关于水电发电机组中长期稳定性探讨
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探讨水电厂电气设备长周期运行措施水电、火电、核电是我国最为主要的三种发电方式,我国地势由西向东呈三级阶梯分布,巨大的落差使得水力发电在我国有很大的可行性。
相对于火电的污染、核电的辐射危险,水力是一种高清洁性、高安全性的新型能源,国家通过对水力发电事业的大力开展,使得水电厂日益成为我国电力事业的一大支柱。
对于水电厂来说,电气设备的性能是非常重要的,为了能使电气设备于长周期内正常运行,需要相关人员采取有效措施进行维护。
一、水电厂其电气设备的发展特点(一)更新化科学技术的迅猛发展为电气设备带来了不断的更新。
受当前时代创新思想的影响,人们对技术创新投入的精力和财力越来越大,使得电气设备的更新周期越来越短,传统手动式的设备几乎完全被现代自动化的智能设备所替代,从而使我国水电事业的发展越加迅速。
(二)一体化与传统功能单调、数量庞大的水电设备不同,目前水电设备的发展开始呈现出统一化、一体化的发展趋势。
如水电的传统设备,有高压、低压、配电设备,还有防雷设备。
而现今于水电厂中使用的电气设备,可以将这些功能集中与一体,最大限度的降低成本、发挥优势。
可以说,电气设备一体化,大大地提高了水力发电的工作效率。
(三)长周期化技术的创新,不仅使得水电设备具有更新化的发展特征,更是在维护方面具有非常强大体现。
越加完善的维护技术,可以降低电气设备的运行损耗,避免故障影响设备性能、保证电气设备的正常运行,进而有效延长电气设备的使用寿命。
二、电气设备于长时间运行过程中发生的问题及解决措施就我国目前的技术水平和创新趋势来讲,水电厂的电气设备是可以通过更新来保证其性能的。
然而,就成本而言,水电厂的电气设备不可能频繁更新。
这就使得水电厂的电气设备在长时间运行以后若发生故障,就要安排相关专业人员进行维护。
(一)调速器导致的故障调速器是水电厂中最重要的电气设备之一,因调速器引起的故障会对整个水电厂的电气设备运行造成严重影响。
调速器故障,会导致电液转化器不振、开度和开限反馈表数值不真实、主控单片机死机等。
水电站水轮发电机组的常见故障与维护分析摘要:随着社会的不断进步和提高,机械行业也迎来了自己的发展空间。
水电站造福了社会,为人民群众提供了生命之源。
它摆脱了过时的工作模式,采用了水轮发电机组的方式。
但在水电站使用水轮发电机组也存在问题,因此,本文着重分析水电站水轮发电机组的常见故障及维护措施,进而找到有效地维护方法。
关键词:水电站;水轮发电机组;常见故障;维护1 前言水轮发电机组是水电系统的运行核心,只有在水轮发电机组运行良好的前提下,水电系统才能高效运行,实现能量转换,实现及时供电,满足人民日益增长的电力需求。
水轮发电机组在运行过程中,经常会出现一些设备故障,影响水电站的安全稳定运行。
为了进一步改善水轮发电机组的故障问题,保证其正常运行状态,技术人员必须不断提高维修技术,提高专业能力,最大限度地避免和减少故障问题的发生,促进高效、高质的运行,为人民群众提供更优质的供电服务,提升水电站综合效益。
2水电站水轮发电机组的结构与工作原理水轮发电机组的主要组成部分就是定子、转子与励磁装置,定子主要有隔震系统、机座、铁芯,转子则主要包含了主轴、轮臂、轮毂、风扇、磁极、制动阀板等部件。
水轮发电机组中的导水机构在关闭的过程中需要一定的时间,为了避免在关闭的过程中所造成的电网解列时的转速上升过快、过高的情况,就需要给水轮发电机的转子以更大的转动惯量。
这是造成当前转子质量过重的主要原因。
发电机同步运行的过程中,水轮发电机组内的励磁绕组会通过直流电流,直接形成正常运行的磁场,此时就需要借助励磁电源、励磁调节器、励磁绕组以及其他的组成设备才能获取给直流电流,如果直接给发电机提供励磁绕组与励磁电源,会使得水轮发电机组的定子与转子结构部分存在一定的气隙,而该气隙也会导致出现旋转磁场,这就称之为水轮发电机组的主磁场。
经过分析发现,该磁场的变化呈现出正弦变化规律,在水轮发电机组主磁场与定子绕组实现切割时,定子绕组会伴随着时间的变化而产生正弦交流电动势,这样就能够达到发电的目的,这也是水轮发电机的工作原理。
