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　　水電能源科學(xué)種改善水輪發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定性的方法李晃劉衛(wèi)亞天津電氣傳動(dòng)設(shè)計(jì)研宄所，天津300180道水壓脈動(dòng)的影響。實(shí)驗(yàn)證明，這是提高軸伸貫流機(jī)組穩(wěn)定性的有效途徑。

　　1基本情況軸伸貫流式水輪發(fā)電機(jī)組與立式軸流機(jī)組相比，具有結(jié)構(gòu)簡取土建工作量水輪機(jī)過流量大和水力效率高等優(yōu)點(diǎn)，它的發(fā)電機(jī)置于流道之外，解決了因轉(zhuǎn)輪直徑小而采用燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)不好布置的難。機(jī)組為支點(diǎn)結(jié)構(gòu)。即水輪機(jī)1支點(diǎn)，發(fā)電機(jī)兩支點(diǎn)的。聯(lián)結(jié)構(gòu)，推力軸承設(shè)在與發(fā)電機(jī)靠近，并與發(fā)電機(jī)的前支點(diǎn)合成徑向推力軸承徑向推力軸承發(fā)屯機(jī)和5導(dǎo)軸承共用個(gè)基礎(chǔ)底座，由噸橫跨尾水流道，通過底座和地腳螺栓將靜動(dòng)載荷傳遞到邊墩，廠房底層設(shè)備密集，包括主機(jī)調(diào)速器集油箱排水栗和機(jī)旁盤等，充分利用了廠房面積。這機(jī)型有利于低水頭大流量水能資源的開發(fā)利用。沙溪口水力發(fā)電廠位于福建省閩江支流西溪，南平市郊，5號機(jī)系小機(jī)，為定漿軸伸貫流式水輪發(fā)電機(jī)組，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪1徑1.81.設(shè)計(jì)水頭171.設(shè)泠流量24.38，額定轉(zhuǎn)速3751如，發(fā)電機(jī)出力3.5河界，是目前國內(nèi)容量最大的高水頭軸伸貫流式水輪發(fā)電機(jī)組，該機(jī)組配天津電氣傳動(dòng)設(shè)計(jì)研，所1.150000喂可編程控制器水輪機(jī)調(diào)速器。

　　在電廠機(jī)組充水前曾按水輪機(jī)調(diào)速器與油壓裝置試驗(yàn)驗(yàn)收規(guī)程妒付調(diào)速器迸廳了詳細(xì)試驗(yàn)，其結(jié)果為調(diào)速器轉(zhuǎn)速死區(qū)0.03；液壓手動(dòng)狀態(tài)接力器擺動(dòng)值25其相對值為012，可謂性能優(yōu)良。然而在機(jī)組充水后，無論是手動(dòng)空載工況還是并網(wǎng)負(fù)荷工況，均出現(xiàn)接力器擺動(dòng)較大的現(xiàn)象，接力器擺動(dòng)值大于2 5，手動(dòng)空載工況機(jī)組頻率擺動(dòng)值大于2壓，自動(dòng)空載工況機(jī)組頻率擺動(dòng)值降至約1.2壓，甩負(fù)荷過程正常。水輪機(jī)調(diào)速器與汕吒裝置技術(shù)條件在中小型水輪機(jī)調(diào)速器的工作條件中規(guī)定2在手動(dòng)空載工況運(yùn)行時(shí)，水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速擺動(dòng)值不超過0.3，且水流慣性時(shí)間常數(shù)與機(jī)纟1慣性時(shí)間常數(shù)的比值+人0.4.反占式機(jī)組的慣性時(shí)間常數(shù)不小尸4沙溪口水力發(fā)電廠的軸伸貫流式水輪發(fā)電機(jī)組不滿足這工作條件之要求，其水流慣性時(shí)間常數(shù)的比值為0.55，而其機(jī)姐慣牲，間常數(shù)僅為2.538.水輪機(jī)調(diào)速器。油壓裝置技術(shù)條件還規(guī)定機(jī)組手動(dòng)空載轉(zhuǎn)違指動(dòng)值大于規(guī)定值，其自動(dòng)空載轉(zhuǎn)速擺動(dòng)相對值不得大于手動(dòng)空載轉(zhuǎn)速擺動(dòng)相對值。測試結(jié)果明，沙溪口水力發(fā)電廠5號機(jī)組自動(dòng)空載轉(zhuǎn)速擺動(dòng)相對值僅為手動(dòng)空載轉(zhuǎn)速擺動(dòng)相對值的60，符合國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。但由于空載轉(zhuǎn)速擺動(dòng)較大，并網(wǎng)困難，給運(yùn)廳帶來+便。

