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結構原理
一種改善水輪發電機組穩定性的方法
頁面更新時間:2016-02-20 09:44

      

  水電能源科學種改善水輪發電機組穩定性的方法李晃劉衛亞天津電氣傳動設計研宄所,天津300180道水壓脈動的影響。實驗證明,這是提高軸伸貫流機組穩定性的有效途徑。

  1基本情況軸伸貫流式水輪發電機組與立式軸流機組相比,具有結構簡取土建工作量水輪機過流量大和水力效率高等優點,它的發電機置于流道之外,解決了因轉輪直徑小而采用燈泡貫流式水輪發電機組發電機不好布置的難。機組為支點結構。即水輪機1支點,發電機兩支點的。聯結構,推力軸承設在與發電機靠近,并與發電機的前支點合成徑向推力軸承徑向推力軸承發屯機和5導軸承共用個基礎底座,由噸橫跨尾水流道,通過底座和地腳螺栓將靜動載荷傳遞到邊墩,廠房底層設備密集,包括主機調速器集油箱排水栗和機旁盤等,充分利用了廠房面積。這機型有利于低水頭大流量水能資源的開發利用。沙溪口水力發電廠位于福建省閩江支流西溪,南平市郊,5號機系小機,為定漿軸伸貫流式水輪發電機組,水輪機轉輪1徑1.81.設計水頭171.設泠流量24.38,額定轉速3751如,發電機出力3.5河界,是目前國內容量最大的高水頭軸伸貫流式水輪發電機組,該機組配天津電氣傳動設計研,所1.150000喂可編程控制器水輪機調速器。

  在電廠機組充水前曾按水輪機調速器與油壓裝置試驗驗收規程妒付調速器迸廳了詳細試驗,其結果為調速器轉速死區0.03;液壓手動狀態接力器擺動值25其相對值為012,可謂性能優良。然而在機組充水后,無論是手動空載工況還是并網負荷工況,均出現接力器擺動較大的現象,接力器擺動值大于2 5,手動空載工況機組頻率擺動值大于2壓,自動空載工況機組頻率擺動值降至約1.2壓,甩負荷過程正常。水輪機調速器與汕吒裝置技術條件在中小型水輪機調速器的工作條件中規定2在手動空載工況運行時,水輪機發電機組轉速擺動值不超過0.3,且水流慣性時間常數與機纟1慣性時間常數的比值+人0.4.反占式機組的慣性時間常數不小尸4沙溪口水力發電廠的軸伸貫流式水輪發電機組不滿足這工作條件之要求,其水流慣性時間常數的比值為0.55,而其機姐慣牲,間常數僅為2.538.水輪機調速器。油壓裝置技術條件還規定機組手動空載轉違指動值大于規定值,其自動空載轉速擺動相對值不得大于手動空載轉速擺動相對值。測試結果明,沙溪口水力發電廠5號機組自動空載轉速擺動相對值僅為手動空載轉速擺動相對值的60,符合國家標準的要求。但由于空載轉速擺動較大,并網困難,給運廳帶來+便。

  2水壓脈動影響機組運行穩定性由于軸伸貫流式水輪發電機組具有結構簡良土建工作試小尺輪機過流量火和水力效率,等優點,近年來在低水頭水力發電廠得到廣泛采用。然而,由于機組尾水流平緩肘管下臥傾角較小,發電機的尺寸受機組中心線至尾水管之間距離的限制,這特點與燈泡貫流式水輪發電機尺寸受燈泡體尺寸限制相似,機組飛輪力矩小即機組時間常數小,且相對于機組慣性時間而言,其7欠流慣性時間常數大,易導致貫流式水輪發電機組頻率穩定性較差。沙溪水力發電廠5機組系在舊建筑上改建安裝的,由于己有建筑條件所限,引水管道曲折,側向進水后有90的水平拐彎,再進常規引水鋼管和軸伸貫流式水輪發電機機,在圮水矜口不遠處述有長完個沾除的尾堰下部,像堵矮墻,迫使尾水流改,流道尤為特殊,這特殊引水系統和上述軸伸以流式水輪發電機組之特點以及些其他因素導致機組運行穩定性差。機組投入運行后,曾對機組的主軸擺動水機室徑向振動和41水系統的水壓脈動進行測試。結果明,轉輪前水壓脈動雙幅價0.018,1;轉輪后水壓脈動較大,最大達到雙峰值0.123右,最小值也有0.05,分別為設計水頭的70和30.引水系統這么大的水壓脈動必將導致機組運行穩定性的惡化。