黄花寨水电站1#机组机组稳定性试验0概述黄花寨水电站位于贵州省长顺县敦操乡境内。
电站装机容量2×30MW。
1#机组于2010年12月投运,由于机组运行时摆度超标,故对1#机组进行动平衡配重试验。
1试验目的及依据1.1试验目的稳定性试验及动平衡试验是为了检测机组检修后的稳定性能,掌握机组在各工况下的振动、摆度和水压的变化情况,分析影响机组稳定运行的原因,消除机组转动产生的动不平衡力,保证机组并网发电的安全。
1.2试验依据:GB/T 8564-2003 《水轮发电机组安装技术规范》DL/T 507-2014 《水轮发电机组启动试验规程》GB/T 15468-2006《水轮机基本技术条件》GB/T 17189-2007 《水力机械(水轮机、蓄能泵和水泵水轮机) 振动和脉动现场测试规程》GB/T 9239.1-2006 《机械振动恒态(刚性)转子平衡品质要求第1部分:规范与平衡允差的检验》2试验机组参数2.1水轮机参数 2.2发电机参数水轮机型号:HLD257-LJ-225 额定容量:30 MVA额定功率:30MW 额定电压:10.5kV额定水头:77.5m 额定电流:1941A额定流量:87.9 m3/s 功率因数:0.85额定转速:300 r/min 励磁电压:159V飞逸转速:600r/min 励磁电流:710A发电机型号:SF-J30-20/48002.3导轴瓦间隙上导瓦间隙:0.26mm (双边) ;下导瓦间隙:0.28mm (双边);水导瓦间隙:0.20mm (双边)。
3试验设备及环境描述3.1试验设备本次稳定性、动平衡试验及甩负荷试验所使用的试验设备有:SK9172型水轮机振动分析仪(厂家:上海数可测控仪器有限公司)、CWY型电涡流位移传感器、DP型低频振动传感器。
所有试验设备和试验元件都经校验合格,测试精度满足要求。
3.2测点布置(1)上导轴承水平+X、+Y摆度。
(2)下导轴承水平+X、+Y摆度。
水电站运行中存在的主要问题及解决对策1. 引言1.1 水电站运行中存在的主要问题及解决对策供水问题是影响水电站正常运行的关键因素之一。
供水不足或供水质量不佳会影响水电站的发电效率,甚至可能导致设备损坏。
电力输出不稳定也是水电站常见的问题。
由于水流量的不确定性,水电站的发电能力可能会出现波动,导致电力输出不稳定,影响用电方的正常需求。
随着水电站设备的使用时间增长,设备老化成为一个必须面对的问题。
设备老化会导致设备故障率增加,进而影响水电站的正常运行。
针对以上问题,解决对策包括加强设备维护和更新、优化供水系统以及提高电力输出稳定性。
通过定期维护设备、更新老化设备,可以有效提升水电站的运行效率;优化供水系统,保障供水质量和稳定性;提高电力输出稳定性,确保电力供应的可靠性。
水电站在运行过程中面临多方面问题,需要采取有效措施解决,保障水电站的稳定运行和电力输出。
2. 正文2.1 水电站运行中存在的主要问题水电站是一种重要的能源生产设施,然而在其运行中存在着一些主要问题。
首先是供水问题,由于气候变化和河流水位波动的影响,水电站的供水会出现不稳定的情况,导致电力输出不稳定。
其次是电力输出不稳定,这不仅会影响到用户的用电体验,还会影响电网的稳定运行。
水电站设备老化也是一个主要问题,老化的设备容易出现故障,影响发电效率,甚至可能造成安全隐患。
要解决这些问题,需要采取一系列的对策。
应该加强设备的维护和更新,定期检查设备运行状况,及时更换老化设备,确保设备处于良好运行状态。
应该优化供水系统,采用先进的水资源管理技术,根据水位情况灵活调整供水方案,确保水电站的供水稳定性。
需要提高电力输出的稳定性,通过优化发电流程、引入智能调控系统等手段,提高电力输出的稳定性,确保用户用电需求得到满足。
通过采取这些对策,可以有效解决水电站运行中存在的主要问题,提高水电站的运行效率和稳定性,保障电力供应的可靠性。
2.2 供水问题水电站在运行中存在的主要问题之一是供水问题。
