高海拔地区大容量机组尾水管进口压力的控制研究
发布时间：2022-02-11 16:00
为了使高海拔地区大容量机组水力过渡过程中尾水管进口压力满足规范要求,选择合理的导叶关闭过程至关重要,导叶关闭过程是水力过渡过程中解决水电站运行安全问题最经济、最常用的措施之一。结合某高海拔地区大容量机组水电站工程实例,采用特征线计算方法,应用过渡过程软件进行仿真计算研究。结果表明:对于高海拔地区大容量机组水电站,选择合理的导叶折线关闭规律,能有效地改善尾水管进口压力,从而满足按海拔高程修正后的控制标准。研究成果可为规范控制高海拔地区大容量机组水电站水力过渡过程中尾水管的进口压力提供参考。
【文章来源】：水资源与水工程学报. 2020,31(04)CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
某水电站引水发电系统水力过渡过程仿真模拟图
在直线关闭规律的计算结果基础上，对A2工况下的调节保证计算采用不同的两段折线关闭规律。常见的两段折线关闭规律如图2所示[17-18]，其中，αmax为导叶的最大开度，αs为导叶的拐点开度，Tc为调速器不动时间，Ts1为拐点时间，Ts为导叶关闭总时间。按照文献[19]中对折点位置所述，将αs拟定为60%，选取Ts1为3.0和3.5 s，计算结果如表4所示。由表4折线关闭规律计算结果可看出:(1)通过改变导叶关闭过程，可以显著改变调节保证计算的结果。按照计算结果，在A2工况下6种导叶关闭过程中，尾水管进口最小压力皆大于-8×9.81k Pa，但是该水电站属于高海拔地区大容量机组水电站，按照要求，尾水管进口最小压力应大于-5.53×9.81 k Pa。而序号为1、2的导叶关闭过程中的尾水管进口最小压力皆小于-5.53×9.81 k Pa，不满足该水电站的控制标准。(2)序号为4、5、6导叶的关闭过程中，其转速最大升高率均大于45%，也不满足该水电站的控制标准。(3)在A2工况拐点开度和拐点时间不变的条件下，随着导叶关闭总时间的延长，转速最大升高率逐渐升高，尾水管进口最小压力逐渐增大，类似直线关闭规律，A2工况不同关闭总时间的转速变化过程线和尾水管进口压力线如图3(a)、3(b)所示。当机组丢弃负荷时，尾水管进口压力线分别在导叶拐点时间和导叶关闭总时间处发生突变，即尾水管进口最小压力出现在导叶关闭总时间处，随着导叶关闭总时间的增大，尾水管进口最小压力也在增大，则尾水管进口最小压力受导叶关闭过程的影响显著。(4)在同一工况下，通过改变导叶关闭过程，对调压室涌浪水位的影响甚微，且均满足水电站控制标准，A2工况不同关闭总时间的调压室涌浪水位变化如图3(c)所示。
根据文献[17-19]中对导叶关闭规律的研究，本文计算了多种导叶关闭过程，通过改变导叶关闭总时间Ts和折点时间Ts1，控制高海拔地区大容量机组尾水管进口压力，进而选择合理导叶关闭过程，可为以后深入研究高海拔地区大容量机组的尾水管进口压力变化提供参考。5 结论
【参考文献】：
期刊论文
[1]导叶关闭规律对水电站流道压力分布特性影响[J]. 陈玉,张洋,欧邦虎,王煜. 水资源与水工程学报. 2019(06)
[2]水电站过渡过程机组活动导叶关闭规律研究[J]. 王庆. 水利建设与管理. 2019(08)
[3]水力过渡过程中坝后式水电站流道压力空间分布特性[J]. 王煜,陈玉,张洋,欧邦虎. 水利水电技术. 2019(07)
[4]机组导叶关闭规律对相继甩工况的影响[J]. 储善鹏,张健,陈胜,俞晓东. 排灌机械工程学报. 2019(01)
[5]水轮机导叶“先快后慢”关闭规律适用性研究[J]. 李敏,张健,俞晓东. 水力发电学报. 2019(03)
[6]水轮机导叶关闭规律对蜗壳末端压力的影响[J]. 徐利君,杨桀彬,王康生,于辉. 水电能源科学. 2017(09)
[7]水轮机导叶开启和关闭规律探讨[J]. 占小涛,张晓宏,张俊发. 人民长江. 2017(09)
[8]水轮机的导叶关闭规律分析及应用[J]. 胡细波,毛先强,张楠林. 水电与新能源. 2015(07)
