吴家庄水库溢洪道水力计算

1、!科技情报开发与经济SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT &ECONOMY 2007年 第 17卷 第 20期抗的增加而减小 , 即变流比差增大。 这与上面的理论分析是一致的 , 功率 表数值的变化与变流比差和项角差的变化都有关。从试验结果可知 , 当 电机在低功率(空载 运行时。因电流与电压之间的夹角较大 , 角差变化 对功率测量的影响较大 , 所以功率表的读数总是随着副边电阻的增大而 增大 ; 当电机处于功率较高 (带负载 状态下运行时 , 则角差变化对功率 表的读数影响较小 , 功率表的读数随副边电阻的增加有上升的可能 , 也 有下降的可能。3正确使用

2、电流互感器的方法(1 为了保证电机试验数据的准确性和可靠性 , 在使用电流互感器时必须使互感器副边的实际负载与互感器标明的副边负载相符合 (至少 因该接近 。(2 为了保证互感器副边负载抗阻不过载 , 在互感器的副边除选用 内阻小的仪表外 , 连接仪表的导线因尽可能短而粗 , 接点要少且结实牢靠。(3 当使用表头上的换位挡时 , 必须注意旋钮在不同的档位有不同 的表内阻。(4 要经常定期用双臂电桥正确测定仪表表头内阻和连接导线电 阻 , 以确保测试的准确性。(5 使用互感器时要特别注意副边不得开路。因副边开路不但会引 起较大的测量误差 , 还会使副边产生高压 , 危及操作人员的生命。因此 ,

3、使用互感器时 , 必须采取防范措施 , 避免互感器副边开路。(责任编辑 :王永胜 第一作者简介 :李正平 , 男 , 1962年生 , 1989年毕业于大同矿务局职 工大学煤矿机械化专业 , 助理工程师 , 大同煤矿集团公司仓储供应分公 司 , 山西省大同市煤峪口地区 , 037041.Talking about the Right Use of Current Transformer in the Motor TestLI Zheng-pingABSTRACT:This paper points out the influence of the test accuracy of the cu

4、rrent transformer on the motor performance, analyzes on the reasons of the errors occurred in the current transformer and their influencing factors, and advances several prevention measures.KEY WORDS:motor test; current transformer; motor performance1吴家庄水库地理位置吴家庄水库位于山西省长治市黎城县境内的浊漳河干流上 , 水库坝址距黎城县约 25

5、km , 距长治市约 50km 。浊漳河属海河流域主要水系之一的 漳卫河上游 , 由浊漳南源、 西源和北源汇合而成 , 吴家庄水库是浊漳河干流 上山西省境内的最后一个控制性工程 , 控制流域面积 9410km 2, 它可以控 制浊漳河上游南源的漳泽水库、 西源的后湾水库及北源的关河水库三座大 型水库的弃水以及区间径流 , 是解决长治市缺水的关键性工程。2吴家庄水库溢洪道布置吴家庄水库溢洪道设在大坝右岸 , 为开敞式正槽溢洪道。受地形条件限制 , 溢洪道平面采用曲线型布置 , 转弯半径 242m ; 溢洪道全长 436.7m , 主要由引渠段、控制段、 泄槽段、 挑流段等 4个部分组成。溢洪道基

6、础 均坐落在新鲜岩基上。 溢洪道相应水库设计洪水位 824.66m 和校核洪水 位 828.20m 时的泄量分别为 2851m 3/s 及 4669m 3/s 。溢洪道桩号 0+000设在闸墩的前缘 , 之前为平底引渠段 , 长 125m , 底高程 814.00m , 边坡为 1 0.3。溢洪道桩号 0+0300+020为控制段 , 进口溢流堰为实用堰 , 堰顶曲 线 O 点上游为三段圆弧连接成的曲线 , 其圆弧半径由堰顶设计水头确 定 ; O 点下游为 WES 剖面曲线 , 曲线方程经 计 算 为 Y=0.0665X 1.85, 下 接 下游直线段及反弧段 , 反弧半径 21.8m 。 堰

7、顶高程 816.00m , 高 2m , 堰净 宽 5×12m ; 闸墩高 23m , 中墩厚 2m , 边墩 2m ; 堰顶设 5孔弧形工作闸 门 , 闸孔尺寸 12m ×9.5m , 并设检修叠梁闸门 ; 闸门启吊设备采用液压启 闭机 ; 闸墩顶部设交通桥与大坝公路连接 , 桥宽 7.0m 。桩号 0+0200+300为泄槽段 , 断面为矩形 , 底宽 72m 50m , 底坡为0.054, 泄槽底板及边墙为钢筋混凝土结构 , 底板厚 0.5m , 边墙厚 0.5m , 边墙高为 7.0m 8.0m 。边墙以上开挖边坡为 1 0.3。桩号 0+3000+311.7为挑流

