一种用于水电站机组稳定性测试的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于水电站机组稳定性测试的方法及系统，方法包括：确立稳定性测试的主要测试内容包括水轮发电机组的摆度、振动、压力脉动、噪音；安装并连接传感器、流量计，从调速柜接入有功功率信号，测量所述测试内容需要的数据；根据测试结果评价水轮机的水力特性以及结构件的机械特性；本发明专利技术通过详尽的稳定性测试方法了解现机组的水力机械特性，为混流式水轮机基于生态流量拓宽稳定运行区域以及为老电站稳定性改造提供借鉴和参考。及为老电站稳定性改造提供借鉴和参考。及为老电站稳定性改造提供借鉴和参考。

【技术实现步骤摘要】
一种用于水电站机组稳定性测试的方法及系统


[0001]本专利技术涉及的
是水电站机组测试领域，尤其涉及一种用于水电站机组稳定性测试的方法及系统。

技术介绍

[0002]为维持河段生态平衡和物种多样性，水电站需要满足生态流量要求。根据混流式水轮机组的特性，低于45％出力的区域为不稳定运行区，尤其生态流量(～77m3/s)对应的超低负荷(额定水头下出力约为额定出力的11％，～22MW)区域。该负荷运行区可能会产生的水力现象有：无叶区涡旋，叶片出口靠上冠侧回流，叶道涡，转轮叶片进口入流角引起的脱流。这一系列现象将引起转轮的动应力的增加，轴系径向水推力的增加，以及转轮上冠部位的空蚀的加重。如果为了保证生态流量的环保要求，机组必须长时间在振动区运行，将会大幅度降低机组使用寿命，给机组的稳定运行带来较大安全隐患。
[0003]为解决此问题，需要对机组进行一系列试验及分析，使机组既能满足生态流量又能满足稳定运行。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]因此，本专利技术解决的技术问题是：对机组进行一系列试验及分析，使机组既能满足生态流量又能满足稳定运行。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术实施例提供了一种用于水电站机组稳定性测试的方法，包括：确立稳定性测试的测试内容包括水轮发电机组的摆度、振动、压力脉动、噪音；
[0009]安装并连接传感器、流量计，从调速柜接入有功功率信号，测量所述测试内容的数据；
[0010]根据测试结果评价水轮机的水力特性以及结构件的机械特性。
[0011]作为用于水电站机组稳定性测试的方法的一种优选方案，其中：
[0012]所有压力传感器在测试前用DRUCK DPI 620标定，摆度传感器在测试前通过塞尺进行现场标定，加速度传感器在测试前通过PCB 394C06进行标定；导叶开度传感器在测试前通过线性标尺进行标定；时域信号用2个便携式OR OS动态分析仪记录；麦克风以51.2ks/s录制，其他所有输入的采样频率均设置为2.56ks/s；所有通道同时记录在分析仪上；稳态点的记录持续时间设置为60秒，每个稳态运行点稳定后记录每个测量点；使用DYNAMX 10.2.3版本进行信号分析。
[0013]作为用于水电站机组稳定性测试的方法的一种优选方案，其中：
[0014]所述对摆度的测试包括：对各导轴承处测得的主轴径向摆度进行测试，判断所述主轴径向摆度是否低于250转机组最大轴摆度峰峰值0.35mm，若低于0.35mm，则判定为合格；判断所述主轴径向摆度是否超出115.4rpm额定转速的机组对应的无限制长期运行的振动峰峰值限制边界266μm，若未超出266μm，则判定为合格。
[0015]作为用于水电站机组稳定性测试的方法的一种优选方案，其中：
[0016]所述对振动的测试包括：测试顶盖轴向振动和水导轴承轴向振动的顶盖垂直振动峰峰值是否超过0.09mm，若不超过0.09mm，则判定为合格。
[0017]作为用于水电站机组稳定性测试的方法的一种优选方案，其中：
[0018]所述对振动的测试还包括：测试上导轴承、下导轴承的径向振动以位移表示的峰值是否超过0.09mm，若不超过0.09mm，则判定为合格；测试水导轴承径向振动以位移表示的峰峰值是否超过0.07mm，若不超过0.07mm，则判定为合格。
[0019]作为用于水电站机组稳定性测试的方法的一种优选方案，其中：
[0020]所述对压力脉动的测试包括：压力脉动传感器均安装在T型接头上；每次启动前都要对所述传感器连接管路排气；对信号进行60Hz低频滤波。
