水轮发电机组的导叶关闭规律

《西北水电杂志》2015年第二期

1.调节保证计算

所谓调节保证计算标准，是指水击压力和转速变化在技术经济上合理的允许值。

1.1水击压力水击压力的最大升高值，一般用m表示，其计算公式为。

1.2转速变化限制机组转速变化过大主要是保证机组正常运行和供电的质量。转速变化的最大值通常是用max表示。其中，maxn为调节过程中最大转速，0n为正常转速。(1)当机组容量占电力系统总容量的比重较大，且担负调频任务时，宜小于45％；(2)当机组容量占电力系统总容量的比重不大或担负基荷时，宜小于55％；(3)当大于上述值时，应有所论证。

2.导叶关闭规律的现场试验

导叶关闭规律一般分为直线关闭和分段关闭。文献[3]提出导叶延时直线关闭规律，文献[4]提出导叶非固定模式关闭规律。虽然通过仿真能够达到一定的效果，但在实际工程应用中，广泛使用的还是分段关闭。对两段关闭过程第一段关闭时间t1，第一段关闭时间t2和关闭拐点s。其中第一段为快关阶段，减小机组转速的上升；第二段为慢关阶段，抑制水击压力增加。试验采用WFLC-VI型便携式电量记录分析仪记录导叶关闭规律过程的变化量，同时记录蜗壳压力和机组转速相关数据。

2.1直线关闭根据位置信号(WZ)的值来确定关闭开始的时间，当位置信号发生阶跃时，计时开始。当导叶开度信号(KD)减小到零位开度时，计时停止。导叶全关时，由于位置传感器的误差，显示全关时的开度为1.273%。

2.2分段关闭拐点值和分段关闭速度选择往往只能通过试算确定。因此，在分段关闭试验中，拐点值分别选取了30，45和65进行试算。记录相应的波形、关闭时间、蜗壳压力变化值以及转速差。相应的试验波形如下图所示。

3.试验结果与分析

(1)由直线关闭与分段关闭的试验结果可知，额定机组水头大于100m，只有分段关闭满足调节保证计算的要求。因此机组选择导叶的分段关闭规律。(2)分段关闭过程中，在保持第一段关闭时间和第二段关闭时间曲线斜率基本相同的情况下，综合分析试验数据，试验拐点3处，即拐点值为65时参数最优。

作者：胡细波毛先强张楠林单位：中国水利水电第十工程局有限公司调试所四川省能源投资集团有限责任公司