解析小型河床式水电站前期工作阶段调保计算探讨

'广西水利水电GUANGXIWATERRESOURCES＆HYDROPOWERENGINEERING2013(1)·规划设计·小型河床式水电站前期工作阶段调保计算探讨熊晓明(广西电力工业勘察设计研究院，广西南宁530023)【摘要】通过分析比较公式法和特性线法的各自特点，给出了在小型水电站前期工作阶段用公式法进行调节保证计算的优点。以某电站为例，详细介绍了用Excel编制公式法算稿进行调节保证计算的步骤，计算结果表明在前期T作阶段公式法能够满足设计精度。『关键词]小型河床式水电站；调节保证计算；公式法【中图分类号】TV131．4[文献标识码】B[文章编号]1003—1510(2013)ol一0048-02根据《水力发电厂机电设计规范》(DLT5186—2004)的，也可能是较新的转轮。如要进行计算机仿真计规定，调节保证计算应根据水轮机输水系统型式和算，首先需要将转轮模型综合特性曲线、飞逸特性参数、机组特性、运行T况、电网的要求及电气主接曲线的数据一一读到程序中，且要根据经验分析将线连接方式进行。大型水电厂、输水系统复杂的水曲线没有覆盖的区域的数据补齐，再进行边界的简电厂、抽水蓄能电厂的调节保证计算应采用计算机化、程序编写、调试等步骤，最少需要1-2周的时仿真计算，优选导叶关闭规律和调节系统参数，必间。在前期T作阶段，时间往往比较紧张，而且在要时对调节系统的稳定性进行分析计算。当前调该阶段选择的转轮往往不是最终电站使用的转轮，保计算的计算机仿真计算普遍采用的是特性线法，如果采用特征线法计算机仿真计算，即费时又不一对于小型河床式水电站而言，在缺乏相关资料的前定符合实际情况。期r作阶段时用公式法也可得到满足设计精度的再次，特征线法进行调节保证计算的过程对边结果，下面对两种方法进行比较。界条件的处理上也进行了一定的简化，与实际情况仍有一定差距，计算产生的误差在所难免。1公式法和特性线法比较1．2公式法采用公式法计算是建立在理论公式的简化基1．1特征线法首先是水轮机模型特性问题，制造厂家提供的础之上的，通过用Excel编制算稿可以使计算过程大大缩短，即节约时间，又提高了计算的裕度，满足综合特性fH1线只给出了高效率区(又称特性曲线)而用特征线法预测水轮机的水力瞬变需要有完整的前期工作的精度要求。因此，推荐对于小型水电站在前期工作阶段采用公式法进行调节保证计算，得水轮机特性曲线，这种特性曲线应给}n宽阔的工况范围，包括小开度区、小单位转速区以及某些部分到初步满足要求的调节保证计算成果，在招标阶段再进行计算机仿真计算，得到更加精确的成果。下的制动T况区的特性，但是目前转轮模型试验T作尚不能满足这一要求，大多数转轮没有这种全特性‘。面以四川某电站预可行性研究阶段调节保证计算其次，在机组已经进行招标工作，基本确定了为例，介绍在前期工作阶段用Excel编制算稿利用公式法进行调保计算的步骤。型式、参数等的前提下，进行调节保证计算的计算机仿真计算是必要而且条件充分的。但是在项目的前期T作阶段如预可研、可研阶段，往往是根据2电站概况电站的水头特性选择某一适合的转轮进行方案比该电站装机2台，单机容量17MW，总装机容量选及参数的选择，该转轮可能是得到了广泛应用34MW。水轮机运行水头范围为l7-31—21．39m，采【收稿日期】2013-01一O7[作者简介]熊晓明(1980一)女，湖北京山人，广西电力1业勘察设研究院，高级工程师，博士，从事水力机械设汁研究¨r件。48 广西水利水电GUANGXIWATERRESOURCES&HYDROPOWERENGINEERING2013(1)用平均效率高、年发电量大的灯泡贯流式机组，发HB=Hs+vf／eg+△HB(4)电机电压为l0．5kV。根据电站建设规模及接人电甩负荷时机组的速率上升值B为：力系统方式，电气主接线为：两台水轮发电机与一：,／1+(27+TnrshfJ／一1(5)台变压器组成扩大单元接线；110kV侧为单母线接其中：线，110kV出线规模3回。(1)水轮机主要参数。型号：GZ()一WP一320，“=365No(＼1+0．09GD2)／最大水头2I．39m，额定水头19．01TI，最小水头17-31(：K，m，额定功率16．49MW，额定流量94．8Ill／s，额定转水轮机转动惯量和水体转动惯量较小，此处暂速214-3r／min，安装高程492．5nl。时不考虑。(2)发电机主要参数。型号SFWGI6—28／420，4．2计算步骤额定容量16MW／116．49MVA，额定转速214．3r／min，首先根据电站的流道图计算ELY值，依次选取额定电压10．5kV，额定频率5OHz，功率因数0．92。罔1中的几个断面进行计算，可根据具体情况添加断面个数。3调节保证计算要求该电站机组为灯泡贯流式机组，水轮机额定水头19．0Ill，单机容量17MW，占电力系统工作总容量的比重不大。根据《水力发电厂机电设计规范》(DL／T5186—2004)的规定，机组甩负荷的蜗壳最大图1流道剖面图压力升高率保证值宜为70％一100％；最大转速升高率保证值宜小于65％；尾水管进口断面最大真空保其次输人基础数据如正常蓄水位、额定水头、证值不应大于80kPa。额定流量、额定功率等。将计算公式用Excel编制成算稿，将基础数据4公式法计算代人即可得到计算成果如表1：4．1计算公式首先判断的值，当z10>1．5时，最大水锤表1公式算法计算结果压力变化发生在末相：=(±√。