水轮发电机组运行稳定性分析发布时间:2022-02-15T08:39:43.804Z 来源:《电力设备》2021年第12期作者:杨阳[导读] 进入新时期以来,我国各项事业均快速发展,取得了十分理想的成绩,特别是发电行业以惊人的速度向前发展。
水轮机的转轮作为水轮机的重要核心部件,其性能的优劣一方面决定机组的效率,另一方面也对机组稳定性具有关键性的作用。
水轮发电机组运行过程中的安全性、可靠性和稳定性对保证整个水电站的生产与经营活动具有重要作用,如何保证水轮发电机组的正常运行一直是水电站面临的一个重要问题,如何采取合理的措施解决这些问题,是延长水轮发电机组使用寿命的关键所在。
(新疆伊犁河流域开发建设管理局新疆伊宁市 835000)摘要:进入新时期以来,我国各项事业均快速发展,取得了十分理想的成绩,特别是发电行业以惊人的速度向前发展。
水轮机的转轮作为水轮机的重要核心部件,其性能的优劣一方面决定机组的效率,另一方面也对机组稳定性具有关键性的作用。
水轮发电机组运行过程中的安全性、可靠性和稳定性对保证整个水电站的生产与经营活动具有重要作用,如何保证水轮发电机组的正常运行一直是水电站面临的一个重要问题,如何采取合理的措施解决这些问题,是延长水轮发电机组使用寿命的关键所在。
关键词:水轮发电机组;运行稳定性水轮发电机组是水电站的关键设备之一,其稳定运行是水电站安全运行的基础,决定着水电厂的经济效益和社会效益。
为满足系统的调频、调压和调峰工作需要,电网需要水电站机组频繁变动出力以参与系统调节,这对水电站机组的运行可靠性、调节速率与响应时间等都提出了更高的要求,也必然会加剧机组的机械疲劳和磨损老化,另外水轮发电机组在运行中,还难免要受到泥沙磨损、气蚀破坏等影响,客观上需要电站生产运行人员能深入了解机组的运行振动特性,准确掌握机组的运行状态,有效评估设备健康水平,避免对机组状态掌握不足而导致的设备事故。
1消能措施水轮机运行中油位计油位高的主要原因是处于同一油槽内的推力、上导轴承结构,使其上导轴承座下部形成密闭空间,而油位计取油口正好处于该密闭的空间内,运行测量值是其静态油位与旋转动能叠加的结果。
水利发电站运行中的主要问题及对策分析摘要:对我国经济发展和人民生活有着举足轻重的影响。
然而,目前水电站运行中仍有许多问题需要解决,需要依靠全体员工的不断探索和总结,从多个角度加以解决。
水资源作为我国重要的资源,在我国经济发展和居民日常生活中发挥着不可替代的作用和意义。
水电站作为水资源的直接管理单位,对这些不完善的措施进行相应的改进,对于更好地促进我国水电站的发展,有效地促进我国水资源的利用和保护,具有十分重要的作用,这关系到中国经济发展的总体规划。
在保证电力安全的前提下,努力实现水电站定量发电的最大化利用。
本文从技术角度探讨了如何提高水电站的运行效率。
关键词:水电站;电力系统;运行效率;用电负荷在中国,水资源严重短缺。
中国淡水资源占全球水资源的6%,人们只能使用很少的水。
为了适应中国在发展中国家的国情,我们必须注重环境保护和有限的资源保护[1]。
近年来水电站逐渐成为缓解我国能源问题的主力军,尤其以小型水电站的数量不断增加为代表。
它的广泛建立和发展给中国农业和经济带来了快速发展。
所以企业应积极探索科学的管理机制,为我国的社会经济效益做出更大贡献。
在保证电力安全的前提下,努力实现水电站定量发电的最大化利用,本文以水资源为例,探讨了我国水资源利用和水电站运行过程中的一系列问题,以期使我国水电站设施建设更加完善。
一、水利发电站运行中的主要问题1.水电站火灾自动报警系统有待完善水电站火灾自动报警系统存在三个主要问题:一是电站环境普遍潮湿、多尘,容易导致未完全关闭的火灾报警控制模块的控制面板导通甚至短路;二是水电站的相应设备功率都比较大,这些设备会产生脉冲群,干扰报警系统,导致系统中的敏感元件误操作或损坏;最后,由于报警回路母线有多个接入端子,操作不当容易导致线路之间的绝缘电阻达不到要求,导致设备接地故障。
2.人才培养体系有待加强目前,一些大型水电站是最新兴起的,但水电站缺乏综合素质强的职业经理人,在这种非职业化管理模式的影响下,水电站管理中不断出现问题。
浅谈中小型水电站水轮发电机组的检修特点水轮发电机组是中小型水电站的核心设备之一,对于保证水电站的高效运行和可靠性非常重要。
