陕西省水利电力勘测设计研究院 陕西 西安 710001
摘要：随着中国水电发展环境日趋复杂，抽水蓄能电站的建设和海外水电项目不断增加的快速发展，水系统和机组的安全、稳定的新时期下的常规水电站和抽水蓄能电站是非常重要的。由于目前的监管以确保设计规格和质量管理程序尚未完善，基于中国水电顾问集团的几个技术研讨会的监管，确保在最近几年的内容，确保不同专业的合作，设计了基本概念和规律，并结合在工作中遇到的问题。提出了一些看法，希望能对今后的输水发电系统的调整做出一定的保证，为设计提供参考。
关键词：输水发电系统;过渡过程;调节保证
1前言
近年来，一些水电项目过程中出现的输水系统过渡或机组调节保证相关的问题，如风险，调压室拉空西南长引水系统水电站甩负荷后负荷增加的抽水蓄能电站蜗壳压力单机现场载荷试验单位多左合同保证值。随着中国水电项目的发展，许多大型水电站水轮机站地下厂房布置、水管道较长，监管，确保问题较为复杂；中国抽水蓄能电站建设的快速发展，可逆式水泵水轮机的特点是高水头、高速度和大容量；随着“走出去“国家战略的实施，海外项目的增加，而在小电网环境海外水电项目，面临着机组运行的特殊要求和电力系统的稳定性。在新时期，常规水电站和抽水蓄能电站的供水系统布置和机组的安全稳定是非常重要的。
2调节保证设计的技术路线
水电站水轮发电机组在理想状态下的可靠寿命一般为30～50年。当水轮发电机组接近其使用寿命，出现性能、可靠性和可利用率的明显下降，或因遭受地震、泥石流、洪水等的破坏，或因上下游梯级电站的投产而使电站原有的运行方式、水位、水头和径流等发生较大改变，出现诸多影响电站安全运行或经济效益发挥的问题时，及时对水电站进行技改增容是势在必行的。水电站技改增容普遍采用的基本思路是在不改变电站输水系统、水轮机流道和发电机机坑的前提下，优化机组参数和水力、结构及工艺设计，使水轮发电机组运行更加安全稳定，发挥出最大的综合效益。为了确保水电站技改增容的安全性与经济性，在其可行性研究与实施过程中，采用水电站水力-机械过渡过程数值计算专用程序进行调节保证设计是必不可少的，也是工程竣工安全鉴定、质量监督的重要依据。
针对水电站技改增容的特点，为确保其调节保证设计所采用的基本资料、工况参数及设计成果与工程实际相符，采用如下技术路线:①依据竣工报告、图纸等资料，确定输水发电系统及水轮机流道的真实参数，如流道各段的长度、断面形状尺寸和设计压力，调压室(若有)的断面积、孔口形状和面积、底板和平台高程以及上、下游特征水位等。②明确技改增容后的机组主要参数及资料，如转轮直径、额定转速、额定流量、额定出力、安装高程、转动惯量、水轮机模型综合特性曲线和飞逸曲线以及机组允许的最高转速升高率、蜗壳末端最高水锤压力和尾水管进口最小压力等。③计算流道参数如每段长度、断面积和水头损失系数等;优选调速器参数。④依输水发电系统枢纽布置及参数选择合适的水电站水力-机械过渡过程数值计算理论与方法并建立计算数学模型。⑤合理确定电站技改增容后的调节保证计算控制值和计算内容，优化导叶启闭规律，进行调保计算。⑥依计算成果并参考类似工程，合理确定调保设计值。计算内容要全面，包括大波动(含设计和校核工况)、水力干扰和小波动。对调压室孔口流量系数和长输水管道糙率做敏感性计算分析，以确保安全。
3加强专业配合，完善设计流程
