李家峽水電站1發(fā)電機組勵磁系統(tǒng)模型參數(shù)試驗及分析

李家峽水電站4#水輪水電機組在運行維護中發(fā)現(xiàn)由于設計、安裝等遺留問題,導致水輪機轉輪下固定止漏環(huán)焊縫開裂、大軸補氣閥閥座筋板焊縫法蘭連接螺栓斷裂等現(xiàn)象。文章針對大修中發(fā)現(xiàn)的設備缺陷進行分析總結,采取了相應的改進措施,提高了機組的健康水平,為達標奠定了良好的基礎

主要從設計、制造、安裝、試驗等一系列重要環(huán)節(jié)進行分析,論證了李家峽水電站大型水輪發(fā)電機組在保留原有空冷基礎,保持機組基本結構尺寸不變的情況下,初次在400mw水輪發(fā)電機組中進行蒸發(fā)冷卻技術的可行性,并結合李家峽4#機組近兩年的運行情況,對蒸發(fā)冷卻技術在水電站大型機組的設計與應用方面提出了一些設想。

李家峽水電站總裝機容量５×４００ｍｗ。一期工程安裝４臺水輪發(fā)電機組，二期工程安裝１臺機組。該機組是我國自行設計、制造和安裝的目前國內(nèi)單機容量最大的機組，其設計、制造和安裝采取了許多先進的結構和工藝。在介紹李家峽水電站４００ｍｗ水輪發(fā)電機組結構特點的同時，也對大型部件的安裝工藝作了重點介紹。

由于國家科委在黃河李家峽水電站工程建設后期,將李家峽#4水輪發(fā)電機組定為采用蒸發(fā)冷卻方式的試驗機組.對于400mw的機組采用蒸發(fā)冷卻方式在國內(nèi)尚屬首例.該機組于1999年12月投入商業(yè)運行,經(jīng)過1年多在多種工況下的開、停機運行考驗,認為這些試驗是成功的.在此著重對定子下線工序與普通冷卻類型機組的差異,以及就此工序中遇到的實際問題及處理方案進行了剖析.在實際安裝過程中,蒸發(fā)冷卻部分主要考慮冷卻劑的氣路氣密性問題,而每一根定子線棒都是氣路的組成部分,這就是蒸發(fā)冷卻機組下線過程中體現(xiàn)工藝性之所在.

本文通過對設縫、設墊層、設縫設墊層、不設墊層預設縫鋼筋不過縫的壩后背管仿真模型與不設縫不設墊層的壩后背管仿真模型試驗的對比，總結分析了設縫設墊層對聯(lián)合承載結構裂縫，應力、承載比的影響。闡達了設縫設墊層的壩后背管結構的可靠性。

大峽水電站重大的機電設備都是通過招標評議選定的,這些中標的廠家和科研所提供了在國內(nèi)堪稱一流的技術裝備。本文僅介紹了微機勵磁系統(tǒng)的設計思想和構成,以及發(fā)電機組采用彈性金屬塑料瓦給安全運行帶來的巨大好處。

近年來,隨著我國各項經(jīng)濟建設工作的穩(wěn)步發(fā)展,國內(nèi)各地區(qū)電力供應形勢日趨嚴峻,各型水電站工程項目的建設在一定程度上緩解了國內(nèi)電力供應緊張的問題。勵磁系統(tǒng)作為水電站發(fā)電機組的重要輔機設備,在水電站的運行中發(fā)揮了顯著的作用。針對國內(nèi)大中型水電站勵磁系統(tǒng)改造的現(xiàn)狀及存在的相關問題,以福建省山美水電站3號發(fā)電機組勵磁系統(tǒng)改造為例,系統(tǒng)分析了山美水電站發(fā)電機組勵磁系統(tǒng)改造的具體方案,并深入探索了我國水電站發(fā)電機組勵磁系統(tǒng)改造的技術發(fā)展趨勢。

傳統(tǒng)的水輪發(fā)電機組冷卻方式一般是借助于監(jiān)測儀表通過人工操作來控制機組冷卻供水量,由于冷卻水流量測量儀表的可靠性較差,往往影響了機組冷卻效果,因此而導致的事故頻發(fā)。文章以李家峽水電廠機組冷卻供水為例,分析供水系統(tǒng)在當前環(huán)境、海拔、運行操作情況下的供水效率情況,進行優(yōu)化配置,達到水電廠\"節(jié)能降耗\"的目的。另外,文章建議開發(fā)機組冷卻供水優(yōu)化效率曲線控制軟件,對冷卻供水系統(tǒng)進行準確計量,科學調(diào)節(jié)冷卻水量,再輔以可靠的自動化控制裝置,保證機組及主變冷卻系統(tǒng)可靠、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行。

隨著在線監(jiān)測技術的迅速發(fā)展和成熟，機組在線監(jiān)測系統(tǒng)成為衡量水電站綜合自動化的又一標準，也是智能電站不可缺少的組成部分，同時也為實現(xiàn)電站無人值守或少人值守，提高機組狀態(tài)監(jiān)測技術水平，保證機組的安全穩(wěn)定運行，提供了可靠的保障。文章從機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測項目的選擇，系統(tǒng)結構，功能定位等方面介紹了李家峽水電站實施狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的應用情況。

文章論述了李家峽水電站1#機組座環(huán)分辨吊裝,蝸殼拼裝及焊接過程中對變形控制所采取后系列措施。

文章簡要介紹了李家峽水電站水情自動測報系統(tǒng)的站網(wǎng)分布、通訊網(wǎng)絡、遙測站、中心站和分中心站,對水情自動測報系統(tǒng)通訊手段的選擇和遙測站設備的選擇也作了簡要說明。

