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北本水电站高水头大容量贯流式水轮机稳定性研究_论文

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第3 1 卷  第 3期  云 南 水 力 发 电  YUNNAN W ATE R  P0W ER  北本水 电站 高水 头大容量贯流 式水 轮机稳定性研 究  吴 良有  ( 大唐 ( 老挝 )北 本水 电有 限 公司 ,老挝 万象)   摘 要 :水 轮 发 电机组 是 水 电站 的核 心设 备 ,水轮 机 的稳 定性 将 对未 来 水轮 机 的安 全运 行 以及 电站 效益 具 有非 常 大的影 响 和意 义 。 由   于 北本 电站贯 流式 机 组水 头 高 ,水头 变幅 大 ,因此 ,水轮 机 运行 稳定 性 、转 轮水 力 设计 和 制造 、发 电机 参 数和 结构 等 的设 计和 制造 难  度 都大 ,确 定合 理 的水轮 机 参数 及结 构型式 ,确保 水轮 机长 期 、稳 定 、安 全运 行 ,意 义重 大 。   文 中从北 本 水 电站的 实际情 况 出发 ,从  影 响贯 流 式水 轮 机稳 定性 的 参数 选择 、应 用 水头 、水 力 方面 、结 构 方面 及运 行 方式 等 多个 方面 ,对 机组 主 要参 数选 择 、并 对结 构设 计  和 机组 振动 进行 了分析研 究 。   关奠调 :贯流式 ,高水头 ,大容 量 ;稳定性   北本 水 电站  中圈分类号:TK7 3 3   . 8   文献标识码:B   文章编号:1 0 0 6 — 3 9 5 1 ( 2 0 1 5 ) 0 3 — 0 1 1 7 — 0 4   DO I :1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n. 1 0 0 6 - 3 9 5 1 . 2 0 1 5 . 0 3 . 0 3 2   l   电站 概 况 及 基 本 参 数  1 . 1 电站概 况  2 稳 定 性 说 明  影 响大 型贯 流 式 水 轮 机 组 稳 定 性 的 因素 有 参  数 选 择 、应 用 水 头 、水 力方 面 、 结 构 方 面 及 运 行  方式 等 多个方 面 。   2 . 1 参数 选 择  灯 泡 贯 流式 电 站 一般 根 据 年 弃 水 天 数 选 择 装  北 本 水 电站 位 于 湄 公河 上 游 河 段老 挝 北 部 乌  多 姆 赛 省北 本县 境 内 ,为 湄 公河 规 划 的第 一 个 电  站 ,电站 为径流 式开 发 ,电站有 发 电 、 航运 、 过鱼 、   旅 游等综 合利 用要 求 ,初拟 装 机 9 1 2 MW 。   1 . 2 电站 主要 参数  1 ) 上游水位。正常蓄水位 3 4 0 m; 死水位 3 3 3 m。   机规 模 、设 计水 头 、转轮直 径 、额定转 速 等参数 ,   最 高 水 位 时 ,水 轮 机 一 般运 行 在 最 优 工 况 附* 。   机 组 实 际 运 行 时 ,随 着 水 头 的 变 化 ,叶 片 的 来 流  2 ) 下游 水 位。最 高 尾 水位 ( 1 6台 机 满 发 )   3 2 0 . 5 8 8 m ;六 台机满 发尾 水 位 3 1 1 . 9 1 8 m ;最低 尾  冲 角 不 断 变 化 ,因 此 ,对 于每 一 个 转轮 ,都 只 有  狭 窄 的一 条 区域 是 水流 冲 角 比较 理想 的 运行 区域 。   由于 机组 在额 定 水头 以上运 行 的时 间较长 ,因此 ,   在 转 速 的 选 择 上 应 使 其 运 行 在 高 效 率 区 ,从 而 获  得 更 多的 电能 。   水 位 (最小流 量 )3 0 7 . 5 m。   3 ) 装机容量。 ( 台数 × 单 机 容量 )1 6 × 5 7 MW=   9 l 2 MW ;年 利 用小 时数 5   4 3 8 h 。   4 )水头 。最大水头 2 8 . 0 m;加权*均水头 2 2 . 7 8   m;最 小水 头 7 . 5 m;水 轮机 额定 水头 1 8 m。   根 据 电站 的 水 头 、 装机 容量 以 及模 型转 轮 的  5 )流 量 。 电 站 设 计 引 用 流 量 5   9 6 1 m  / s ;坝  址 多年 *均 流量 3   1 6 0 m  / s 。   性能情况 ,如果选择转轮直径过大 ,将导致单位  转 速 较 高 ,偏 离 最 优 工 况 单 位 转 速 太 远 ,防碍 水  6 )水库 。总库容 ( 正常 蓄水 位以 下 )5 . 5 9×   1 0   l ' l f  。   轮机 在 低水 头 下的运 行 ;如果 选择转 轮 直径 太小 ,   使 用 了较 大 的单 位 流 量 和 较 大 的 空 化 系数 ,又 会  7 )泥沙 。河流 多年*均含沙量 0 . 3 8 g g / m3。   导 致 在 高 水 头 大 出 力时 空 蚀 状 况 恶 化 。综 合 以 上  因素 ,以 及 机 组 出 力 、效 率 等 性 能 指 标 ,使水 轮  机 的 运 行 范 围位 于 综 合特 性 曲线 的理 想 区域 ,为  保 证机 组长 期稳 定运 行 奠定 了 良好的 基础 。   根 据 北 本 枢 纽 的 参 数 匹 配情 况 ,同 时兼 顾 发  8 )水温 。机组冷却水温按 2 8 ℃考虑 。   9 ) 出线 方式 。发 电机 电压 侧 采 用发 电机 一 变  压 器 扩 大 单 元 接 线 ;在 发 电机 出 口装 设 发 电机 断  路 器 ;5 0 0 k V 侧接 线 采 用 2串 4 / 3和 1串 3 / 2混  合 接线 ,2 3 0 k V 侧采 用单 母 线接 线 。   电机方 案的可行性 等因素 ,选择 了以下 2 个方案  +   收 稿 日期 :2 0 1 4 -1 卜3 O   作 者简 介 :吴 良有( 1 9 8 1 一 ) ,男 ,云南富



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