水電站調速器參數對水電站機組水力干擾過渡過程的影響

朱曉亮

【摘要】隨著我國的飛速發展，能源的重要性也日益加深，我國作為水利資源豐富的國家，水電站的數量也變得越來越多，水力過渡過程這個問題也變得越來越突出。水力干擾過渡過程不但對機組的調試和保護參數、調壓室涌浪水位產生影響，而且還影響著水電站的總體布置以及開發方式。水電站在投入使用過程中，因為負荷會經常變化，從而導致水輪機速度迅速改變，以致壓力鋼管、調壓室水位以及機組轉速等參數的劇烈波動，對水電站的穩定安全運行產生了嚴重的影響。所以，對水電站水力過渡過程的研究變得刻不容緩。本文主要研究水電站調速器參數對水電站機組水力干擾過渡過程的影響。

【關鍵詞】水電站；調速器；水力干擾過渡

引言：

在能源日益重要的今天，水力發電承擔著很大一部分能源的供給，水電站的穩定供電變得尤為重要，而水力干擾成為影響穩定供電的重要因素，如何使得這一影響因素變得最低也變得尤為重要。在水電站使用調速器，是降低這一影響因素的一個重要手段。在使用調速器進行改善水輪機組水力干擾降影響降到最低，而調速器的參數設定將變得尤為關鍵。要知道如何設置調速器參數，就應當了解水力干擾對于水輪機組的影響具體體現在那些方面，從而通過空載試驗、負載試驗，從而得到正確的參數，為水電站水輪機組的安全穩定運行得到保障，使得水電站安全，穩定長周期的運行。

一.簡要分析水電站水力干擾的主要原因。

水力干擾在水電站中存在于一洞多機運行方式中的一種特殊的情況，是水電站調節計算的一項重要組成部分，而構成水力干擾的因素很多，主要體現在以下幾個方面：

1.引水隧道長度的影響

因為大部分的水電站落差勢能并不足以用于水輪機發電，這時候就需要通過引水隧道來提升勢能，飲水隧道也相對應的也會比較長，而長引水隧道水波反射比較慢，從而影響調壓室的時間也變得較為長，而且上游調壓室規模也相對較為龐大，還將出現“一管多機”得情況出現，這將對電站的過渡過程帶來復雜的影響。長引水隧道由于水波反射較慢，也將導致調壓井 水力變動時間變得漫長，這成為引水水電站水力干擾的一個重要因素。

2.機組轉速對于水力過渡過程的干擾

在水電站運行過程中，水輪機組尤為重要，綜合考慮水電機組的穩定性，將水力，電氣，機械三個方面作用共同合起來一起考慮，在水力小波動的情況下，可以改變水輪機組的速度進行調節水力干擾，使之降到我們所需要的速度。

3、壓力鋼管的影響

總所周知，流動的水對于承載它的物體會產生一定的壓力及振動，綜合國內外的研究表明在壓力管道內的水體水力特性的模型進行數學演算，再結合實際例子，可以發現，壓力管道的會對水力過渡過程產生振動，從而導致水力干擾水電機組的正常運行。

4、負荷變化因素

多臺機組共水力單元，負荷的分配降成為影響機組穩定運行的重要內容，當出現不可控的負荷丟失或者較大幅度增加負荷，會引發壓力管道和引水隧道的壓力波動，從而影響到正在工作的水輪機組，形成水力干擾。

二、水電站調速器的作用及原理

在水力干擾過渡過程要考慮到兩種機組的運行方式：

1、在無窮大的電網里面并入機組，機組的頻率保持相對不變，因為水力干擾引起的波動負荷變化有無窮大的電網進行吸手，也就是說，調速器不進行調節，這時候也及證明機組處于開度運行狀態。

2、在容量有限的電網里并入機組，這時候，由于電網容量有限，這時候電網無法吸納由于水力波動引起的負荷變化，這時候就需要使用調壓器參與調節，也就是說機組等出力運行。

水電站調速器主要作用可使水輪機轉速保持定值或接近設定值。

水電站調速器主要在于改變機組的工作水頭和出力，使得機械、電氣、水力相互耦合的一個過程。按其工作原理的不同，可分為機械式，氣動式，液壓式，機械氣動復合式，機械液壓復合式和電子式等多種形式。但目前應用最廣的當屬機械式調速器，其結構簡單，工作可靠，性能良好。

二、水電站水力干擾計算及調壓器參數設定

1.水電站水力干擾計算

水力干擾不是一種可控的工況，相對于其他問題，水力干擾屬于小波動較為嚴重，因此我們通過機組的出力擺動來鑒定水力干擾對于電網的沖擊強度。電壓和電流的乘積直接體現了發電機的出力情況。水力干擾發生時，因為電磁波比較快地變化，也就導致了電壓的劇烈變化，但會很快穩定，所以我們認為水輪機的出力主要在于電流的變化。國內外研究表明，早水電站機組并入無窮大的電網中，水輪發電機采用的模式為三階，能將水電站水力、機械、電氣過渡過程的現象真實的反映出來，也就是電流發生變化因此我們可以通過電流的變化來計算出調速器所需要的的參數。

2.水電站調速器的參數設定

合理的調速器參數設定將保證水輪機調節系統擁有良好的動態品質和穩定性。在實際工作中，應當根據實際情況以及經驗對多組參數進行試驗，在滿足長周期，安全的情況的下，選擇最好的參數作為調速器的最終運行整定參數。

在參數的選擇過程中，我們需要進行空載擾動試驗、負載擾動試驗以及甩負荷試驗，最后根據水電廠的現場運行管理規程，得到我們所需要的空載試驗運行參數，而這個參數在以后的運行過程中如果沒有出現影響到水輪機組正常運行的情況下，不可以進行更改變動。根據負載擾動試驗所得到的參數，在運行過程中，可以根據機組的實際運行情況，電網的大小改變進行調節，從而得到最優的的選擇。

三、結語

水電站調速器參數對水電站機組水力干擾過渡過程的影響對于水電站的正常穩定運行有著十分深刻的意義，正確的參數設定可以保護水輪機組不會因為水力干擾導致機組的正常運行，從而保證水輪機組在日常工作可以長周期地運行，使得供電過程得以穩定進行。如果因為水力干擾導致水電站無法正常工作，從而導致人民的用電得不到保證，那將影響到國家的民生大計。水電站是人民正常生活的一個重要能源保障，也關系到工作社會主義的發展，經濟的騰飛，所以對調壓器參數的設定不容馬虎，對水力干擾應當更加重視，不能因為水力干擾導致水電站的正常運行，對于調壓器參數的試驗以及設定應當引起足夠的重視，這對于發展水電站是刻不容緩的話題。

參考文獻：

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