[0021]作为用于水电站机组稳定性测试的方法的一种优选方案，其中：
[0022]所述对噪音的测试包括：对水轮机机坑外和尾水锥管附近噪声水平、水轮机机坑内和尾水锥管附件噪声水平进行测量。
[0023]第二方面，本专利技术实施例提供了一种用于水电站机组稳定性测试的系统，其特征在于，包括：
[0024]测试准备模块，用于确立稳定性测试的主要测试内容包括水轮发电机组的摆度、振动、压力脉动、噪音；
[0025]测量模块，用于安装并连接传感器、流量计，从调速柜接入有功功率信号，测量所述测试内容需要的数据；
[0026]评价模块，用于根据测试结果评价水轮机的水力特性以及结构件的机械特性。
[0027]第三方面，本专利技术实施例提供了一种计算设备，包括：
[0028]存储器和处理器；
[0029]所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本专利技术任一实施例所述的用于水电站机组稳定性测试的方法。
[0030]第四方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述的用于水电站机组稳定性测试的方法。
[0031]本专利技术的有益效果：本专利技术通过详尽的稳定性测试方法了解现机组的水力机械特性，为混流式水轮机基于生态流量拓宽稳定运行区域以及为老电站稳定性改造提供借鉴和参考。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本
领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0033]图1是本专利技术第一个实施例所述的用于水电站机组稳定性测试的方法的测试内容图；
[0034]图2是本专利技术第一个实施例所述的用于水电站机组稳定性测试的方法中主要传感器分布示意图；
[0035]图3是本专利技术第二个实施例所述的用于水电站机组稳定性测试的方法的仿真实例中主轴的径向摆度97％置信度峰峰值
‑
有功功率图；
[0036]图4是本专利技术第二个实施例所述的用于水电站机组稳定性测试的方法的仿真实例中尾水锥管压力脉动
‑
有功功率图；
[0037]图5是本专利技术第二个实施例所述的用于水电站机组稳定性测试的方法的仿真实例中尾水锥管压力脉动频谱分析图。
具体实施方式
[0038]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于水电站机组稳定性测试的方法，其特征在于，包括：确立稳定性测试的测试内容包括水轮发电机组的摆度、振动、压力脉动、噪音；安装并连接传感器、流量计，从调速柜接入有功功率信号，测量所述测试内容的数据；根据测试结果评价水轮机的水力特性以及结构件的机械特性。2.如权利要求1所述的用于水电站机组稳定性测试的方法，其特征在于，包括：所有压力传感器在测试前用DRUCK DPI 620标定，摆度传感器在测试前通过塞尺进行现场标定，加速度传感器在测试前通过PCB 394C06进行标定；导叶开度传感器在测试前通过线性标尺进行标定；时域信号用2个便携式OR OS动态分析仪记录；麦克风以51.2ks/s录制，其他所有输入的采样频率均设置为2.56ks/s；所有通道同时记录在分析仪上；稳态点的记录持续时间设置为60秒，每个稳态运行点稳定后记录每个测量点；使用DYNAMX 10.2.3版本进行信号分析。3.如权利要求1所述的用于水电站机组稳定性测试的方法，其特征在于，所述对摆度的测试包括：对各导轴承处测得的主轴径向摆度进行测试，判断所述主轴径向摆度是否低于250转机组最大轴摆度峰峰值0.35mm，若低于0.35mm，则判定为合格；判断所述主轴径向摆度是否超出115.4rpm额定转速的机组对应的无限制长期运行的振动峰峰值限制边界266μm，若未超出266μm，则判定为合格。4.如权利要求1所述的用于水电站机组稳定性测试的方法，其特征在于，所述对振动的测试包括：测试顶盖轴向振动和水导轴承轴向振动的顶盖垂直振动峰峰值是否超过0.09mm，若不超过0.09mm，则判定为合格。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟伟，郭筱君，余涛，潘广吉，孔垂杰，蒙创，胡德坤，
申请(专利权)人：贵州乌江水电开发有限责任公司索风营发电厂，
类型：发明
国别省市：