定期的检修和维护对于水轮发电机组来说至关重要。
本文将从中小型水电站水轮发电机组的检修特点展开,分析其中的关键问题和注意事项,以便更好地了解水轮发电机组的检修工作。
一、检修周期较长中小型水电站水轮发电机组通常具有较长的使用寿命,因此其检修周期也相对较长。
一般情况下,水轮发电机组的检修周期为3-5年,具体根据机组的使用情况和运行状态来定。
长周期的检修一方面能够有效地减少机组的停机时间,另一方面也可以减少检修所需的人力和物力成本。
长周期的检修也能够确保机组在运行期间有足够的可靠性和稳定性,提高机组的使用寿命和性能。
二、涉及内容丰富中小型水轮发电机组的检修涉及内容非常丰富,包括机械部件、电气部件、润滑油系统、冷却系统等多个方面。
机械部件的检修主要包括轴承、轴封、轴承座、铸件等的检查和更换;电气部件的检修主要包括绝缘检测、接线端子的紧固、电机绕组的检查等;润滑油系统的检修主要包括润滑油的更换、油泵、油嘴等部件的检查和维护;冷却系统的检修主要包括冷却水管路的检查和更换、散热器的清洗等。
这些内容需要对机组的各个部分进行详细的检查和维护,确保机组的各项部件和系统都处于良好的运行状态。
三、检修工序繁杂中小型水轮发电机组的检修工序非常繁杂,需要有专业的技术人员和配套的设备进行操作。
首先需要进行机组的停机和拆卸,在确保机组的安全的前提下,拆卸机组的各个部件和系统,进行详细的检查和维护。
其次需要对机组的各个部件和系统进行维修和更换,包括机械部件、电气部件、润滑油系统等。
最后需要进行机组的组装和调试,确保机组能够正常运行。
在整个检修过程中,需要严格按照规定的工艺流程和操作规程进行操作,确保机组的安全和可靠性。
四、维护工作繁琐五、检修过程中的安全风险。
水轮发电机组运行稳定性研究现状分析作者:陈忠润涂祖蕾来源:《商情》2020年第04期【摘要】水电是清洁可再生能源,具有运行费用低、电能质量稳定、机组启停灵活、调峰调频能力强等优点。
水轮发电机组是水电厂的关键设备,其运行稳定性状况不仅关系到电厂的经济效益,同时也影响电网的安全稳定运行。
机组的运行稳定性是机组整体机械、水力和电气性能的集中体现,对机组的长期安全稳定运行的重要性不言而喻。
【关键词】水电厂水力机组电网稳定性振动引言水能资源的开发利用对于我国节能减排、优化能源结构、实现2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15%的目标有着重要的意义。
“十二五”期间,我国水电建设经历了大发展,金沙江、澜沧江、大渡河、雅砻江等流域开发加快,一个个大型甚至巨型水电厂相继投入生产运行。
水轮发电机组的容量和尺寸越来越大、结构越来越复杂,实际遇到的问题也越来越新颖,同时对机组运行稳定性的要求也越来越高[1]。
1研究的背景和意义国家标准和行业规程对于表征水力机组稳定运行的主要参数都给出了明确具体的要求和运行允许范围,各水电厂通常依据标准,对机组各部位的振动摆度等进行评估,判断是否满足标准要求,同时分析机组是否存在异常和潜在缺陷。
机组稳定性参数的大小和变化规律反映了机组的健康状况水平,是确定机组检修周期、检修级别和检修项目的重要依据。
此外,对于大中型水电厂使用最为普遍的混流式水轮发电机组来说,几乎必然的存在着禁止或限制运行的振动区域,而判断机组振动区域范围和边界的主要依据就是机组振动、摆度、压力脉动等稳定性特征参数。
机组的振动区域是机组负荷分配的重要约束条件之一,避开振动区域运行是水电机组运行的基本要求。
因此,各发电企业对于机组运行稳定性状况非常重视。
机组稳定性问题既是设计和制造厂家的重要课题,也是运行维护单位极为关注的问题,研究机组运行稳定性有重要的现实意义。
2国内外研究的现状机组运行稳定性问题十分复杂,涉及到水力、机械、电磁等多方面因素,是典型的多物理场耦合问题,难以建立起准确完整的数学模型。
115中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2019.10 (上)水轮发电机组是水电厂重要设备,它的稳定性不仅直接关系到电厂设备的经济性,还会直接影响电网的稳定性和电网效益。