[9]水轮机导叶关闭过程的探讨研究[J]. 徐晓燕,张晓宏,李建斌. 电网与清洁能源. 2015(02)
[10]输水洞径对可逆式机组相继甩负荷尾水进口压力影响[J]. 蒋玮,张健. 水电能源科学. 2013(10)
本文编号：3620562
【文章来源】：水资源与水工程学报. 2020,31(04)CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
某水电站引水发电系统水力过渡过程仿真模拟图
在直线关闭规律的计算结果基础上，对A2工况下的调节保证计算采用不同的两段折线关闭规律。常见的两段折线关闭规律如图2所示[17-18]，其中，αmax为导叶的最大开度，αs为导叶的拐点开度，Tc为调速器不动时间，Ts1为拐点时间，Ts为导叶关闭总时间。按照文献[19]中对折点位置所述，将αs拟定为60%，选取Ts1为3.0和3.5 s，计算结果如表4所示。由表4折线关闭规律计算结果可看出:(1)通过改变导叶关闭过程，可以显著改变调节保证计算的结果。按照计算结果，在A2工况下6种导叶关闭过程中，尾水管进口最小压力皆大于-8×9.81k Pa，但是该水电站属于高海拔地区大容量机组水电站，按照要求，尾水管进口最小压力应大于-5.53×9.81 k Pa。而序号为1、2的导叶关闭过程中的尾水管进口最小压力皆小于-5.53×9.81 k Pa，不满足该水电站的控制标准。(2)序号为4、5、6导叶的关闭过程中，其转速最大升高率均大于45%，也不满足该水电站的控制标准。(3)在A2工况拐点开度和拐点时间不变的条件下，随着导叶关闭总时间的延长，转速最大升高率逐渐升高，尾水管进口最小压力逐渐增大，类似直线关闭规律，A2工况不同关闭总时间的转速变化过程线和尾水管进口压力线如图3(a)、3(b)所示。当机组丢弃负荷时，尾水管进口压力线分别在导叶拐点时间和导叶关闭总时间处发生突变，即尾水管进口最小压力出现在导叶关闭总时间处，随着导叶关闭总时间的增大，尾水管进口最小压力也在增大，则尾水管进口最小压力受导叶关闭过程的影响显著。(4)在同一工况下，通过改变导叶关闭过程，对调压室涌浪水位的影响甚微，且均满足水电站控制标准，A2工况不同关闭总时间的调压室涌浪水位变化如图3(c)所示。
根据文献[17-19]中对导叶关闭规律的研究，本文计算了多种导叶关闭过程，通过改变导叶关闭总时间Ts和折点时间Ts1，控制高海拔地区大容量机组尾水管进口压力，进而选择合理导叶关闭过程，可为以后深入研究高海拔地区大容量机组的尾水管进口压力变化提供参考。5 结论
【参考文献】：
期刊论文
[1]导叶关闭规律对水电站流道压力分布特性影响[J]. 陈玉,张洋,欧邦虎,王煜. 水资源与水工程学报. 2019(06)
[2]水电站过渡过程机组活动导叶关闭规律研究[J]. 王庆. 水利建设与管理. 2019(08)
[3]水力过渡过程中坝后式水电站流道压力空间分布特性[J]. 王煜,陈玉,张洋,欧邦虎. 水利水电技术. 2019(07)
[4]机组导叶关闭规律对相继甩工况的影响[J]. 储善鹏,张健,陈胜,俞晓东. 排灌机械工程学报. 2019(01)
[5]水轮机导叶“先快后慢”关闭规律适用性研究[J]. 李敏,张健,俞晓东. 水力发电学报. 2019(03)
[6]水轮机导叶关闭规律对蜗壳末端压力的影响[J]. 徐利君,杨桀彬,王康生,于辉. 水电能源科学. 2017(09)
[7]水轮机导叶开启和关闭规律探讨[J]. 占小涛,张晓宏,张俊发. 人民长江. 2017(09)
[8]水轮机的导叶关闭规律分析及应用[J]. 胡细波,毛先强,张楠林. 水电与新能源. 2015(07)
[9]水轮机导叶关闭过程的探讨研究[J]. 徐晓燕,张晓宏,李建斌. 电网与清洁能源. 2015(02)
[10]输水洞径对可逆式机组相继甩负荷尾水进口压力影响[J]. 蒋玮,张健. 水电能源科学. 2013(10)
本文编号：3620562
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