+4)(1)当<1时，最大水锤压力变化发生在第一相末：导叶前最大∈／％14．8811．619．5214．0010．948．98l=2h．让，(to-T-Z"1√l±1)(2)堡土垒旦垫：：!：丝垫：鱼：鱼：转速最大上升13／％53．2961．4169．2153．Ol61．1769．O0公式中的正负号：上面的符号表示相应水轮机尾水管最大真空度／in一6．12—7．28—8．03—1．89—3．04—3．79关闭，下面的符号表示相应水轮机开启。当l<<1．5时，按上两式分别计算后取由表1可知，在发电机GD为2380kN·nl，导大值。叶直线关闭时间TS为5S时，蜗壳最大压力上升、按以上公式所求得的水锤压力为压力输水系转速最大上升及尾水管最大真空度满足调节保证统的总水锤压力，假设沿压力输水系统的水锤压力要求。变化是按LV值的比例分配，则导叶前最大压力上升为：5结论∑L叶前通过对公式法和特性线法的分析比较，得出对于小型河床式水电站而言，在前期工作阶段如预可研、可研阶段进行调节保证计算时采用公式法计算尾水管最大真空度为：(下转第54页)49 刘学军，蒋文凯：河岸危坡公路及建筑物分析与处理技术AnalysisandtreatmenttechnologyofroadandbuildingondangerousbankslopeLIUXue—jun，JIANGWen-kai’f1．CivilEngineeringDepartment。fGuangxiConstructi。nVocationalTechnicalCollege，Nanning530003，China；2．GuangxiE1ectricPowerIndustryInvestigationDesign&ResearchInstitute，Nanning530023，China)Abstract：Thestabilityofriverorreservoirbankslopewithroadsandbuildingsisanalyzedbygeotechnicalengl—neerings0ftware．Toensurethesafetyofroadsandbuildingsondangerousbankslope，theproposedslopetreatmenttechno10gYincludeconstructingtemporarycofferdamindryseason，anti—slidingpiles，crownbeamsupport，earth—retainingwall，groundcutoffanddrainagesystem，foundationseepagecontrolandreinforcementtechnique·Theslidingandsettlementresistancetechnologyundercomplicatedconditionsisinheritedandinnovated·Keywords：Riverandreservoir；bankslope；stability；slidingresistance；settlementresistance(上接第49页)即节省时间，又能够满足该阶段的精度要求，在厂[21龙建明，李德君．水电站调节保证计算的电算法探讨【J1．杨凌职业技术学院学报，2004，3(3)：22—24．家资料不齐全的情况下可以考虑使用公式法进行[31刘银辉．VFP6．0数据库在导叶两端关闭调保计算中的调节保证计算。应用[J]．水电站机电技术，2007，30(2)：25—29．参考文献(责任编辑：刘征湛)【l1水电站机电设计手册编写组编写．水电站机电设计手册(水力机械)[M]．北京：水利电力出版社，1983．Discussiononregulationguaranteecalculationduringpreparatorystageofsmall-scalehydropowerstationinriverchannelXIONGXiao-ming(GuangxiElectricPowerIndustryInvestigationDesign&ResearchInstitute，Nanning530023，China)Abstract：Basedonanalysisandcomparisonofformulamethodandcharacteristiccurvemethod，theauthorpresent-edtheadvantagesofmakingregulati0nguaranteecalculationbyformulamethodduringpreparat0rystageofsmall-scalehydropowerstationinriverchanne1．Takingapowerstationasexample，adetailedintroductionwasmade。nthecalculatingplr0cessbyformulameth。dandExcel，withtheresuItsofcalculati。nuPt。therequirementsfordesignaccuracy．Keywords：Small—scalehydropowerstationinriverchannel；regulationguaranteecalculation；formulamethod54'