随着水轮发电机组的增多,质量也开始出现问题,因为设计、制造、安装、运行等方面不合格造成设备运行频率不适当,引发水轮发电机组局部出现共振和摆振。
所以研究水轮发电机组稳定性具有重要的实际价值。
笔者总结水轮发电机稳定性存在问题,分析其中原因,针对水轮发电机组运行特点和故障特点针对性提出诊断策略。
1 影响水轮发电机组稳定的基本因素1.1 设计方面一些电厂为了追求过高的能量指标,过度提高水轮机和机组的效率,选择不恰当的设计方案。
一个原因是选择水轮发电机组同步转速时没有进行深入分析,让发电机最高和最低水头比例不恰当,超过正常范围;另一原因是发电机组补气措施过于薄弱,导致水轮发电机组不稳定范围增加,超过正常范围35%以上,部分发电机组甚至超过75%。
导致水轮发电机在运行时会时间处于漩涡运动中,强大压力脉动和空腔脱流容易出现强力振动,情况严重时还会导致水锤脱落。
1.2 电网电源因为水轮发电组长期承担调峰填谷、调频、调相、事故水轮发电机组运行稳定性检测与故障探究李多龙(云南华电金沙江中游水电开发有限公司梨园发电分公司,云南 昆明 650228)摘要:稳定性是评价水轮发电机组运行效果的三大指标之一,也是影响机组运行效果的关键因素。
本文分析了水轮发电机组稳定的基本因素:设计、电源电网、水位和水头,从水力、机械、电磁三个方面提出影响水轮发电机组稳定性的原因,提出较为可行的故障诊断系统。
关键词:水轮发电机组;稳定性;故障中图分类号:TV734.21 文献标识码:A 文章编号:1671-0711(2019)10(上)-0115-02备用的任务,所以水轮发电机经常会偏离额定范围运行。
在复杂情况下水轮发电机轮转进出口出现异常,高负荷冲击干扰区、低负荷振动区和补气区情况时有发生,导致机组轴系运行状态不佳,轴承系统、支撑结构功能逐渐失效,机组性能不稳定加剧。
水电站水轮发电机组的运行与维护分析水电站是一种利用水力发电的设施,其中水轮发电机组是水电站的核心部件之一、水轮发电机组的运行与维护非常重要,对于水电站的稳定运行和长期发电效益具有重要影响。
首先,水轮发电机组的运行分析。
水轮发电机组主要依靠水流的动能转化为电能,通过水轮机驱动发电机发电。
在运行过程中,需要保持水轮机的正常转速和电机的稳定输出电流以确保发电效率。
运行过程中需要注意以下几个方面的问题:1.水轮机转速控制:水轮机转速是影响发电效率的重要因素之一、转速过高或过低都会影响发电效果,甚至导致设备损坏。
因此,需要根据水轮机的设计转速和运行特性进行合理的调整和控制。
2.电机稳定运行:发电机是转换水轮机动能为电能的核心设备。
在运行过程中,需要确保发电机的电压、电流和频率稳定在指定范围内,以保证电网的稳定运行。
3.负荷调节:根据电力需求的变化,需要对水轮发电机组进行负荷调节。
通过调整机组装置或采用并网控制方法来实现合理的负荷分配,保证输出电能的稳定性和可靠性。
其次,水轮发电机组的维护分析。
水轮发电机组的定期维护对于提高设备的可靠性和延长使用寿命非常重要。
维护包括以下几个方面:1.水轮机维护:定期检查水轮机的叶片、轴承、密封件等部件的状况,确保其正常运行。
同时,清理水轮机周围的水草、杂物等,防止堵塞影响水轮机的转速和出力。
2.发电机维护:定期进行发电机的巡视和检查,检测发电机的绝缘状况和轴承的润滑情况,防止电机绝缘老化和轴承损坏。
3.电气设备维护:定期对发电机组的电气设备进行检修和维护,包括电缆接触器、继电器、保护装置等的检查和清洁工作。
4.清洗和润滑:定期对机组进行清洗和润滑,清除机组表面的灰尘和杂物,及时更换润滑油和润滑脂,保持机组的正常运转。
5.数据记录和分析:定期记录机组运行数据,包括转速、电流、电压等参数,同时进行数据分析,及时发现机组运行中存在的问题,并采取措施进行修复。
综上所述,水轮发电机组的运行与维护至关重要,对于水电站的可持续发展和发电效益具有重要影响。
