取了复杂而昂贵的工程处理措施,也难以确保气室的气密性。金康电站的地质条件较差,气垫室采用钢板防止气室漏气,克服了气室闭气难的问题,实现了工期省、投资省、调压室运行可靠的目标。钢罩式气垫调压室在金康电站的成功应用,将对引水式电站具有较大的推广价值。

结合某电站工程实际案例,在设置减压阀与否的情况下,分别计算分析其过渡过程中蜗壳最大压力值和机组转速升高值。通过对比计算结果得到,设置减压阀能有效解决该电站在过渡过程中存在的水锤压力和机组转速升高值超过安全标准的问题。

在水电站过渡过程计算分析中,首要也最难确定的是计算工况,特别是控制工况。依据水电站过渡过程基本理论与多年来相关课题实际经验,系统地阐述计算分析中的目标参数、约束条件、相关资料和拟定计算工况的基本原则,以满足工程设计和科学研究的需要。

对洪家渡水电站引水系统在设置尾水调压室和取消尾水调压室两种情况下的过渡过程进行了计算研究.计算表明,通过考虑机组特性、优化机组导叶关闭规律及合理整定调速器参数,该水电站取消尾水调压室的方案是可行的,其各设计参数控制值基本上能满足设计要求.计算成果已作为该电站设计方案比较的依据之一

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。

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

长引水系统水力计算的主要内容和根本实质就是计算调压室的大、小波动及水力干扰过渡过程,以确定调压室的断面结构,这是重点,也是难点。介绍了基于非恒定流过渡过程的计算方法,并据此计算方法结合渡口坝电站工程实例优化了调压室的设计方案。

清江水布垭水利枢纽是清江干流梯级开发最上一级水电枢纽工程。电站具有多年调节性能,建成后将在华中电网中承担调峰、调频和补偿调节任务。可研阶段,机组调节保证值接近规范规定值的上限,招标设计阶段,在对电站机组调节系统的大波动稳定性进行了分析和优化的基础上,选择了合理的水轮机和导叶接力器的关闭规律以及关闭时间,并对水轮机安装高程进行了优化。

系统地介绍了水电站水力过渡过程数字仿真的基本理论和计算方法,过渡过程的起因和研究内容,并用多个水工模型试验测量的调压室水位、管道水锤压力及其压力过程线资料验证了计算方法及参数选择的合理性。利用cfd技术得到了调压室内的水流流态、三维流速分布以及调压室水位波动的动态演示。该数字模型已用于多个电站引、尾水系统的水力过渡过程计算,得到的调压室最高/最低涌浪水位、蜗壳及岔管断面最大/最小水锤压力、机组最大飞车转速以及它们的变化过程线,引水隧洞最大/最小内水压力包络线、小波动和水力干扰下的发电频率摆动、机组稳定性分析等成果,为工程设计提供了重要依据。

为保证电站安全稳定运行,通过对调压井位置、参数以及调压井后输水系统参数的调整,对机组水力过渡过程进行大波动、小波动分析计算,确定经济合理的电站输水系统和机组方案参数。

在水电站的运行中总伴随着水力过渡过程,对电站进行过渡过程分析与计算相当重要。本文介绍了当今先进的科学计算软件matlab的特点,并利用该软件对紫坪铺水电站的水力过渡过程从数学模型、计算仿真等方面进行了分析、计算与研究,以便寻求合适的电站运行方式、机组关闭规律等。为电站及引水系统设计优化、安全运行提供依据。

角木塘水电站位于贵州省道真县,电站装机容量2×35mw。电站为低水头河床式径流电站,引水系统短,机组采用轴流转桨式水轮机。对于轴流式机组而言,由于机组水推力过大,电站甩负荷时往往容易造成\"抬机\"现象,对机组造成破坏,因此,水力过渡过程计算除了控制好蜗壳压力升高、机组转速上升、尾水管真空度以外,还要重点关注水推力的影响。

本文通过对乐昌峡水电站进行过渡过程计算与分析,提出了一系列优化方案,总结了常规电站尾水系统过渡过程的计算经验,为同类工程提供借鉴。

本文介绍了波波娜水电站水力过渡过程计算。通过对波波娜水电站的调压室涌波计算、调节保证计算,为电站及引水系统的设计提供了依据,为调压室相关体型结构参数取值提供参考。

(粕_jl荡能站·气趄戋诵 、 ，夼 ／水电站设有尾水气垫调压室时 谷兆祺陈明中曹普发周建平 ～一 7j、 摘要：某些水电站的尾水位变化范围很大，如果使用较小的尾水气垫调压室米代替普通调压室，具有很多优 点．—般来说，使用气垫调压室可以提i~'tn周lyl岩体的靛性，鳍短随工期和降低施工费用并可改善机组的 运行状况．调压室的漏气和充气以及运用不方便则是其受到普遍关注的问韪．咀是在采取适当的工程措施以 后，道些问题可以得到解决． 关键词：气垫调压室孔口周围岩悼的稳定性漏气充气 1．普通尾水调压室 目前，国内大约有1o0座大、中型电站在进行勘测、规划、设计和施工，全部装机容量约为 1．1亿kw，其中。5000~6000万kw将在2000年前投入运行。1．1亿kw中有42将建成地 下电站，其绝大多数位于我国西南、西北遥远山区和河流深谷