8、段 , 坎长 11.7m , 挑射角度为 25°, 反 弧 半径 R=20.0m , 坎顶高程 797.86m 。泄槽底板与边墙每 12m 设一条横缝 , 底板设两条纵缝 , 缝内均设止 水。泄槽底板与边墙均设有纵、 横向排水管。3溢洪道水力计算溢洪道泄量 :校核洪水位时为 4669m 3/s , 设计洪水位时为 2851m 3/s 。水力计算包括溢洪道泄流能力计算、 水面线计算、 出口挑流消能及冲刷 计算。文章编号 :1005-6033(2007 20-0288-02收稿日期 :2007-06-18吴家庄水库溢洪道水力计算石炎河(水利部山西水利水电勘测设计研究院 , 山西太原 ,

9、030024摘要 :介绍了吴家庄水库溢洪道的所在地理位置及布置情况 , 阐述了溢洪道水力计算 , 对溢洪道安全监测设计进行探讨。 关键词 :吴家庄水库 ; 溢洪道 ; 水力计算 中图分类号 :TV61文献标识码 :A288表 1库水位与溢洪道泄量关系水库水位 /m 816.00 817.00 818.00 819.00 820.00 泄流量/(m 3/s 0.0090.90303.50582.70911.50水库水位/m821.00822.00823.00824.00825.00泄流量/(m 3/s 1280.201682.102112.102566.103040.90水库水位/m826.00

10、827.00828.00829.00830.00泄流量 /(m 3/s 3533.40 4041.20 4562.10 5094.00 5635.203.1溢洪道泄流能力计算根据 溢洪道设设计规范 SL 253 2000, 计算公式为 :Q=cm s B ! H 03/2=1-0.2k +(n-1 0H 0式中 :Q 为泄量 , m 3/s ; s 为淹没系数 ; c 为上游堰坡影响系数 ; 为闸 墩侧收缩系数 ; k 为边墩形状系数 ; 0为中墩形状系数 ; m 为流量系数 ; B 为溢流堰总净宽 , B=nb ; n 为堰孔数 , n=5孔 ; b 为单个堰孔的净宽 ; H 0为 包括行进

11、流速水头的堰前水头 , m 。计算结果见表 1。3.2溢洪道水面线计算计算工况为校核洪水位情况。(1 水面线计算。根据 溢洪道设计规范 SL 253 2000, 泄槽水面线 应根据能量方程用分段求和法计算 , 计算公式如下 : l 1-2=(h 2cos +2V 22/2g -(h 1cos +2V 22/2g /(i-J 平 均 式中 : l 1-2为分段长度 , m ; h 1, h 2为分段始、 末断面水深 , m ; V 1, V 2为 分段始末断面平均流速 , m/s ; 1, 2为流速分布不均匀系数 , 取 1.05; 为 泄 槽 底 坡 角 度 ,(° ; i 为 泄

12、槽 底 坡 , i=tg ; J 平 均 为 分 段 内 平 均 摩 阻 坡 降 ; J 平 均 =n 2V 平 均 2/R 平 均 4/3; N 为 泄 槽 槽 身 糙 率 系 数 ; V 平 均 为 分 段 平 均 流 速 , V=(V 1+V 2 /2, m/s ; R 平 均 为分段平均水力半径 , R 平 均 =(R 1+R 2 /2, m 。 (2 控制水深计算。 泄槽上游接实用堰 , 起始计算断面定在堰下收缩 断面处 , 起始断面水深 h 1计算公式为 :h 1=q/ (2g (H 0-h 1cos 0.5式中 :q 为起始断面单宽流量 , m 3/(s m ; H 0为起始计算

13、断面渠底以 上总水头 , m ; 为泄槽底坡坡角 ; 为起始断面流速系数 , 取 0.95。 经计算在校核泄量 4669m 3/s 、 泄槽底坡为 0.054时 , h 1=5.38m 。 (3 校核洪水位下掺气水深计算。 溢洪道边墙高度由掺气水深加超 高确定 , 掺气水深计算公式为 :h b =(I+v /100 h式中 :为修正系数 , 取 1.0s/m 1.4s/m , 流速大时取大 者 ; h , v 为 不 掺气情况下泄槽计算断面水深及流速。(4 溢洪道泄槽边墙高度确定。在考虑掺气水深后 , 再加上安全超 高 , 即为泄槽边墙的高度 , 超高取 1.0m 。不同桩号边墙的高度见表 2