水轮发电机组轴系运行稳定性及故障分析摘要:因为现阶段我国大力发展水事业,因此各大水电厂都在增加机组投入,但是因为设计制造、运行等方面存在着一定的缺陷,而且由于机组设备容量越来越大,尺寸也明显增大,这就使得各个部件之间的刚度明显削弱,所以机组运行时常发生故障,综合多种故障分析,水轮发电机组最容易发生故障的部位就是轴系系统,本文主要从轴系运行故障角度来对水轮发电机运行稳定性以及容易引发的故障进行分析,希望能够为水电厂的安全运行提供借鉴。
关键词:水轮发电机;轴系运行;稳定性与故障水轮发电机组本体设备具有安装难度大、安装精度高、安装工艺复杂等特点,发电机组本体设备的安装质量直接影响着发电的可靠性和安全性,对发电效率也有着比较大的影响。
为了保证水轮发电机组的质量,需要做好水轮发电机组本体设备的安装工作。
1 水轮发电机组稳定运行的基本要求第一,水轮发电机组在安装期间,安装人员要保证机组中心准确无误,必须保证几组每一个固定部件都保持在相同的垂线上,换言之就是在公差范围内的同心,尤其是要注意旋转中心以及机组中心两者相互重合,确保几组中每一个部位之间存在的缝隙以及气隙都始终处于均匀的状态,这样就可以最大程度的降低水轮机水力干扰,也不会对发电机电气造成任何的干扰。
第二,水轮发电机组轴线调整时,工作人员要对盘车进行严格计算,同时保证定位机组中的旋转中心要在指定的位置不会出现任何的差错,同时工作人员要保证轴系运行过程中,摆度值以及方法都要确定好,以此保证轴系运行的垂直度达到要求,直线度符合标准。
第三,所选的轴线质量必须达到标准要求,这样才能够从根本上保证旋转体质量合乎要求。
正常情况下,机组轴系运行过程中,既要与旋转体保持同心,还要与导轴承保持同心,因此导轴承的轴线质量也必须达到要求标准。
2 影响机组轴系运行的基本原因2.1 机组轴系统运行的先决条件机组轴系的“3个中心”是机组正常运行的基础,包括机组轴系运行中的机组中心、旋转中心和轴线,是轴系稳定性运行的先决条件。
水轮发电机组工作中存在的问题及维护注意点水轮发电机组的正常运行对于整个发电站来说影响重大,其关系到我国水电站的经济效益,以下是小编搜集整理的一篇探究水轮发电机组运行常见问题的论文范文,欢迎阅读查看。
水力发电站已经成为我国当前重要的电力发电方式之一,其在我国电力产业中占有重要的一席之地,也是我国主要的发电方式。
保证水力发电站的运行正常关系到我国人民生活的长治久安,关系到我国社会主义事业建设的顺利发展,因此,相关工作人员必须保证水轮发电机组的正常运行,定期对水轮发电机组进行维护,在发现问题的时候尽快进行维修,做好日常设备的管理工作。
1 水轮发电机概述水轮发电机的主要作用是将水轮机旋转的机械能最终转换成为电能,其结构与性能的好坏对电站的安全、稳定、高效运行起到了至关重要的作用。
其组成主要包括定子、转子、机架、推力轴承、导轴承、冷却器、制动器等部件。
水轮发电机依照布置方式,可以分为卧式和立式两种。
卧式水轮发电机适合中小型、贯流及冲击式水轮机,而一般低、中速的大、中型机组则采用立式发电机。
同时,依照推力轴承位置进行划分,其立式发电机又可以分为悬式和伞式两种,推力轴承位于转子上方的发电机称为悬式发电机,其适合用于转速100min 以上。
推力轴承位于转子下方的发电机称为伞式发电机,无上导的成为全伞式,有上导的称为半伞式,其适用于转速在150min以下。
影响水轮发电机运行的因素主要包括机械振动、电磁振动、水力振动。
机械振动的干扰力主要来自机械部分的不平衡力、摩擦力和其他力;电磁振动的干扰力主要来自发电机电器部分的电磁力;水力振动的干扰力来自引水系统和水轮机水力部分的振动。
因此,在关注水轮发电机组运行的过程中要注意其影响因素对水轮发电机组所产生的重要干扰,同时在维修、维护的过程中也要注意其影响因素的检测与检查。
2 水轮发电机组运行的常见问题1) 定子绕组运行温度监测定子绕组运行温度监测一般情况下通过测温器进行检测,制造厂商在槽内安装电阻型测温计,通过测温计检测设备温度,其监测过程是通过使用特制的线棒埋设热电偶,通过热电偶的热传导作用对温度进行测试,一般进行温度测定的环境为额定工况下,绕组热电温度最高处比槽内线棒间温度高30℃~40℃。
关于水电发电机组中长期稳定性探讨
发表时间:
2018-04-19T10:31:04.020Z 来源:《电力设备》2017年第33期 作者: 高建英
