水电站的水锤6.doc

Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse第十四章水电站的水锤第七节机组转速变化的计算    一、调节保证计算的任务  在水电站的外界负荷突然改变后,调速系统由于惯性作用,不可能将水轮机的导叶或针阀在瞬时内调整到与改变后的负荷相适应的开度,同时,由于水锤压强的限制,这样做也是不允许的。在开度的调整过程中,水轮机的出力与外界的负荷是不平衡的,此不平衡的能量将转化为机组转速的变化。例如,在丢弃负荷时,开度调整过程中的剩留能量将转化为机组的动能而使转速升高;反之,在增加负荷时,调整过程中不足的能量将由机组的动能补充而使转速降低。机组的惯性一般用飞轮力矩表示,G为机组转动部分的重量,D为转动部分的惯性直径。在一定的情况下,水轮机的开度变化越缓慢(即调整的时间越长),机组的转速变化越大;在开度变化一定的情况下,机组的越大则转速变化越小。水锤压强的变化与转速变化相反,水轮机的开度变化越迅速,水锤压强越大。所以,转速变化和水锤压强两者是矛盾的。加大机组转速的变化不但要增加机组造价而且会影响供电质量;加大水锤压强不但会加大水电站过水系统的投资而且会恶化机组的调节稳定性。因此,对两者都必须加以限制,使之不超过某一允许值。  协调水锤和机组转速变化的计算一般统称为调节保证计算。调节保证计算的主要任务可概括为:  (1)根据水电站过水系统和水轮发电机组特性,合理地选择水轮机开度的调节时间和调节规律,使水锤压强和机组转速变化均在允许范围之内,并尽可能地减小水锤压强以降低工程投资。  (2)根据给定的机组和调节时间,计算转速变化,检验它是否在允许范围之内;或者相反,在给定转速变化和调节时间的情况下,计算必须的值。  (3)根据给定的调节时间和调节规律进行水锤计算,检验水锤压强是否在允许范围之内;或给定水锤压强,验算水电站有压过水系统是否需要设置调压室等平水设施。  调节时间直接影响机组的转速变化和水锤压强。调节规律对水锤压强的影响比对转速变化的影响更显著。合理的调节规律是指在某调节时间内使水锤压强最小而调速系统又能做到的导叶开赓变化规律。  调节保证计算往往要多次反复才能把调节时间和规律、转速变化、水锤压强调整到比较理想的情况。在计算中有时需要适当调整有压引水系统和机组的有关参数。  二、调节保证计算的内容    (1)转速的最大升高值;  (2)压力管道和蜗壳内的最大压力升高值;  (3)压力管道和尾水管内的最大压力降低值:前者指开度变化终了后的反水锤,其值可能超过增加负荷时的最大压力降低,以检验压力管道的上弯段是否会出现负压;后者用以检验尾水管进口的真空度。    (1)转速的最大降低值;  (2)压力管道内的最大压力降低值。  求出的以上各值均应在允许范围之内。  转速变化一般用相对值β表示,β称为转速变化率:  丢弃负荷  增加负荷式中,,分别为机组的额定转速、丢弃负荷后的最高转速和增加负荷后的最低转速。  世界各国对β允许值的采用并不一致,而且有逐步提高的趋势。对于丢弃全负荷情况,,,;我国SDJ173-85《水力发电厂机电设计技术规范》规定:当机组容量占电力系统工作总容量的比重较大且担负调频任务时,,当