  3增大接力器容量。削弱水壓脈動腳1連續流原理,機饑流道水吒脈動必然導致7尺輪機導葉流態變化,從而使導葉水力矩發生變化,即導葉接力器負載力的變化。即使在調速器的輸入信號轉速轉速給開度給定及參數整定不變的情況下,由于接力器負載力的變化破壞了接力器的力平衡狀態,在新的負載作用下,引起接力器遠動。無論調,器是處于自動狀態還是亍動狀態,接力器遠動經反饋環節使主配壓活躲作相應差,1的主配壓閥壓力曲線。然而,接力器負載力隨機組流逍水壓脈動時刻變化矜,接乃器也隨之,動。如接力器面祀為尤接力器時!腔壓力為戶接力器關閉腔壓力為,導葉接力器負載力變化幅值為么,那么可從主配壓閥壓力曲線求得接力器負載變化引起平衡破壞,為建立新的平衡所需主配壓閥沾塞位置變化他為閉腔壓力曲線的斜率。從上式可知主配壓閥活塞位迸變化值與導葉接力器我力變化幅值成正比,與接力器血積作汕出成反比。在水輪機調速系統中,由于反饋環節作用,主配壓閥受接力器反饋量控制,如輸入信號不變,主配壓閥活塞的位置變化量又與接力器擺動量成正比在空載工況無論站自動狀態或手動狀態,接乃命去動必然導致機組轉速擺動;在并網發電工況,接力器除因網頻變化引起接力器位移外,還因機組流道水壓脈動引起接力器員載力變化導致接力器擺動。

  或增人接力器活塞而枳。由廠丁0150000的工作油壓為3.74.03,提高工作油壓受到水電廠壓力氣源的限制;增大接力器活塞面積,又受建筑條件所限,改用大型電液調速器是不可能的;經研究,提出了在原調速器安裝尺寸的條件下,將接力器容量由50 4實驗結果天津電氣傳動設計研究所重新設計制造出17500可編程步邊屯機型水輪機調速器。該調速器以可編程控制器為核心,用步進電機凸輪機構替代電液轉換器,這種不用油的電機轉換,轉角小,所組成的電液隨動系統幾較島污引起的卡阻問,且調速器正常工況耗油少,油泵起停次數少,維護工作量人人減少;觸模如作為人機邛面,設,232供與位機通訊用,還設有機械開限和兩段關閉裝置。

  你150000調速器后,進行充水前調整試驗,測得調速器轉速死區=0.03,自動狀態下接力器擺動值小于025,咖,與原調速器相同。充水后機纟。亍動空我工況轉速擺動值為。2,自動空載工況下轉速擺動值為0.5壓,達到了將轉0福建省電力試驗研宄所,沙溪口5號機組穩定性試驗,1998.

  速擺動值減小1312的改造目標,其余性能均符合水輪機調速器與油壓裝置技術條件的要求。

  結果證了版的新調速器替換50000,周速器是成功的,達到了改造的目器,增大導葉接力器容量,對削弱轉輪后水壓脈動影響更為理想。此外,新調速器用步進電機凸輪機構代替電液轉換器,不存在抗油污能力問,可靠性大大提高,而且不需要濾油器和手自動切換。結構簡單。維護方便。

  19652.21997,水輪機調速器與油壓裝置試驗驗收規程8.北京中國標準出版社,1997.

  19652.997,水輪機調速器與油壓裝置技術條件8.北京中國標準出版社,1997.

  傅志安,風家驥。混凝土面板堆石現1.武漢華中理工大學出版社,1993.

 

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