[导读] 摘要:随着低碳化经济的提出,人们对清洁能源的需求越来越多。
(国网四川省电力公司都江堰市供电分公司 四川都江堰 611800)
摘要:随着低碳化经济的提出,人们对清洁能源的需求越来越多。水电作为清洁能源得到了广泛应用,水轮机发电机组是水电站核心
部件,对其中长期稳定运行的状态评价研究十分必要,引入机组中长期稳定性评价研究将有利于机组极大的发挥性能。本文首先介绍了机
组中长期时域稳定性评价,然后分析了机组中长期频域稳定性评价,最后结合实际案例给出了机组综合稳定性评价研究,希望本文的工作
能为从事相关工作的人员提供一定的指导和帮助。
关键词:水轮发电机组;水电站;稳定性评价
0
引言
对于一些水利发电机组,通常会采用型号固定、运行稳定的转轮,选择水轮机一般需要从多个方面进行考虑,如能量、稳定性等,现
实情况中机组不可能处于满额定功率运行的情况,对于部分小型水电机组来说效率转化拉不开差距,对于其运行稳定性有很大差异。众所
周知,水轮机是水利发电站中比较重要的部件,它将水能转化为电能,其稳定运行与否对整个电厂来说至关重要。水轮机组在运行阶段,
将受到多种外界影响因素,与此同时,由于水轮机组不同于其他旋转机械,为流体、机械等综合体,分析起来也比较复杂,为了更好的对
水轮机组运行状态进行研究,目前可行的办法为从时域、频域两方面入手,并进行汇总,做出综合性评价,结合具体评价指标能够很好的
反映机组中长期运行稳定性,将结果用于工程实践中,可以有效的发挥作用。
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机组中长期时域稳定性评价
机组发出的震动信号是判断机组状态变化的重要标志,为此,通过对机组中长期发出的震动信号研究,可以橫量机组运行的平稳性。
在时域中振动信号的幅值能够真实反映机组指标,其变化的整体过程可有效反映机组运行情况,换言之,如果峰值一直稳定在很小的区间
就表明该机组运行比较平稳。本文以机组振动平稳性为研究内容,从另一个角度来看振动剧烈程度反映的是机组波动性,当机组的振动维
持在某特定值,则说明机组稳定,而如果一会大、一会小,则说明机组的运动相对来说不平稳。以某电站中的机组为例分析,该机组在某
个时间段内振动的峰值序列为
x1、x2、x3.....xn,利用平均值求取方法,可以得到x(平均)=(x1+x2+x3.....xn)/n,算出的振动峰值均值反映
了机组一定时间段内的振动平均幅值,均值比较小,反映了机组振动小;均值较大则表明机组的振动比较剧烈。此外,部分研究学者将均
方根值用力啊反映机组振动峰值的分散程度,即机组振动绝对值。本文在研究过程中,为了真实的反映顺轮机组运行稳定性,采用的指标
为均方根值与平均值之比,用符号
I表示,该指标反映振动峰值的波动大小,当该I越大时,说明机组振动波动大;当I小,则说明机组运行
稳定性偏差。从表
1中可以分析出,机组1运行曲线一直上升,表明该机组存在故障性质为发展性的,振动比较剧烈,I=0.61;机组2振动相
对比较平稳,表示该机组运行比较稳定,其状态比较好,从表
1的情况可以清晰的看出,I能够有效的反映机组振动情况,为分析机组时域
特性奠定了坚实的基础。
表1 2组机组的不同数据 (单位:振动峰峰值(μm))
2
机组中长期频域稳定性评价
对机组中长期稳定性分析中,除了可以从时域特性进行分析,还可以从频域特性进行研究,尤其是频域中振动能量的变化,即普型结
构图。研究过程中经常会碰到这类问题,振动能量维持在一定值,而能量在频率域中的分布却变化明显,频谱域中的变化恰恰反映了机组
有隐藏的故障,为此,对水轮发电机组频域方面的研究十分有必要,它能够发现一些比较重要的问题。对机组故障发生及后期表现主要有
两种谱型结构:第一种为主导故障数值不断增加;第二种,主导故障不变,但出现了隐含故障,随着时间的积累,该隐含的故障慢慢的发
展为主导故障。第一种图形为图
1,第二种图形为图2:
从图1中可以看出,图中的三条曲线表示的为1、2、(1/6~1/2)三个倍频的变化趋势,从图中的变化趋势可以得出,一倍频和二倍频
