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水布垭电站机电科研对工程实践的影响 胡嘉武 (湖北清江水电开发有限责任公司) 摘 要 水布垭电站建设初期，清江公司对机电科研就十分重视，所进行的多项机电科研对 后来的工程实践产生了重要影响。通过机电科研的工作基础，对机电优化设计产生了良好的 效果，使机电工程实践更趋科学化。 关键词 机电科研 影响 水布垭电站 工程实践 水布垭电站是湖北清江流域梯级开发方案中的龙头电站，位于湖北省恩施境内，距恩施市 产发电。该电站在华中电网中担负着调峰、调频的重要作用。 电站建设初期，湖北清江水电开发有限责任公司(以下简称清江公司)就十分重视工程科研和工 程优化设计并为此进行了一系列的工作，本文就机电科研、优化设计对工程实践的影响谈一些体会。 1 电站水轮发电机组参数优化及稳定性研究 2000年5月～2001年6月，清江公司分别委托东方电机股份有限公司、哈尔滨大电机研究所、 长江水利委员会(以下简称“长江委”)开展了水布垭电站机组参数优化及稳定性研究。通过上述三 单位科研和特邀有关方面的专家评议及提出优化建议，使此科研项目达到了较好的效果。 经专家评议并提出较为合理的建议，机组最终采用竹，=150r／min为额定转速。水布垭电站既具有水 库容量大、泥沙含量小的优势，同时又存在单机容量大、运行水头高、输水管道长等值得引起注意的 特点。该电站机组启停频繁，运行负荷变化范围大，在系统中担任调峰、调频的重要作用。发电机运 行工况要求具有良好宽阔的稳定运行范围，同时需有良好的能量、气蚀特性。本科研的重点在进行机 组稳定性分析的前提下，又要保证机组具备良好的能量特性。通过科研，为后来确定水轮发电机组转 速，振动、摆度允许范围，效率等重要参数打下了良好的基础。 同时，此项科研成果认为水轮发电机组在高水头、额定出力以上相当大范围内仍存在较大的稳 定、高效运行区域；为充分发挥水能效应，水轮机额定水头宜接近加权平均水头；为了提高机组的运 行稳定性和充分发挥水能效应，建议设置机组最大出力；研究成果为机组增设最大出力提供了理论 支持。 下面结合1～3号机组在试运行过程中，根据湖北省电力试验研究院现场实测稳定性数据进行 分析。 组稳定性评价准则如下：①机组振动允许峰峰值为：上、下机架水平振动为0．09mm；下机架垂直振 · ·771 动为0．07mm；②机组摆度允许峰峰值为：不大于相应间隙值的75％，即上导摆度：0．45mm；下导 摆度：0．525mm；水导摆度：0．6mm。 水布垭电厂1～3号机组在空载试运行过程中，在空转及100％励磁下，上导、下导、水导摆度 均远小于相应导轴承间隙的75 状态良好；励磁变化对机组振动、摆度影响较小，说明该机组的磁拉力也是均衡的，电磁平衡状态 良好。 从1,--．3号机组并网及带负荷试验数据可知，机组在负荷从空载到当时水头下最大负荷过程中， 直振动最大约为54urn、35um、31um，均未超过相应的标准值。 由此说明：①水布垭水电厂13号机组在机组启动试运行包括空载、并网及带负荷运行中，各 项稳定性参数符合标准，机组稳定性是合格的；②机组的机械及电磁平衡状态良好。 另外，在试验水头下运行时，1号机负荷约在26o．4～50％额定功率左右时，3号机负荷约在50％ 额定功率左右时，机组的摆度有明显的增大，但均未超过相应的标准，说明该机组在此水头下有明显 的振动区存在，但振动仍处允许范围内，可以在所有开度下正常运行。 实践说明，通过参数优化及稳定性研究，电站机组具备了良好的稳定性指标。 2电站机组增设最大出力研究 水轮机稳定性科研提出，在高水头下，设置机组最大出力后，可以使水轮机有机会在导叶开度更 大的工况运行，此时水轮机的运行稳定性和效率都会得到较大的改善。 在水布垭水电站水轮机参数优化及稳定性研究成果基础上，清江公司针对未来电力市场发展变化 需要，为了清江公司的长远利益，同时借鉴国内其他水力发电厂的实际经验，认为水布垭电站设置最 大出力是很有必要的。考虑水布垭电站流道进水段原设计单机按550MW容量设计，水轮机增大容量 -,12月，清江公司委托长江