新疆下坂地电站水力过渡过程计算

介绍利用程序进行水电站水力过渡过程计算。通过对下坂地水电站的调压室涌波计算、调节保证计算以及调节系统的稳定分析，确定调压室的型式和尺寸、推荐调速器主要参数整定值、提出了调节保证计算成果，并得出结论电站即使孤立运行也能满足小波动稳定性要求，为电站及引水系统的设计提供了依据     

水电站气垫式调压室调节保证设计仿真计算

气垫式调压室是一种性能优越的涌浪控制及防止水力振动调压方案,与常规调压室相比具有投资低,工期短,利于环保等优势。调节保证设计是评价水电站气垫式调压室输水发电系统技术经济合理性的重要研究内容之一。本文以西藏地区某水电站为例,开展了水电站气垫式调压室大波动、小波动调节保证设计仿真计算,分析了主要控制参数变化规律,根据计算结果对输水发电系统安全性和各项调节保证设计参数作出评价。     

水电机组明满流尾水系统电路等效建模及超低频振荡仿真分析

针对某大型水电站实际生产过程中由尾水流道水力因素引起的机组有功功率超低频振荡现象,开展该类电站明满流尾水系统水力动态特性建模仿真和机组超低频振荡抑制方法探索研究.首先,将电路等效理论引入水电站过流部件动态建模中,通过类比有压管道电路等效模型,推导无压明渠电路等效模型数学表达式.进而根据水电站尾水流道实际布置形式,构建...     

设气垫式调压室的超长引水隧洞水电站大波动过渡过程探讨

超长引水隧洞水电站设置气垫式调压室可以有效抑制过渡过程中调压室涌浪振幅,但蜗壳压力的变化规律也因气垫式调压室的影响变得更为复杂。本文通过数值计算方法,分析了设气垫式调压室超长引水隧洞水电站大波动过渡过程中,导叶关闭时间、引水隧洞水流惯性、压力管道水流惯性及调压室参数等因素对蜗壳最大动水压力的影响;并与常规调压室进行对比,讨论了气垫式调压室对超长引水隧洞水电站甩负荷过渡过程中反射水击波特性的作用。结果表明:气垫式调压室对水击波的反射效果不如常规调压室,且气垫和涌浪压力之和最大值大于常规调压室最大水压力,更容易发生蜗壳最大动水压力,此压力由调压室压力极值决定、不受导叶关闭规律控制的影响。     

尾水调压室位置对尾水管最小压力值的影响

尾水调压室位置是影响尾水管最小压力值的主要因素之一。本文通过理论分析、数值计算和工程实例,证明尾水调压室越过其临界位置向厂房方向移动,尾水管最小压力值变化不大、并略有恶化。该结果有利于地下厂房和尾水调压室的布置,缓解了洞室围岩稳定和过渡过程之间的矛盾。究其物理本质,在机组特性、导叶关闭规律确定的前提下,尾水管最小压力主要取决于尾水管延长段的水击压力、阻抗损失和调压室涌浪水位三者的叠加。由于尾水道总长度不变,移动尾水调压室位置,三者所起的作用相互消长,所以必然存在着有利于尾水管最小压力值的调压室临界位置。     

水电站水力过渡过程仿真计算的工程应用

本文主要针对黄河拉西瓦、汉江毛坝关水电站工程,在物理模型试验资料的基础上,对水电站的水力过渡过程的仿真计算作了验证,验证计算方法和参数选择的合理性,并率定计算参数.得到调压室最高/最低涌浪水位、蜗壳及岔管断面最大/最小水锤压力、机组最大飞车转速以及它们的变化过程线.在钻根水电站和扎古录水电站的调保计算中,计算了引水隧洞、压力钢管最大/最小水压力包络线、小波动和水力干扰下的发电频率摆动机组稳定性分析等成果.采用Fluent软件模拟某瞬间调压室内的三维流场,动态地显示了调压室水位波动情况.     

