吐木秀克水电站机组调节保证分析研究.docx

科研与管理水利规划与设计2011年第6期

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吐木秀克水电站机组调节保证分析研究

朱烨华

(新疆水利水电勘测设计研究院乌鲁木齐830000)

【摘要】吐木秀克水电站因引水发电系统较长，且无条件设置调压井，采用何种方式满足调节保证计算要求就显得尤为重要。为确定电站调压方式，选取合理的输水系统洞泾及机组GD2,应用水击计算中的点算法对电站进行了过渡过程计算。

【关键词】调节保证水轮发电机组水力过渡过程调压方式吐木秀克水电站

【中图分类号】TM321;[TV734.2+.1]【文献标识码】c【文章编号】1672-2469(2011)06—

0066-05

【DOI编码】10.3969/j.issn.1672-2469.2011.06.019

1前言

吐木秀克水电站为地面式厂房，额定水头75.5m,装机48MW,装设2台24MW的混流式水轮发电机组。电站发电引水系统采用一管两机布置方式，压力管总长为896m。压力引水系统的ZLV值为3548m2/s,水流惯性时间常数Tw=4.7s4s。

根据规范应设置调压设施，但受电站地质、地形等诸多方面条件的制约，不宜设置调压井，故采用设置调压阀方案，调压阀直径暂取1.6m。

在招标设计前期，针过对国内部分已建成的、运用调压阀作为调压方式的电站进行收资、调研以及向调压阀生产商调研和相关科研单位进行咨询，得出以下结论：从国内已建电站的运行实例来看，目前调压阀的理论水平已经相当完善，小口径调压阀的技术已经相当成熟，实际运行中也能够起到相应的作用。但大口径调压阀在国内电站运用的较少，大部分大口径调压阀(φ1000mm)均运用在供水工程及水库大坝放空上，缺乏在电站实际运用的先例。目前国内唯一与土木秀克调压阀运用方式相近的电站是铁索桥二级水电站，但该电站尚未建成，参考意义不大。

为此，根据工程实际情况，在招标设计阶段进行了水力过渡过程数值计算，以明确电站的调压方式、优化压力钢管的合理尺寸，优化水轮机导叶接力器的关闭规律和关闭时间，合理选择机组的GD2值。

2优化计算方法

吐木秀克水电站水力过渡过程计算采用计算机仿真计算和分析，按水、机、电联合过渡过程进行计算，其中水力学计算基于有压管道非恒定流连续方程、运动方程的特征线性法求解，以水轮发电机组运动方程、调速器调节方程、上下游闸门井节点控制方程、调压阀节点控制方程及电网等作为边界条件。考虑水体及管壁弹性、水力摩阻后，采用了非恒定有压流的水击方程进行计算。

3调保计算控制条件

吐木秀克水电站调保计算的控制条件为：

(1)机组蜗壳末端最大内水压力Hmx≤110.0m;

(2)机组最大转速上升率βma≤55%;

(3)机组转轮出口(即尾水管进口)最大内水压力Hwmax≥-8.0m;

(4)输水道全线洞顶最小内水压力HAmx≥

2.0m。

4控制工况的确定

通常状况下，电站调节保证计算过程中的控制工况多为大波动工况。经分析认为，吐木秀克水电

作者简介：朱烨华(1977年一),男，乌鲁木齐人，工学学士，工程师，主要从事水电站水利机械专业方面的设计工作。

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站的主要大波动工况如表1所示。

表1大波动计算工况及其说明

计算工况

前池水位(m)

尾水水位

(m)

负荷变化

水位组合说明及导叶关闭方式

l

335.942

1256.686

2台→0

额定出力，突甩负荷，正常关闭

T2

333.374

256.686

2台→0

额定水头，额定出力，突甩负荷，正常关闭

T3

335.942

255.032

2台→0

额定出力，突甩负荷，正常关闭

14

334.364

1256.686

2台→0

最大出力，突甩负荷，正常关闭

T5

1334.364

1255.032

2台→0

额定出力，突甩负荷，正常关闭

T6

1333.054

256.686

0→1台

开启第一台机组

T8

133.944

256.686

0→1台

开启第一台机组

T9

333.944

256.686

2台→0

额定出力，突甩负荷，一关一拒

T10

335.942

1256.686

2台→0

额定出力，突甩负荷，一关一拒

T]

335.942

256.686

0→2台

两台机同时启动发电，增至满负荷

T12

1333.944

1256.686

0→2台

两台机同时启动发电，增至满负荷