规范保障设计是一个由多个专业设计的系统。专业的液压机械提供的额定速度、额定功率参数、砂轮直径和机组转动惯量，和可行性研究阶段是基于相似比速度或类似头过渡过程模型转轮特性曲线和失控的曲线和预蜗壳和尾水管单地图数据计算，大的波动过渡过程和开发蜗壳压力、尾水管真空，转速上升率控制参数的计算条件下，小波瞬态工况和水力干扰过渡计算条件；专业布局水力发电系统，对渠道衬砌剖面水动力系统单元，不同的建议筛选合适的粗糙度，如调压室，还需要提供的调压室尺寸、孔径大小、阻抗系数阻抗图，并拟定调或最大、闸门井和输水系统最大和最小压力计算条件最低涌浪压力室计算条件。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆除了需要明确的电气和电气主接线方式的功率要求；水利规划提供专业的数据资料，对河流水库特征水位站，特色头变电站位于网格位置和负载特性；水文数据流量的关系。
4明确工作内容
调节保证的设计不仅存在于设计阶段，而且是保证整个生命周期内水电系统健康运行和安全运行的重要工作。它在不同的阶段有不同的侧重点和深度。
可行性研究设计阶段
在可行性研究设计阶段，调整保证设计的内容主要由以下几个部分组成：
（1）根据电气接口数据，水利规划和水文提供专业、全面的模型转轮特性曲线，相似或相同的比专业水机模型飞逸特性曲线和蜗壳和尾水管线图数据头的速度，过渡过程计算条件、发展导向管速度率上升蜗壳压力真空，等控制参数的计算条件和水力干扰过渡的计算条件波动小的液压专业发展的演变过程；在最高和最低涌浪计算最高和最低气压式调压室的门威尔斯输水系统计算条件。
（2）过渡过程计算。包括大波动过渡过程计算和小波动过渡过程计算，对于多单元、共管或调压室输水系统的布置，也需要进行水力干扰过渡过程的计算。通过在目标值的瞬时值导叶关闭规律的优化，如果合理的封闭法，计算出的值仍超过目标值，结合技术和经济比较，调整大小或输水系统类型，再过渡过程计算。
（3）水利工程专业选水系统的型式和尺寸。
（4）在推荐负载门关闭规则过渡过程水机专业价值的基础上，并考虑适当的裕度，机组调节保证设计值（合同价值）；结合小波动和水力干扰过程的计算结果，参数优化州长推荐评估稳定性。水电系统小波动与水力扰动。
（5）水利工程决定输水系统的内部压力。
4.2招标施工图设计阶段
在招标完成机组的模型测试主机端，应结合实物模型转轮特性曲线、惯性单元转动参数失控的曲线和实际，水力发电系统过渡过程中，形状和大小的输水系统检查和安全检查，波动控制参数满足合同保证单位的推荐值，指导规则和调速器控制参数和验证叶片的稳定，小波动和水力干扰。
4.3竣工阶段
竣工阶段，机组现场调试，甩负荷试验。对供水系统连接多个单位应同时进行甩负荷试验，试验结果满足机组甩负荷试验的合同保证值，验证实际功率调节，确保设计满足安全运行的要求；单元控制规则优化调速器参数整定值，为了保证电厂的安全运行。在此阶段，应计算过渡过程，并将计算结果与试验结果进行比较。
4.4输水发电系统全生命周期
规范保证设计是保证水系统在整个生命周期内健康运行和安全运行的重要任务。输水系统衬砌设计发生变化或输水系统尺寸或尺寸发生变化时，应及时计算过渡过程。在功率运行几年后，进行修复或重建的必然，根据机组参数的数据，新的水位、流量、过渡过程中的粗糙度的计算，提出了机组运行状况，确保电站安全稳定运行。
5结束语
在新的时代条件下，随着电厂和海外水电项目增加蓄能水电基地等多个大型水电站建设的快速发展，机组向大容量、高参数的发展趋势，只有明确规定保证的具体内容和设计要求，提高设计流程，制定相应的质量管理程序，加强合作，不同的专业，充分显示了在关键问题上，更好地保证长期稳定和安全的水发电系统。
参考文献
[1] 董志浩 吴佰杰.水电站技改增容的调节保证设计[J].水力发电.2017(02).
[2] 陈德润.浅谈改善水电站调节保证的措施及方法[J].科学咨询(科技·管理).2012(01).
论文作者:姚雄,刘云锋
论文发表刊物:《防护工程》2017年第13期
论文发表时间:2017/11/14
标签：机组论文; 水电站论文; 系统论文; 参数论文; 水力论文; 过程论文; 电站论文; 《防护工程》2017年第13期论文;