抽水蓄能电站过渡过程蜗壳压力设计研究

为了深入研究抽水蓄能电站过渡过程蜗壳压力设计,对多家设计院和抽水蓄能电站进行了调研。研究结果表明,蜗壳设计压力比以往设计均有提高,原因为现场实测结果与设计结果偏差较大。实测结果压力脉动大,而压力脉动大的原因与水泵水轮机的水轮机运行区域范围过于靠近S区或位于S区的正上方有关。本文建议水轮机运行区域范围距离S区有一定的距离。     

尾水调压室尺寸对水电站小波动过渡过程的影响研究

带有调压室的长引水式电站,由于机组负荷出现微小变化等原因会导致出现小波动过渡过程,小波动过渡过程是否稳定,直接关系到过渡过程品质的好坏,涉及到电站安全及供电质量。当出现微小扰动时,若调速器可将该扰动状态恢复到初时段的稳定状态或是在规范允许的范围内波动时,则系统稳定;若调节过程中系统一直处于振荡状态,则系统不稳定。在分析过程中,调压室作为水电站输水系统上的主要建筑物,其断面尺寸对输水系统小波动过渡过程的影响研究尤为重要。     

带长连接管的阻抗式调压室水击穿室影响研究

针对带有长连接管的阻抗式调压室的有压引水系统,研究了长连接管对水击穿室的影响,推导了水击穿室系数的理论公式,并基于工程实例进行了数值模拟验证。结果表明,当连接管长度小于引水隧洞的10%时,水击穿室系数、蜗壳末端最大压力、引水隧洞最大压力变化幅度分别在10%、1%、2%以内。因布置需求连接管长度超过引水隧洞的10%时,须对连接管的影响加以考虑,必要时对隧洞衬砌提出特殊要求。随连接管管径和阻抗孔孔径增大,水击穿室系数减小,其中阻抗孔孔径对水击穿室的影响更大;连接管与阻抗孔直径相等和连接管管径略大于阻抗孔孔径方案相比,当阻抗孔孔径较小时,前者能更明显地降低水击穿室系数,当阻抗孔孔径较大时,后者水击穿室系数更小。     

电气过渡过程对转速调节品质的影响

本文通过联合建立水力、机械、电气系统的数值仿真模型,研究分析了水电站小波动过程中,电气过渡过程对转速调节品质的影响。结果表明:励磁调节对转速调节的影响是存在的,但在保证发电机端电压有较高稳态电压精度的前提下,此影响很小;在分析带地区负荷机组转速调节过程的时候,不考虑电气过渡过程是可行的。     

上游气垫调压室系统过渡过程的计算

我国气垫调压室技术的应用正在起步。本文以一室一管三机的布置为例 ,建立了描述系统小幅度过渡过程的状态方程组 ,分析了它的特性。导出了调压室结点水击和涌浪的联合计算式。据所提出的理论公式 ,编制了计算大、小幅度过渡过程的程序 ,通过简单算例 ,检验了程序的正确性     

水轮机长尾水管出口测流方法的研究

研讨了尾水管出口测流方法。以古田２号机测流试验为例，阐明了如何借助分析实测的断面流速分布，正确测量流量。分析了该测流方法可达到的精度水平，建议在其它类似电站推广应用。     

周宁水电站机组甩部分负荷过渡过程研究

周宁水电站为高水头长引水管道水电站,在过渡过程计算研究中出现事故甩部分负荷时蜗壳末端压力上升值大大超过事故甩额定以上负荷时的水压上升值。课题针对此现象进行分析研究,并采用分段关闭办法进行复核计算,有效地控制了蜗壳末端的水压上升,同时满足了机组转速上升和尾水管真空度的设计要求。     

明满交替流特征隐式格式法计算模型在工程中的应用研究

本文给出了明满交替流特征隐式格式法计算模型。在对三峡、向家坝等电站的过渡过程进行计算的基础上,给出了工程应用中有用的结论：变顶高尾水隧洞洞顶的坡度越大,明满流动的压力波动越小;明满交替的最高压力上升出现在下游水位稳态线交于洞顶线中部附近时的工况,且出现最大压力的位置靠近下游侧;反射界面设定会影响仿真结果,需合理界定。     

