[發明專利]轉槳式水輪機協聯關系綜合優化試驗方法

有效

• 申請號: 201410080516.1
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103850872A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 王輝斌;鄒桂麗;付亮
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網湖南省電力公司;國網湖南省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: F03B15/00
• 分類號: F03B15/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 陳立武

1.一種轉槳式水輪機協聯關系綜合優化試驗方法，該方法包括下述步驟：

（1）、布置測點，使用常規方法，在待綜合優化試驗的轉槳式水輪機組上布置包括機組振動測點、機組擺度測點、水輪機水壓脈動測點在內的轉槳式水輪機組穩定性試驗測點，和包括機組功率測點、水輪機流道差壓測點或水輪機蝸殼差壓測點、水輪機流道進口壓力測點或水輪機蝸殼進口壓力測點、尾水管出口壓力測點在內的轉槳式水輪機效率試驗測點，以及包括導葉開度、槳葉開度、上游水位、下游水位、機組頻率、功率因數在內的背景量測點；

（2）、劃分水頭，將待綜合優化試驗的轉槳式水輪機組的運行水頭劃分為3～5個試驗水頭段；

（3）、設定閥值，依據國家標準GB/T11348.5和國家標準GB/T6075.5、國家標準GB/T7894、國家標準GB/T15468、國家標準GB/T8564，使用常規方法，分別設定步驟（1）所獲待綜合優化試驗的轉槳式水輪機組的水輪機組穩定性試驗中機組振動測點、機組擺度測點、水輪機水壓脈動測點的幅值增大閥值，作為待綜合優化試驗的轉槳式水輪機協聯關系綜合優化的依據；

（4）、確定原則，確定待綜合優化試驗的轉槳式水輪機協聯關系綜合優化的原則，該待綜合優化試驗的轉槳式水輪機協聯關系綜合優化的原則之一為小開度穩定性特性優先原則，即空載開度以上、導葉開度或槳葉開度40～50%以下的小開度工況下，采用優先考慮機組運行穩定性特性的原則；該待綜合優化試驗的轉槳式水輪機協聯關系綜合優化的原則之二為大開度能量特性優先原則，即導葉開度或槳葉開度40～50%以上的大開度工況下，采用優先考慮水輪機效率特性的原則；

（5）、調整機組，檢查待綜合優化試驗的轉槳式水輪機組的電氣、機械及調速系統有無故障，檢查并清理該機組的攔污柵和測壓管道，使用常規方法，將該機組的上游水位、下游水位、發電機功率、機組頻率、功率因數分別調整至綜合優化試驗時的要求值；

（6）、調節開度，將待綜合優化試驗的轉槳式水輪機組并網至空載開度，將該機組的調速器切至現地控制，該機組的協聯置于自動狀態，手動單方向調節該機組的導葉開度，使導葉開度分別逐個穩定在空載開度、30％開度、40％開度、50％開度、60％開度、65%開度、70%開度、75%開度、80%開度、85%開度、90%開度、95%開度、試驗水頭最大負荷所允許的導葉開度，穩定時間分別為3～5分鐘，記錄各工況測點測到的試驗數據；

（7）、定導葉變槳葉，

（7.1）、調節槳葉開度，將待綜合優化試驗的轉槳式水輪機組的導葉開度分別逐個穩定在空載開度、30％開度、35%開度、40％開度、45%開度、50％開度、55%開度、60%開度、65%開度、70%開度、75%開度、80%開度、85%開度、90%開度、95%開度、試驗水頭最大負荷所允許的導葉開度，解除所述調速器的自動協聯，固定各導葉開度，手動單方向調節槳葉開度，在距離待綜合優化試驗的轉槳式水輪機組的原協聯槳葉開度-15%～+15%范圍內單向調節4～6個槳葉開度，使變槳葉工況涵蓋最大效率工況，每個變槳葉工況穩定3～5分鐘，穩定期間記錄各導葉工況測點測到的各變槳葉工況水輪機效率試驗數據；

