水轮机内部能量损失的动态监测方法技术

本发明专利技术涉及一种水轮机内部能量损失的动态跟踪监测方法。本发明专利技术将水轮机内部能量损失分解为容积损失、流道水力损失、机械摩擦损失和撞击损失四种类型，并给出了损失的表达式以及相应损失系数的率定方法。其次，通过定义折算参数将水轮机模型中的水头和流量换算为机组运行中实际测量的参数，进而给出了利用机组实测参数实时计算水轮机内部各项能量损失的方法。为基于内部能量损失特性研究和改善水轮机运行相关问题提供依据。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种水轮机内部能量损失的动态跟踪监测方法，其特征在于：将水轮机内部能量损失分解为容积损失、流道水力损失、撞击损失和机械摩擦损失，并给出了采用机组实时监测数据计算各项损失的方法，具体包含以下步骤：步骤一：确定用于计算系数的效率曲线并计算特征参数可以采用两种方式：１）采用模型综合特性曲线计算：根据机组参数，选择额定水头Ｈ↓［ｒ］对应的单位转速，从模型综合特性曲线读取数据，绘制额定水头下的效率曲线，确定最高效率点，找出最高效率点的流量Ｑ↓［ｚ］、出力Ｎ↓［ｚ］，引水系统的水力损失系数ｆ↓［ｐ］根据实际管道布置情况进行估算。２）采用实测效率曲线计算：直接读取实测空载Ｑ↓［ｎ１＿ｘ］、空载主接力器位移Ｙ↓［ｎ１＿ｘ］以及水轮机水头Ｈ；利用水头折算系数ｈ↓［Δ］将实测的Ｑ↓［ｎ１＿ｘ］、Ｑ↓［ｚ＿ｘ］换算为额定水头下的相应值；引水系统的水力损失系数ｆ↓［ｐ］按下式计算：＊＊＊式中：ｆ↓［ｐ］为引水系统损失系数；Ｑ↓［ｒ］为额定流量（ｍ↑［３］／ｓ）；Ｈ↓［ｒ］为额定水头；Ｑ为实测流量（ｍ↑［３］／ｓ）；Ｈ↓［０］为水轮机静水头（ｍ）；Ｈ↓［ｇ］为钢管进口压力水头（ｍ）；Ｈ↓［ｗ］为尾水管真空（ｍ）；下标１、２表示任意选取的两个实测数据点；步骤二：机械摩擦损失计算１）系数计算：选取与水轮机的密封有关的ｋ↓［ｖ］，计算ｋ↓［ｈ］：在最高效率点两侧附近取１、２两点，其流量满足：＊＊＊从效率曲线上的１、２两点直接计算相应的出力Ｎ↓［ｔ１］、Ｎ↓［ｔ２］，然后按下式计算ｋ↓［ｈ］：＊＊＊式中：Ｑ↓［ｚ］为效率曲线上最高效率点流量（ｍ↑［３］／ｓ）；ΔＱ表示流量增量（ｍ↑［３］／ｓ）；由于读取参数存在误差，采用多次取点计算取平均值的方法，获得较准确的ｋ↓［ｈ］值；２）计算机械摩擦损失：在最高效率点，ｋ↓［ｚ］项为零，由此可得出机械摩擦损失为：ΔＮ↓［ｍ］＝γＨＱ↓［ｚ］（１－ｋ↓［ｖ］）－ｋ↓［ｈ］Ｑ↓［ｚ］↑［３］－Ｎ↓［ｔｚ］步骤三：根据实测上下游水位和主接力器位移以及机组出力，以实测参数换算出以下参数：水轮机静水头：＊＊＊水轮机水头：＊＊＊水轮机流量：＊＊＊用以下公式计算各种损失：容积损失功率为：ΔＮ↓［ｖ］＝γｋ↓［ｖ］ＱＨ水轮机流道水力损失功率为：ΔＮ↓［ｈ］＝ｋ↓［ｈ］Ｑ↑［３］撞击损失功率：ΔＮ↓［ｚ］＝γＱＨ－ΔＮ↓［ｍ］－ΔＮ↓［ｈ］－ΔＮ↓［ｖ］－Ｎ↓［ｔ］式中：ｈ↓［０］为水轮机静水头相对值；Ｈ↓［上］、Ｈ↓［下...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾云，张立翔，徐天茂，武亮，王文全，闫妍，李泽，姚激，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]