调节保证计算案例.doc

调节保证计算案例一、调节保证计算的任务和计算标准1、调保计算的任务电站在运行过程中，常会由于各种事故，机组突然与系统解列，从而造成甩负荷。在甩负荷时，由于导叶迅速关闭，水轮机的流量会急剧变化，因此在水轮机过水系统内会产生水击，调节保证计算就是在初步设计阶段计算出上述过程中最大的转速上升及最大的压力上升值。调节保证计算一般应对两个工况进行，即计算设计水头和最大水头甩全负荷的压力上升和速率上升，并取其大者。2、调节计算的标准： 1）压力变化计算标准： 机组甩全负荷时蜗壳允许的最大压力升高max，一般发生在最大水头下 设置调压阀时max0.2Hmax=16.13%尾水管的真空度应小于 输水管道内不允许出现任何负压2、转速变化计算标准当机组容量占电力系统运行总容量的比重大且担任调峰调频时，max1.5，故最大水锤出现在末相，查水力机械211页，压力管道、蜗壳压力上升及尾水管压力下降按下式计算并写入表中，如下表：计算公式为: ， ， ， ， ， 上式中: -吸出高度(m) -尾水管进口流速(m/s) max-包括上述LV的整个引水系统的压力上升，查7175页，对混流式机组一般为1.2-尾水管真空度，查水力机械175页，不大于8m 计算结果列于下表中表7-1 管道压力上升表Ts(s)mmax引水管道压力上升蜗壳压力上升尾水管压力上升mHTcHcBHBHB40.450.56250.6750.591142.9280.639746.45640.03532.56436.570350.360.43060.61670.452432.85790.489735.56150.0271.96295.96895.50.32730.38520.46230.404829.39850.438131.81660.02421.75755.763560.30.3480.41760.365726.5560.395828.74460.02181.58325.5892五、转速升高计算1.机组一般在设计水头下发生最大转速上升,所以在设计水头下进行转速上升计算，据参7180页进行估算甩负荷前单位转速n11r=81.14 r/min,甩负荷后的单位飞逸转速n11R=150.4 r/min机组惯性时间常数 滞后时间 转速上升 其中: -考虑了水锤压力的影响系数 C-考虑水轮机飞逸特性影响系数 计算结果如下表:表7-2 转速上升表41.455.2430.49080.64810.33880.372751.365.2430.55360.62020.36980.40685.51.32735.2430.58390.60760.38440.42286.00.35.2430.61390.59551.39830.4381由以上两张表格分析，5.5、6s均未超过蜗壳压力升高和转速升高要求，但5s时压力升高较大，6s时转速升高较大，最大水头下可能发生压力升高或转速升高超过计算标准，综合考虑初步取Ts=5.5s 7.2.2 最大水头甩全负荷的计算在最大水头下时，机组的单位转速为，在其模型综合特性曲线上找该单位转速与出力限制线的交点，得出模型的效率，该效率加上修正值2%即可得到真机的效率为，由此公式可得：一、 各部分LV的计算1、引水管分叉管前渐变段 渐变段出口至蝶阀 蝶阀后渐变段 蝶阀后渐变段出口至蜗壳进口断面 2、蜗壳段取进口断面平均流速则 上式中: -蜗壳为中心线的长度( m) a-各断面中心矩3、尾水管段1）直锥段：进口断面流速 出口断面流速 则2）肘管段出口断面流速 由量测法得几何尺寸则3） 扩散段出口断面流速 则4）尾水管 4、整个引水系统 二、管道特性参数的确定1、水流惯性时间常数2、导叶最短关闭时间确定在最大水头33.8(m)时相应的最短关闭时间上式中：为最大水头工况下的模型导叶开度，由该工况点的和，在HL260/74模型综合特性曲线是查得，为与真机最大可能开口相应的模型开口。查水力机械P132可得 ，其中：查水力机械224页可得：3、确定管道特征系数三、 压力上升计算查阅水电站设计手册174页，最大水击压力发生在第一相。 水锤相 则第一相末水轮机相对开度 式中： -导叶初始开度蜗壳内最大承受压力为： 四、 转速上升计算Ts=5.5s, Ta=5.243s, Tq=0.30486s最大水头下 =75.16 r/min ,计算的出的max和压力上升率均满足要求 7.2.3 结论最后选定的导叶直线关闭时间Ts=5.5s，其理由如下：1)最大转速上升max=43.89%。根据电站特征，只有线路出现故障时，两台机组组才有可能同时甩负荷。但发生此种情况是电站已经于系统解列，对供电质量没有关系