水电站过渡过程大波动计算工况分析

喀麦隆曼维莱水电站引水系统主要由输水渠道、前池、压力管道、水轮机和尾水管等主要建筑物组成,其水力特性复杂,涉及渠道流的水面线和瞬交流计算分析,以及有压管流的瞬变流计算分析.通过对该电站大波动过渡过程进行模拟分析,为工程设计提供科学的依据以及切实可行的控制和保护措施,确保曼维莱水电站的安全、经济与稳定运行.

本文针对南方某大型水电站,进行水力机组甩负荷大波动过渡过程模拟。在计算软件matlab的支持下,模拟出了压力变化曲线和转速变化曲线,继而得出引水系统最大压力升高和蜗壳末端最大转速升高。通过电站实测数据与模拟结果之间的对比,验证二者之间的一致性,这种模拟和对比结果也可以为同类型水电站的调节保证计算和稳定性分析提供一定的参考。

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。

本文介绍了涔天河水电站大波动水力过渡过程电算的工况选择及计算成果,分析并确定水力过渡过程计算控制值和设计值。工况选择时涵盖全水头范围运行,并需要与实际运行工况相近,了解典型工况规律,以便利用典型工况快速进行洞径比选、机组飞轮力矩敏感性分析及导叶关闭规律优化等。

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。

对南告水电厂扩机前、后大波动过渡过程进行计算、分析和对比,明确电厂钢管开口扩机后对原有引水系统的影响程度,为南告水电厂的钢管开口引水扩机的方案提供必要的理论依据。

介绍了水电站过渡过程控制中小波动的数学模型,主要对小波动稳定性进行了分析研究。

吉林台二级水电站因引水发电系统较长,并设有调压井。在对水电站机组调节系统的大、小波动稳定性进行了分析和优化的基础上,选择合理的调压井体型尺寸、输水系统洞径及机组gd2,并确定合理的水轮机导叶关闭规律及关闭时间。

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。

基于工况拟定的目的,以及常规供水方式水电站工况拟定的一般原则,通过对二个水库并联供水方式水电站的特殊性的研究,得出了拟定二水库并联供水方式水电站大波动水力过渡过程工况的程序和方法。

超长引水隧洞水电站设置气垫式调压室可以有效抑制过渡过程中调压室涌浪振幅，但蜗壳压力的变化规律也因气垫式调压室的影响变得更为复杂。本文通过数值计算方法，分析了设气垫式调压室超长引水隧洞水电站大波动过渡过程中，导叶关闭时间、引水隧洞水流惯性、压力管道水流惯性及调压室参数∥等因素对蜗壳最大动水压力的影响；并与常规调压室进行对比，讨论了气垫式调压室对超长引水隧洞水电站甩负荷过渡过程中反射水击波特性的作用。结果表明：气垫式调压室对水击波的反射效果不如常规调压室，且气垫和涌浪压力之和最大值大于常规凋压室最大水压力，更容易发生蜗壳最大动水压力，此压力由调压室压力极值决定、不受导叶关闭规律控制的影响。

针对单喷嘴冲击式水轮机,在已成熟的混流式水轮机水电站过渡过程计算理论的基础上,引入折向器的调节因素,提出了依据出力求解大波动过渡过程求解的方法,并以一个工程实例为依托,通过计算验证了折向器方程及两种大波动计算方法的合理可靠性。

在对水力瞬变过渡过程历史背景简要回顾的基础上,重点介绍了水电站大波动过渡过程问题的研究现状,对其基础理论、计算方法、实验研究、模拟计算机方法等做了较为详细的介绍.特征线方法以其计算方便、能适应不同的边界条件等优点在水电站过渡过程计算中应用最为广泛.最后简要介绍了目前瞬变流问题研究的发展趋势,包括非棱柱体管道中的水击、二维或三维管流场的数值模拟方法、一维有限元模拟管道瞬变流、lb方法在模拟水电站水击中的应用等.

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。

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。

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：

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。

水电站的水力过渡过程计算是一个需要理论计算、试验与实际运行相互结合、相互印证和相互探索的复杂课题;以两个典型水电站(引水系统有调压井和无调压井)的现场甩负荷为试验条边界件,对理论计算成果进行验算,得出理论计算成果的正确性。

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。

通过对yms水电站水力过渡过程计算分析,介绍了各个系统的设计思路和布置方式,希望对国内外同类型水电站设计提供一定的借鉴参考。

玛依纳水电站引水发电系统无法满足gb/t9652.1—2007《水轮机控制系统技术条件》要求,系统稳定性较差。为此,在引水发电系统枢纽布置无法改变的情况下,在牺牲调速系统速动性,放宽对电站调节品质要求的前提下讨论其引水发电系统布置的可行性。目前,2台机组已经安全稳定运行多年,证明该电站引水发电系统布置是合理的。

为确保青羊沟水电站安全稳定的运行,保证电能质量,通过对大、小机组水力过渡过程进行大波动、小波动分析计算,以便寻求合理的导叶关闭规律,为调压井、压力管道等输水系统参数和机组gd2值的设计优化、安全运行提供依据。