整个周期内频率幅值均维持在一定的范围内,而另一个倍频的图形变化相对比较大,幅值的在不断增加,可以得出,故障在不断的发展,
即使现阶段机组仍然处在稳定运行状态,但从谱型上判断出该机组已出现潜在故障。
图2反映的为第二种情况,水轮机组运行初始频率开始逐渐减少;一倍频运行阶段处于波动范围之中,随着运行时间的不断增加,逐
渐演变为主导频率;(
1/2~1/6)倍频幅值运行一段时间后,除了有少量下降之外,基本整个阶段为平稳运行中,已图2可以清晰的看出:
主要故障,经过了从二倍频故障到
1x故障变化过程,机组总体振动情况及峰值大小下降,然而主导故障已发生了质的变化,即从二倍频转
变为一倍频故障,其运行状态发生了质的变化。从以上图形能够看出,机组振动谱型可有效反映故障发生及转移阶段,对研究机组的运行
状态有很好的帮助,所谓的谱型结构长期稳定性具体指一段时间内,当机组的振动能量在频域中分布不均匀,或者变化比较小,谱型结构
相对较平稳;与此截然相反的是若振动能量品域内分布比较显著,那么谱型结构就表现的不够平稳。下述问题则对谱型机构平稳性进行了
定性、定量分析,在分析描述之前,首先应建立可反映谱型结构稳定性指标,谱型结构是反映机组振动能量在频域中的直观反映,将熵的
概念集中在信息论中,以功率谱熵这个指标来橫量机组振动谱型结构。众所周知,系统状态变化的不确定性由信息熵来反映,对于水轮机
发电机组,却能真实的反映机组运行状态不确定度,为此,定量描述机组振动能量从应用熵的方面考虑非常合适。假定
M表示可测集 代数
和,且
T表示空间M任意自映射,将空间M化分为多个有限子集,系统熵反映了系统不确定性度,当系统熵数值较大时、其分布的不确定度
就接近于等概率分布;熵值越小分布的不确定性就会越小,表示其分布较为集中。谱型结构的概比较确切,其常被用来描述机组振动情
况。显而易见,可以利用系统信息熵这个概念来确立机组振动谱型数值研究,功率谱熵是反映机组振动分布情况重要指标。此外,频域稳
定性定量分析,功率谱熵指标确立后,可通过该指标的数值,定量反映机组振动稳定性,达到对水电机组中长期稳定性运行状态评估。和
前述机组运行平稳性指标评价一样,可利用功率谱熵序列统计方法对频域波动性的状态进行分析,从另外一个角度来说,机组频域平稳性
能直观反映出机组运行平稳程度。
3
机组中长期综合稳定性评价
通过频域和时域两方面对机组长期运行状态进行评估,提出了时域指标I和峰值波动指标,这两个指标从多个方面对机组平稳性运行情
况进行了分析,虽然取得了一定的成果,但是仍然无法获得正确的结论,评价机组整体运行状态需要整合频域和时域两方面的内容,本文
提出综合劣化指标
IA,具体表达式为时域I和频域IH的平均值,从表达式中可以看出,综合劣化指标兼顾了机组时域稳定性和频域稳定性,
达到了从整体上反映机组整体运行状态的评价,克服了从单一方面考虑机组稳定性的弊端,得到的结果更加真实有效,与此同时选用从两
方面考虑还可以降低偶然误差的影响,具有更高的可信度。
4
案例分析
某水电站一共有5个机组,总装机容量为1225兆瓦,实际满发功率为1160兆瓦。在上世纪90年代完成了技术改造,截止到目前,所有
机组已全部完成改造任务,技术改造后需要进行稳定性分析实验,具体的实验表格如下:
表1 水电站测点数据
从时域和频域两个方面综合考虑,得出的评价指标具有一定的真实性,为后期机组并网发电提供了强有力的支撑。
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结束语
水轮发电机具有比较明显的优势,其启动及并网用时比较短,运行比较灵活,与一般的发电机不同,尤其适合调峰、调频或这备用机
组,三峡水电站建立以后,我国的水轮机组最大容量已翻两番,如此大的机组如何评判其稳定性,成为了各国研究人员关注的重点,现阶
段,从频域和时域两个角度考虑该问题具有一定的可信性,其得出的评价结果可以用来指导工程实践。虽然取得了较大的研究成果,但是
还有待进一步提升,尤其是中长期稳定性运行状态评估方法。
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