（7.2）、整理試驗數據，

（7.2.1）、整理轉槳式水輪機組水輪機效率試驗數據，使用常規方法，整理步驟（7.1）記錄的各導葉工況測點測到的各變槳葉工況水輪機效率試驗數據，得到包括機組功率測點幅值、水輪機流道差壓測點幅值或水輪機蝸殼差壓測點幅值、水輪機流道進口壓力測點幅值或水輪機蝸殼進口壓力測點幅值、尾水管出口壓力測點幅值在內的水輪機效率試驗測點幅值，以及包括導葉開度、槳葉開度、上游水位、下游水位、機組頻率、功率因數在內的背景量測點幅值，依據上述各測點幅值，使用常規計算方法，計算出轉槳式水輪機組的水輪機效率；再依據計算出的轉槳式水輪機組的水輪機效率，使用常規方法，繪制出上述各導葉工況下的水輪機效率——變槳葉開度的趨勢圖，然后，使用最小二乘法對所繪制出的各導葉工況下的水輪機效率——變槳葉開度趨勢圖進行擬合，所述各導葉工況的水輪機效率——變槳葉開度趨勢圖將為確定各導葉工況中水輪機效率較優槳葉工況點提供依據；

(7.2.2)、整理轉槳式水輪機組穩定性試驗數據，使用常規方法，整理步驟（7.1）記錄的各導葉工況測點測到的各變槳葉工況水輪機效率試驗數據，得到包括機組振動測點幅值、機組擺度測點幅值、水輪機水壓脈動測點幅值在內的水輪機組穩定性試驗測點幅值，以及包括導葉開度、槳葉開度、上游水位、下游水位、機組頻率、功率因數在內的背景量測點幅值，依據上述各測點幅值，使用常規方法，繪制出上述各導葉工況下的穩定性試驗測點幅值——變槳葉開度的趨勢圖，所述各導葉工況下穩定性試驗測點幅值——變槳葉開度趨勢圖將為確定各導葉工況中水輪機組穩定性較優槳葉工況點提供依據；

（7.3）、確定最優槳葉開度，

（7.3.1）、確定小導葉開度工況協聯關系，依據步驟（4）所確定的待綜合優化試驗的轉槳式水輪機協聯關系綜合優化的原則，根據步驟（7.1）所獲各導葉工況測點測到的各變槳葉工況水輪機效率試驗數據；選取依據步驟(7.2.2)所繪各導葉工況下的穩定性試驗測點幅值——變槳葉開度的趨勢圖，使用常規方法，選出測點幅值小于原協聯工況測點幅值且幅值最小的槳葉的槳葉開度為最優槳葉開度，依據以上原則依次確定其余導葉開度的最優槳葉開度；

（7.3.2）、確定大導葉開度工況協聯關系，依據步驟（4）所確定的待綜合優化試驗的轉槳式水輪機協聯關系綜合優化的原則，根據步驟（7.1）所獲各導葉工況測點測到的各變槳葉工況水輪機效率試驗數據，依據步驟（7.2.1）所繪制出的上述各導葉工況下的水輪機效率——變槳葉開度的趨勢圖，使用常規方法，選出水輪機效率高于上述待定導葉工況下原協聯工況點水輪機效率的2～3個槳葉開度，再在待選的槳葉開度工況中，根據步驟(7.2.2)所繪各導葉工況下的穩定性試驗測點幅值——變槳葉開度的趨勢圖，選出穩定性試驗測點幅度增大不超出步驟（3）所確定的機組振動測點、機組擺度測點、水輪機水壓脈動測點的幅值增大閥值的槳葉開度，為待定導葉開度下的最優槳葉開度，依據以上原則依次確定其余導葉開度的最優槳葉開度；

（7.4）、優化協聯關系曲線，依據步驟（7.3）選出的各導葉開度的最優槳葉開度，使用常規方法，繪制出所述各水頭下的槳葉與導葉開度的關系曲線，采用最小二乘法擬合方法將所述各水頭下的協聯曲線進行擬合優化處理，以使協聯曲線光滑、規律性更強。