三峽水電廠21號(hào)水輪機(jī)穩(wěn)定性試驗(yàn).pdf

1、三峽水電站作為全世界裝機(jī)容量最大的水力發(fā)電站，安裝了32臺(tái)單機(jī)容量為700MW的巨型水電水輪機(jī)，年發(fā)電量約為1000億度，為我國(guó)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。三峽水輪機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。三峽水電水輪機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸巨大，相對(duì)剛度較低，長(zhǎng)期在偏離最優(yōu)工況區(qū)運(yùn)行，水輪機(jī)安全、穩(wěn)定運(yùn)行受到極大考驗(yàn)。因此，三峽21 號(hào)水輪機(jī)穩(wěn)定性試驗(yàn)對(duì)全面掌握水輪機(jī)在不同水位下的工況特性、劃分水輪機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)有非常重大的意義。
　　 水輪機(jī)穩(wěn)

2、定性問題是一個(gè)十分復(fù)雜的綜合性問題，它涉及水力、機(jī)械、電氣等諸多因素。水輪機(jī)穩(wěn)定性問題的評(píng)估辦法通常用振動(dòng)、擺度和水壓脈動(dòng)這三個(gè)指標(biāo)來衡量。本論文首先介紹了傳感器的組成和工作原理，闡明了傳感器信號(hào)的頻域分析原理，針對(duì)試驗(yàn)需要選取了振動(dòng)、擺度、水壓等傳感器，并對(duì)傳感器進(jìn)行了率定。
　　 然后對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析處理，用示波圖、幅值變化趨勢(shì)圖、頻譜圖等方法分析了各路信號(hào)的頻譜組成情況和幅值變化規(guī)律，重點(diǎn)分析了設(shè)計(jì)水位174.8m下水

3、輪機(jī)設(shè)備設(shè)施的運(yùn)行特性。最后繪制了171.5~174.8m水位下水輪機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)圖，為實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行提供了參考依據(jù)。
　　 根據(jù)信號(hào)幅值的大小和信號(hào)頻譜組成特點(diǎn)，三峽21號(hào)水輪機(jī)在設(shè)計(jì)水位174.8m下運(yùn)行區(qū)域大致可以分為小負(fù)荷區(qū)，渦帶工況區(qū)和大負(fù)荷區(qū)。小負(fù)荷區(qū)的范圍在0~350MW之間，尾水管水壓和軸的擺度信號(hào)出現(xiàn)峰值，其中尾水管水壓脈動(dòng)等信號(hào)的幅值為全負(fù)荷區(qū)間的最大值，尾水管水壓頻率成分較多，除低頻頻率外還存在1

4、60Hz左右的高頻率成分。渦帶工礦區(qū)的范圍為350~630MW。水導(dǎo)擺度在515MW，上導(dǎo)和下導(dǎo)擺度在495MW達(dá)到全負(fù)荷區(qū)的最大值，其主頻為渦帶頻率0.30Hz。在渦帶工況區(qū)的578MW，水壓信號(hào)、水輪機(jī)垂直振動(dòng)出現(xiàn)一個(gè)明顯的峰值，且振動(dòng)幅值為渦帶工況區(qū)和大負(fù)荷區(qū)間的最大值，其頻率均約為1.87Hz。大負(fù)荷區(qū)的范圍為650~756MW。大負(fù)荷區(qū)21號(hào)水輪機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性較好，尾水管水壓、軸擺度和機(jī)架振動(dòng)信號(hào)的幅值為全負(fù)荷區(qū)間的較小值且波動(dòng)