　　2水壓脈動(dòng)影響機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性由于軸伸貫流式水輪發(fā)電機(jī)組具有結(jié)構(gòu)簡良土建工作試小尺輪機(jī)過流量火和水力效率，等優(yōu)點(diǎn)，近年來在低水頭水力發(fā)電廠得到廣泛采用。然而，由于機(jī)組尾水流平緩肘管下臥傾角較小，發(fā)電機(jī)的尺寸受機(jī)組中心線至尾水管之間距離的限制，這特點(diǎn)與燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)尺寸受燈泡體尺寸限制相似，機(jī)組飛輪力矩小即機(jī)組時(shí)間常數(shù)小，且相對于機(jī)組慣性時(shí)間而言，其7欠流慣性時(shí)間常數(shù)大，易導(dǎo)致貫流式水輪發(fā)電機(jī)組頻率穩(wěn)定性較差。沙溪水力發(fā)電廠5機(jī)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(cè)向進(jìn)水后有90的水平拐彎，再進(jìn)常規(guī)引水鋼管和軸伸貫流式水輪發(fā)電機(jī)機(jī)，在圮水矜口不遠(yuǎn)處述有長完個(gè)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(tǒng)和上述軸伸以流式水輪發(fā)電機(jī)組之特點(diǎn)以及些其他因素導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性差。機(jī)組投入運(yùn)行后，曾對機(jī)組的主軸擺動(dòng)水機(jī)室徑向振動(dòng)和41水系統(tǒng)的水壓脈動(dòng)進(jìn)行測試。結(jié)果明，轉(zhuǎn)輪前水壓脈動(dòng)雙幅價(jià)0.018，1；轉(zhuǎn)輪后水壓脈動(dòng)較大，最大達(dá)到雙峰值0.123右，最小值也有0.05，分別為設(shè)計(jì)水頭的70和30.引水系統(tǒng)這么大的水壓脈動(dòng)必將導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性的惡化。

　　3增大接力器容量。削弱水壓脈動(dòng)腳1連續(xù)流原理，機(jī)饑流道水吒脈動(dòng)必然導(dǎo)致7尺輪機(jī)導(dǎo)葉流態(tài)變化，從而使導(dǎo)葉水力矩發(fā)生變化，即導(dǎo)葉接力器負(fù)載力的變化。即使在調(diào)速器的輸入信號轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速給開度給定及參數(shù)整定不變的情況下，由于接力器負(fù)載力的變化破壞了接力器的力平衡狀態(tài)，在新的負(fù)載作用下，引起接力器遠(yuǎn)動(dòng)。無論調(diào)，器是處于自動(dòng)狀態(tài)還是亍動(dòng)狀態(tài)，接力器遠(yuǎn)動(dòng)經(jīng)反饋環(huán)節(jié)使主配壓活躲作相應(yīng)差，1的主配壓閥壓力曲線。然而，接力器負(fù)載力隨機(jī)組流逍水壓脈動(dòng)時(shí)刻變化矜，接乃器也隨之，動(dòng)。如接力器面祀為尤接力器時(shí)！腔壓力為戶接力器關(guān)閉腔壓力為，導(dǎo)葉接力器負(fù)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(fù)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(dǎo)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(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，由于反饋環(huán)節(jié)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(dòng)量成正比在空載工況無論站自動(dòng)狀態(tài)或手動(dòng)狀態(tài)，接乃命去動(dòng)必然導(dǎo)致機(jī)組轉(zhuǎn)速擺動(dòng)；在并網(wǎng)發(fā)電工況，接力器除因網(wǎng)頻變化引起接力器位移外，還因機(jī)組流道水壓脈動(dòng)引起接力器員載力變化導(dǎo)致接力器擺動(dòng)。

　　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(diào)速器是不可能的；經(jīng)研究，提出了在原調(diào)速器安裝尺寸的條件下，將接力器容量由50 4實(shí)驗(yàn)結(jié)果天津電氣傳動(dòng)設(shè)計(jì)研究所重新設(shè)計(jì)制造出17500可編程步邊屯機(jī)型水輪機(jī)調(diào)速器。該調(diào)速器以可編程控制器為核心，用步進(jìn)電機(jī)凸輪機(jī)構(gòu)替代電液轉(zhuǎn)換器，這種不用油的電機(jī)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)角小，所組成的電液隨動(dòng)系統(tǒng)幾較島污引起的卡阻問，且調(diào)速器正常工況耗油少，油泵起停次數(shù)少，維護(hù)工作量人人減少；觸模如作為人機(jī)邛面，設(shè)，232供與位機(jī)通訊用，還設(shè)有機(jī)械開限和兩段關(guān)閉裝置。

　　你150000調(diào)速器后，進(jìn)行充水前調(diào)整試驗(yàn)，測得調(diào)速器轉(zhuǎn)速死區(qū)=0.03，自動(dòng)狀態(tài)下接力器擺動(dòng)值小于025，咖，與原調(diào)速器相同。充水后機(jī)纟。亍動(dòng)空我工況轉(zhuǎn)速擺動(dòng)值為。2，自動(dòng)空載工況下轉(zhuǎn)速擺動(dòng)值為0.5壓，達(dá)到了將轉(zhuǎn)0福建省電力試驗(yàn)研宄所，沙溪口5號機(jī)組穩(wěn)定性試驗(yàn)，1998.

　　速擺動(dòng)值減小1312的改造目標(biāo)，其余性能均符合水輪機(jī)調(diào)速器與油壓裝置技術(shù)條件的要求。

　　結(jié)果證了版的新調(diào)速器替換50000，周速器是成功的，達(dá)到了改造的目器，增大導(dǎo)葉接力器容量，對削弱轉(zhuǎn)輪后水壓脈動(dòng)影響更為理想。此外，新調(diào)速器用步進(jìn)電機(jī)凸輪機(jī)構(gòu)代替電液轉(zhuǎn)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(dòng)切換。結(jié)構(gòu)簡單。維護(hù)方便。

　　19652.21997，水輪機(jī)調(diào)速器與油壓裝置試驗(yàn)驗(yàn)收規(guī)程8.北京中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1997.

　　19652.997，水輪機(jī)調(diào)速器與油壓裝置技術(shù)條件8.北京中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1997.

　　傅志安，風(fēng)家驥�；炷�土面板堆石現(xiàn)1.武漢華中理工大學(xué)出版社，1993.