根據(jù)李家峽ln2002a垂線自動化觀測資料,對拱冠垂線位移進行了分析,用數(shù)理統(tǒng)計分析方法,由多元逐步回歸,建立了拱冠壩段2185m層測點變位統(tǒng)計監(jiān)控模型。計算結果表明模型擬合精度較高,因子意義明確,對預測壩體變位有實際應用價值。

李家峽水電站兩岸高邊坡表部位移谷幅測點的相對距離，自1996年底始測至2010年底呈明顯壓縮趨勢，2010年至2013年趨勢有所平緩。此現(xiàn)象是否是由于河谷兩岸巖體的真實變位情況，是否會影響大壩安全穩(wěn)定情況，是水電站大壩安全運行重點關注的問題。因此對兩岸高邊坡表部位移谷幅測點位移特性需要加強分析。李家峽水電站兩岸高邊坡表部位移谷幅監(jiān)測，是監(jiān)測河谷兩岸巖體是否位移的重要手段，通過對谷幅監(jiān)測資料的分析，判斷谷幅趨勢性壓縮的原因，為加強李家峽水電站河谷兩岸巖體穩(wěn)定性分析提供依據(jù)。

針對李家峽水電站4號機組調(diào)速器換型后存在的問題,提出了兩套改造方案。分析認為采用第二套方案可以在很大程度上降低項目投資成本,縮短改造工期。改造后的靜態(tài)試驗和動態(tài)試驗證明,調(diào)速器所有技術指標均達到了改造要求和標準要求,達到了改造目的。

李家峽水電站是我國第一座采用雙排機組廠房布置的大型水力發(fā)電站，本文介紹了李家峽水電站選擇雙排機組廠房布置的優(yōu)越性，制約條件以及廠房布置方案的比較．

1992年3月18日至23日,水利水電規(guī)劃設計總院在李家峽水電站工地主持召開了李家峽水電站雙排機組廠房布置審查會.參加會議的有國家能源投資公司水電項目部、西北電管局、青海省電力局、黃河上游水電工程建設局等科研、施工單位及西北院的專家和代表共60余人.李家峽水電站裝機五臺,單機容量400mw,總容量2000mw.廠房布置方案初設審定為壩后三臺明廠房和右岸二臺窯洞廠房.1990年以來,在中蘇(原)技術交流和組織有關單位的專家去蘇聯(lián)(原)實地考察兩座大型雙排機組廠房的設計施工和運行經(jīng)驗的基礎上,西北院進行了雙排機組各種方案布置比較和深入的研究,并請?zhí)K聯(lián)(原)專家進行技術咨詢.經(jīng)全面地分析比較后,推薦雙排機組廠房方案.會議代表聽取了西北院關于雙排機組廠房布置專題報告的匯報,查勘了現(xiàn)場并分組進行了認真的討論

本文根據(jù)水輪機模型試驗及雙排機組，布置模型試驗的結果，結合有關機組的運行及測試，初步分析李家峽水電站機組的運行，為今后的運行提供參考。

李家峽水電站原設計采用壩后混合式窯洞廠房．因工程地質(zhì)條件復雜，施工難度大，右岸洞室群將影響拱壩肩的穩(wěn)定，經(jīng)研究改為壩后雙排機廠房．雙排機組廠房的特點是：機組呈前后對應雙排布置，雙排壓力鋼管單層與蝸殼相連，雙排尾水管雙層出流，雙排橋吊雙排運行或轉軌移跨單排運行，雙排母線單層引出；機組布置緊湊，縮短廠房長度；簡化施工程序，加快施工進度，節(jié)省工程投資．李家峽水電站已于1997年2月并網(wǎng)發(fā)電，電站運行情況良好，效益顯著，成功地建成了我國第一座雙排機水電站，可為我國在高深峽谷壩址建設更多的雙排機廠房積累經(jīng)驗．

李家峽水電站(見封面照片)位于青海境內(nèi)尖扎縣與化隆縣交界處,是一座以發(fā)電為主,兼有綜合效益的大型水利樞紐工程,是黃河上游原梯級開發(fā)規(guī)劃中的第三級。樞紐建筑物由混凝土拱壩、泄水建筑物、壩后式廠房和左右岸灌溉渠首組成。壩型為雙曲三圓心拱壩,底寬45m,壩頂厚度8m,最大壩高165m,壩線弧長414.39m。李家峽水電站的發(fā)電機組采用雙排機方式排列,這在國內(nèi)尚屬首例。電站總裝機容量為2000mw,保證出力58.1萬kw,多年平均發(fā)電量59億kw·h,水庫總庫容16.5億m~3。主要工程量為石方明挖336萬m~3,主體工程土石方洞挖64萬m~3,混凝土268萬m~3。李家峽水電站工程靜態(tài)總投資為32億元,1987年正式開工興建,1991年10月13日實現(xiàn)截流,1993年4月28日主壩混凝土開盤澆筑,計劃1996年第一臺機組發(fā)電,1999年全部竣工。

李家峽水電站1^#機肘形尾水管模板施工

針對李家峽水電站水輪發(fā)電機組推力軸承甩油現(xiàn)象,結合運行、檢修及設備實際維護經(jīng)驗,對水輪發(fā)電機組推力外循環(huán)系統(tǒng)進行降低油泵出口油壓的技術改進,使推力軸承甩油現(xiàn)象有了明顯改善。

文章通過對李家峽水電站3#水輪發(fā)電機組轉動不平衡測試和配重處理方法的介紹,闡明了大中型水輪發(fā)電機由于轉子質(zhì)量失衡造成的危害和解決方案。