14、。经计算泄槽临界底坡为 1/500, 根据计算结果结合溢洪道地形及地 质情况综合分析 , 确定泄槽底坡为 0.054。计算结果见表 2。根据计算结果确定溢洪道边墙高为 7.0m 8.0m , 采用钢筋混凝土结 构 , 边墙厚 0.5m , 底板厚 0.5m , 并在底板及边墙设锚杆与基岩连接。 3.3挑流消能计算根据规范确定挑射角为 25°, 反弧半径 R=(410 h , 或 R m in =23h/Fr , 经计算确定 R=20m 。根据 溢洪道设计规范 SL 253 2000, 挑流射程计算公式 :L=v 2sin cos +vcos 21式中 :L 为自挑流鼻坎末端算起至下游

15、河床床面的挑流水舌外缘 挑距 , m ; h 1为挑流鼻坎末端法向水深 , m ; v 为鼻坎坎顶水面流速 , m/s ; 为挑流水舌射出角 ; h 2为鼻坎顶点与下游河床高程差 ; g 为重力加速度。 对基岩河床冲刷坑深度计算公式 :t=Kq 0.5Z 0.25式中 :t 为冲刷坑深度 ; Q 为单宽流量 ; Z 为上下游水位差 ; K 为抗冲 系数 , K=1.5。计算结果见表 3。4安全监测设计根据 溢洪道设计规范 SL 253 2000规定 , 溢洪道应设置必要的监 测项目及其相应设施 , 定期进行系统的观测。 本工程为 级建筑物 , 安全 监测的设计内容包括水位监测、 水力学监测、

16、变形监测、 渗流监测和应力 应变监测。(1 水位监测。 水位监测主要监测堰前及消力池出口水位 , 监测断面 分别设在溢流堰前 10m 处及尾坎下游 30m 处。(2 水力学监测。溢洪道水力学监测包括水流流态、 流速、 流量、 水面 线、 消能、 冲刷等项目。水流流态及流速监测结合水位监测布置 , 观测断面 设置 5个 , 分别布置在挑流鼻坎末端、 溢流堰面处、 下游回流处、 1/3泄槽总 长断面处及 2/3泄槽总长断面处 ; 流量观测断面结合流速监测布置在泄槽 1/3泄槽总长断面处及 2/3泄槽总长断面处 ; 水面线观测结合水文基本水 位监测断面设计 , 监测断面分别设在溢流堰前 10m 处及

17、尾坎下游 30m 处 ; 消能观测主要测量水舌剖面轨迹、 平面水流流态以及平面扩散范围 , 观 测方法采用单经纬仪交合法、 双经纬仪交会法和摄影法 ; 下游冲刷观测断 面设在下游冲刷坑范围内共布置 3个断面 , 每个断面间距 8m 。(3 变形监测。 变形监测包括垂直、 水平位移 , 纵横缝及裂缝 , 高边坡 表面位移和内部位移 , 观测断面可与大坝统筹安排布设。(4 渗流监测。渗流观测包括渗流量、 堰基渗流压力 , 绕堰渗流及高 边坡内地下水位及渗流 , 观测断面可与大坝统筹安排布设。(5 应力及应变监测。 包括闸墩应力、 应变 , 边坡加固措施应力应变。 观测断面设在闸墩内及边坡有断层、

18、裂隙、 夹层层面出露部位处。(责任编辑 :李 敏 第一作者简介 :石炎河 , 男 , 1979年 7月生 , 2002年毕业于太原理工 大学 , 助理工程师 , 水利部山西水利水电 勘 测 设 计 研 究 院 , 山 西 省 太 原 市 , 030024.表 2溢洪道水面线计算结果表桩号 0+020 0+110 0+150 0+190 0+230 0+270 0+300 0+311.7流量 /(m 3/s 46694669466946694669466946694669水深 /m5.385.585.244.984.774.594.484.55掺气水深 /m6.476.896.556.286.075.905.795.86超高 /m11111111边墙高 /m7.477.897.557.287.076.906.796.86表 3溢洪道挑流计算成果表项 目设计洪水位情况校核洪水位情况挑距 /m51.5061.00冲刷坑深度 /m 11.34 12.61The Hydraulic Calculation of the Spillway of Wujiazhuang Reservoir SHI Yan-heABSTRACT:This paper introduces the geographi