岔管供水不稳定分析与处理

力引水 总管即岔管供水 ， 当邻近机组扰动调节 ， 使水 流 产 生较 大 的波 动 时 ，则 此 台机 组蜗 壳 内 的水 压也
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岔管供水不 稳定分析 与处理
邵 彬
（ 乌鲁瓦提水 力发电厂 ， 新疆 和 田 ８ ８ ０ ） ４ ０ ０
摘 要 ：通过对乌鲁瓦提 水 电厂 的岔管供水 方式进行 介绍 ，同时对岔管供水 的压 力波动和引起 的频率波 动进行分
析， 采用选择机组 的运行工况 、 调速器 的运行方 式、 改进 调节算法等方法抑制岔管供水对调速器调 节所带来的影响 ， 使机 组在孤 网下运行得 以稳定。 ． 关键词 ： 岔管 ； 网； 孤 调速器 ； 参数 ； 算法
经 过 ＬａＯ０ ～ ． ｌ ．７ｓ００ ｓ到达 相 邻 机 组 。这 样 直 接 和 ＝ ５ 间接 水 击 引起 相邻 机组 负 荷发 生 大幅 度变 化 。加 上
库水 位 不会 因水 击 影 响而 变化 ，故 取水 口压力 始 终
各机组形成有差调节 ， 呈阶梯调节方式 ， 也就是 当频 率较 小变 动 时 ，由一 台机 组 或两 台机 组 担任 调 节 任 务， 其他几台机组待命 ， 逐渐减小频率的波动范 围， 即使遇有大波动的情况下 ， ４台机组 同时调节 ， 由于 合理设置了永态转差 系数 ６ ， ｐ 使调节力度不至于过 度 。 见表 ２ 。
份额 ， 且作为第 一调频厂 ， 其频率控制不稳定 ， 将会
导致全网频率变化范围不合格。为了保证调频的速 四台机组运行中都处于孤网转速调节状态 。 调 游， 为坝后式 电站 ， 安装有 ４台 １ Ｗ 立轴混流式 动性 ， ５Ｍ 如表 １ 所示。 水轮发 电机组 ， 设计 水头 ７ 水库 多年平 均水 头 速器参数给定也较为灵敏 ， ８ ｍ， １２ ４台机组共用一根压力钢管 ，为非对称 Ｙ型 ０ ｍ， 岔管方式【 如图 １ １ １ ， 引水岔管示意图所示 。调速器为 武 汉 三 联 水 电控 制 公 司 生 产 的 Ｂ 一 ０型 Ｐ Ｃ步 ＷＴ ８ Ｌ 进式调速器 。 ２０ 年投入运行 ， ２０ 年以前和 于 ００ 在 ０７ 田地区电网为孤立小 电网 ， 总容量约为 １０ Ｗ。乌 ０ Ｍ 鲁瓦提水 电厂作为第一调频厂 ，一直以来担负着地 区电网的调峰调频任务。 由于电网较小 ， 频率容易波 动， 只要波动稍稍较大就会引起电网频率在 ４ ｚ ５ ～ Ｈ ５ Ｚ之间来 回振荡 ， ２ Ｈ 导致低频减载装置频繁动作 ， 给地区电网的运行安全带来极大的隐患 ，供 电质量 严重低下， 严重影响电网和机组的安全运行 。 式 中 ： 为 水 的弹性 系数 ，一 般 为 ２ １ ． ０ １× 要分析其压力波动原因 ，必须首先对水流进行 分析 。对于均质水管中水击压力波传播速度可按下
中图分类号 ：Ｖ ３ ．＋ Ｔ ７ ２４３ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：６ ２ ５ ８ （０ １０ — ０ １ ０ １７ — ３ ７ ２ １ ）２ ０ ６ — ３
０ 引言
乌鲁 瓦提水 电厂位 于新疆 和 田喀拉喀什 河 中
乌 鲁 瓦 提 水 电厂 装 机 容 量 占据 了全 网 的 ６％ ０
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水
电 站 机
电 技
术
第３ ４卷
荷投退时将远远超过该值 ， ｂ 且 Ｐ值一致 ， 无法形成 保持不变 ，于是水击波在取水 口处 以同样的数值发 全厂 机组 的有 差调 节 ， 一旦 频 率波 动较 大 时 ， 将会 轻 易 引起 ４台调 速 器共 同调 节 ，导 致调 节 力度 过 大 而 生反射 ， 经过 ２ ｌ Ｏ ４ 返 回到本机蜗壳处 ， ａ ． ４Ｓ Ｌ＝８ 同时 反射到其他三台机组蜗壳处。另一方面水击波直接 产生超调现象 ， 因此 ， 需要重新对参数进行选择 ， 使
第 ３卷 第 ２ ４ 期
２ １ 年 ４月 ０ １
水 电 站 机
电 技 术
Ｖ０．４ Ｎｏ２ １ ． ３
Ｍｅｈ ｎｃｌ ｌ ｔｃｌ ｅｈ ｉｕ ｙ ｒｐｗ ｒ ｔ ｉ ｃａｉａ＆Ｅｅ ｒ ａＴ ｃ ｎ ｅ ｆ ｄｏｏ ｅ Ｓａｏ ｃｉ ｑ ｏＨ ｔｎ
Ａｐ ．０ １ ｒ １ ２
表 ２ 重 新 配 置 后 的调 速 器 参数 配置 表
前面所 述 ， 调速器参数较为灵敏 ， 争相调整频率 ， 再 次 造 成 大 的水 击 ， 如此 反 复 ， 性 循 环 下 去 ， 致 ４ 恶 导
台导叶接力器来回抽动 ， 频率处于大幅度振荡状态 。 因此 ，可 以总结 出 由于 ４台机组 具有 共 同的压
式计 算 ： ａ
ｏ
表 １ 调 速 器 参 数 配 置 表
１ 压 力 波 动 分 析
Ｎｃ 。 ／ ； ｍ Ｅ为管壁材料 的弹性系数 ，该处 Ｅ ２ ×１５ ＝． ０ １ Ｎｃ ２ ／ ， ｍ Ｄ为管道直径 ， 该处支管 ２０ ｍ， ２ 主管 ５ ３ ｍ ｃ ０ 。 ｃ 为管 壁 厚 度 ，ｏ 声波 在 水 中的传 播 速 度 ， 般 为 ａ为 一 １ ３ ／ 一般 电站钢管的 １６ ５ ～ ０ ， ５ ｓ ４ ｍ 。 ） ＝０ ２０ 多数情况下 ／
１所 通 ０ｍｓ ０ ２ ］ 库 。水 取水 口到第一岔管段距离 Ｌ ４ ２ 。 ＝ ２ ｍ
当机组负载改变时， 机组转速将发生变化 ， 调速
。
削
器动作 ， 导叶开度发生变化 ， 引起管道系统 的水力瞬 变 ， 管 壁 所 产 生 的 水 击 波 从 蜗 壳 处 一 方 湎 经 过
Ｌａ４ ２ｍ １ ０ ／＝ ．２ 到达 水库 ， ／＝ ２ ／ ００ｍ ｓ０４ ２Ｓ 因水 库 很大 ，
收 稿 日期 ：０ ０ ０ １ ２ １—１—１
作者 简介 ： 邵彬 （ ９ ２ ） 助理 工程 师 ， 事水 电站 生产技 术管 理 １８一 ， 从
图 １ 引水岔管示 意图
工作 。