[发明专利]一种在线水轮机效率试验方法

说明书

本发明公开了一种在线水轮机效率试验方法，属于水电技术领域，该方法为：基于水电机组在线监测系统实现水轮发电机组的运行状态和相应运行工况参数、实测数据的读取、存储，然后对读取的数据先后判定是否为发电状态及稳定工况下数据，对筛选后的数据进行处理、计算及分析，以此完成水轮机效率试验。该方法避免了开展现地试验的不足，保证了机组的安全稳定运行，提高了工作效率和经济效益。

技术领域

本发明涉及一种在线水轮机效率试验方法，属于水电技术领域。

背景技术

水电机组性能试验主要为模型试验和原型试验：模型试验具有精度高、成本低、工况变化易操作及不受生产、自然条件限制等优点，被广泛用于水电机组的设计过程中；由于受真机的制造、安装水平及实际运行等影响，真机和模型机组性能上必然存在一定的差异，所以模型试验的结果已不可能全面、真实地反映真机的性能。因此，为了解机组的实际性能，只能采取真机试验(原型试验)。

目前，水电机组相关性能试验仍采用现地试验的方式，水电厂大多地处偏远，交通不便，现地试验工作效率不高，差旅人力、时间及试验成本较大，且现地试验设备的安装也存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种在线水轮机效率试验方法，基于水电机组在线监测系统实现水轮发电机组的运行状态和相应运行工况参数、实测数据的读取、处理及分析，以此完成水轮机效率试验。该方法避免电厂向电网申请相应的负荷，不影响电厂发电，且不需要机组停机及安装、拆卸试验设备。避免了开展现地试验的不足，保证了机组的安全稳定运行，提高了工作效率和经济效益。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种在线水轮机效率试验方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一：基于水电机组在线监测系统读取水电机组的实时运行数据，获取水轮发电机组的运行状态以及相应运行工况参数、实测数据，为效率试验提供基础信息；运行状态包括：发电态、空载态、空转态、停机态；运行工况参数实测数据包括：运行时间、机组有功、上下游水位、导叶开度、流量、蜗壳进口断面压力、功率因数等。

步骤二：通过设定功率因数、机组有功及上、下游水位对读取的数据进行划分：

通过设定功率因数、机组有功及上、下游水位对读取的数据进行划分，功率因数、机组有功、上下游水位必须同时满足以下条件方可进行划分，归为一组：

其中，t1为连续时间,P_设定为筛选数据时人工设定的机组有功，H_设定为筛选数据时人工设定的上下游水位，H_t为时刻上下游水位，A为设定的功率因数。

步骤三：对步骤二中数据是否为稳定工况下数据进行判断，判断公式为：

式中，P_设定为筛选数据时人工设定的机组有功，t为连续时间(可视试验情况进行设置，一般不低于10分钟)，P_t为时刻t机组有功。并抽取稳定工况下5分钟数据作为效率试验原始数据；

步骤四：对步骤三中试验原始数据进行相关试验参数计算，包括以下技术参数：

(1)工作水头计算

根据读取的蜗壳进口断面压力和下游水位，按以下公式计算水轮机工作水头：

式中：Z₁、P₁—蜗壳进口压力变送器安装高程(m)及压力值(kPa)；

Z₂、P₂—尾水出口压力变送器安装高程(m)及压力值(kPa)；

γ—水的容重(kN/m³)；