水泵水轮机水泵断电飞逸过程压力脉动CFD模拟

水泵断电导叶拒动导致机组飞逸是抽水蓄能电站的危险过渡过程,伴随水锤压强、水轮机流态、压力脉动、转轮受力发生剧烈波动,研究中必须综合考虑。由于常规过渡过程模拟只能考虑水锤波动,目前对后面几种特性缺乏了解。本文采用一维输水系统和三维水轮机耦合的CFD模拟方法,针对某模型抽水蓄能系统进行水泵断电飞逸过渡过程模拟。分析了流量、转速、转轮受力的宏观参数变化,发现在鞍形区及水轮机S区波动剧烈;分析了测点压强变化,发现整个过渡过程中压力脉动频率复杂,有高频低幅、高频高幅、中频中幅、低频高幅四类,在鞍形区及S区压力脉动幅值大,正常运行区附近幅值小;结合流态分析,发现高频脉动产生于动静干涉,中低频脉动来源于旋转失速和尾水管涡。     

长引水式电站调节保证计算分析与研究

结合某引水式电站实例对调保计算进行了深入分析，得出当机组在负荷变化时转速和引水系统压力变化不能同时满足时，研究增设调压阀，选择最佳调节规律和调节时间进行压力和转速变化计算,保证了转速上升和压力上升都在允许范围之内。     

阻抗孔特性对水电站水力干扰过渡过程的影响研究

采用水电站过渡过程通用程序,分析研究了某大型水电站阻抗孔特性对水力干扰过渡过程的影响,结果表明：无论是并入理想大电网还是并入有限电网,当阻抗孔尺寸或流量系数发生改变时,对受扰机组的出力摆动结果都有明显影响。同一工况下,阻抗孔直径或流量系数越大,受扰机组出力摆动越大;并入理想大电网的出力摆动均大于对应情况下并入有限电网的出力摆动;适当减小阻抗孔面积,有利于保证过渡过程中机组工作的稳定性,并可节省工程费用。     

原型水轮机的非定常湍流计算和尾水管压力脉动分析

本文对三陕原型混流式水轮机进行了三维非定常湍流计算,得到了水轮机的非定常流场,预测了尾水管内的压力脉动。通过与模型试验结果进行比较可以看出,本计算能够比较准确地预测尾水管内的压力脉动。本文还根据计算结果分析了尾水管内非定常涡带产生和传播的原理。     

灯泡式贯流泵站机组起动过渡过程仿真计算

为掌握大型贯流泵站同步电动机起动过程中水泵动态流量、装置扬程等水力量及同步电动机的起动电压、起动电流、机组转速等电气量、机械量参数随机组起动历时的变化过程，对贯流泵机组起动过程进行了详细的理论分析并进行了仿真计算。从泵系统整体出发，运用刚体动力学、流体动力学、水力机械全特性理论，分析泵机组系统起动过程中同步电动机的电磁驱动力矩、水阻力矩及其它各种阻力矩动力学特性，建立了大型贯流泵站起动动态过程数学模型，以淮安三站贯流泵为算例，通过仿真计算，揭示大型贯流泵泵站起动过渡过程中各种重要参数如转速、流量、扬程、转矩等随时间变化关系，研究成果对贯流泵站合理设计和安全可靠运行具有重要理论指导意义。     

基于全流道非定常流动计算的轴流式水轮机尾水管压力脉动分析

以轴流式水轮机全流道三维非定常湍流数值模拟为基础,对轴流式水轮机尾水管内的非定常流场进行了分析,研究了尾水管内涡带的形态,对尾水管压力脉动的幅值和频率特点进行了分析.结果表明,大流量工况时,在尾水管内形成了一个与转轮旋转方向相反低压涡带,引发了低频压力脉动,这种低频压力脉动是水轮机中压力脉动的主要脉动源之一.