特别策划——柔性光学电流互感器在水轮发电机保护及监测上的应用探索

  • 柔性光学电流互感器在水轮发电机保护及监测上的应用探索

    桂林;陈俊;王光;姜树德;王祥珩;

    近年来,柔性光学电流互感器(TA)在发电厂的应用越来越受到关注。相比于传统的电磁型TA,柔性光学TA具有绕制灵活、可精确测量小电流和低频传变特性好等优点,通过其在大中型水轮发电机主保护定量化改造、扩大单元接线发电机选择性定子接地保护及发电机转子偏心振动判断、转子绕组匝间短路在线监测、发电机及其机端外接元件接地故障定位中的应用来积累经验,扬长避短,可进一步提高电气主设备继电保护的性能。

    2020年03期 v.6;No.31 1-6+21页 [查看摘要][在线阅读][下载 6249K]
  • 基于柔性光学互感器的选择性定子接地保护研究及应用

    李华忠;童松;王耀;徐金;张琦雪;王光;陈俊;

    针对电磁式电流互感器用于选择性定子接地保护时存在的问题,提出基于柔性光学电流互感器的选择性定子接地保护方案。分析了定子区内、区外接地故障时电气量特征,形成了定子基波零序方向保护判据,并总结了保护关键技术点。根据静态与现场模拟接地试验,表明该方法能准确测量零序小电流信号,不受三相导体不规则排布影响,且方便安装,适用于机端硬导体或电缆出线方式。该原理已在四川深溪沟水电站4台165 MW机组上投入使用,运行情况良好。

    2020年03期 v.6;No.31 11-15+27页 [查看摘要][在线阅读][下载 2504K]
  • 基于光学电流互感器的发电机转子绕组匝间保护应用研究

    王凯;张琦雪;李华忠;王耀;王光;陈俊;郝亮亮;

    转子绕组匝间保护不是发电机保护功能的标准配置,尤其是轻微匝间故障难以有效监测和保护。国内学者提出利用定子绕组分支间谐波环流特征可以反映转子绕组匝间故障,但是部分水电机组定子绕组端部不同分支间距很小,火电机组分支不出机壳,均无法在分支上装设TA,该保护原理仍不能适用。光学电流互感器体积小,安装灵活,解决了分支电流测量难题,为转子绕组匝间保护的实现扫除了障碍。本文分别针对水电机组和火电机组,探讨了基于光学电流互感器的转子绕组匝间保护应用方案,分析了光学电流互感器的设计和性能要求,并给出了现场应用案例。

    2020年03期 v.6;No.31 16-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 2567K]
  • 柔性光学电流互感器在瀑布沟水力发电总厂的应用研究

    童松;桂林;刘灏;汤炳章;郑传健;王光;

    借助柔性光学电流互感器绕制灵活的特点,在不改变瀑布沟发电机现有分支分组方式和中性点侧铜环布置的前提下,基于发电机内部故障分析及主保护优化设计研究,通过光学TA的装设来虚拟分支引出方式(变"3-3"分支分组方式为"2-2-2"),实现送入发电机保护装置的分支组电流的重新组合,来优化主保护配置方案以减少保护死区,为瀑布沟发电机主保护技改工作奠定基础。考虑到深溪沟发电机现有电磁型分支TA的布置及主保护方案的配置难以实现转子偏心振动的准确判断,通过装设柔性光学相电流互感器及相应的完全纵差保护,可提高发电机的监测水平,保障深溪沟发电机的安全稳定运行。

    2020年03期 v.6;No.31 22-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 2421K]

主机与辅助设备

  • 抽水蓄能机组发电工况双机同甩组合工况研究

    张飞;李东阔;

    我国运行与在建大型抽水蓄能电站普遍采用"一管多机"方式,其中尤以"一管两机"方式最多。本文借助SIMSEN过渡过程计算软件,分别建立了"一管两机"型式的三座抽水蓄能电站机组过渡过程数值计算模型,针对发电工况同时甩不同负荷的组合工况进行计算。计算结果表明:对于特点电站,抽水蓄能机组双机同时甩负荷时,蜗壳进口压力和尾水进口压力极值并不一定发生在双机同甩额定负荷工况。研究结果纠正了以往关于双机同时甩额定负荷时蜗壳进口压力发生极大值和尾水进口压力发生极小值的认识。根据这一结论,对在运、在建电站提出了具体指导意见,对调节保证计算单位提出了新的要求。

    2020年03期 v.6;No.31 28-33+72页 [查看摘要][在线阅读][下载 3939K]
  • 宽水头变幅高稳定性水泵水轮机

    宫让勤;陈元林;覃大清;于鹏飞;刘玉明;张美琴;

    溧阳抽水蓄能电站机组是我国已投产该水头段水头变幅最大抽水蓄能机组,运行水头变幅达到1.301,这样的变幅在同水头段属于世界前列,水力设计难度大。特别是随着水头变幅的增大,水轮机空载并网的"S"特性变差,更不易实现同步导叶并网,在本项目的研究中,首次提出消除和改善"S"形特性、使转轮本身具备空载稳定并网能力的水力设计思想,从运行情况看,设计研发思路是正确的,机组运行稳定。该电站也是国内第二个采用一管三机布置的电站,并首次完成了一管三机同甩负荷,试验结果表明,蜗壳进口最大压力、尾水管进口最低压力、机组转速上升均满足合同要求,仿真计算结果的精度可满足工程要求。

    2020年03期 v.6;No.31 34-36+76页 [查看摘要][在线阅读][下载 2063K]
  • 基于计算流体力学(CFD)方法的平板型诱导轮空蚀原因分析

    黄健平;刘明亮;朱兴文;卢尚军;于洋;邹乐彬;

    本文通过计算流体力学(CFD)方法,对国内某电厂双级离心泵前置平板型诱导轮进行水力性能和空蚀性能计算,得到诱导轮特性曲线,以及不同流量和叶轮入口压力条件下,诱导轮内部流场的空泡分布和压力分布。发现诱导轮叶片入口轮毂处为主要的空泡密集区,与实际点坑位置吻合。结合该离心泵超速试验原理及诱导轮材质的洛氏硬度检测结果,得出超速试验方法不当及诱导轮材质硬度偏低导致空蚀点坑发生的结论。

    2020年03期 v.6;No.31 37-40+49页 [查看摘要][在线阅读][下载 3262K]
  • 650MW水轮发电机转子引线结构分析与改进

    杨东;

    某水电站水轮发电机转子引线陆续出现转子引线连接板接触面发热严重、引线端部放电融化、绝缘板和绝缘套碳化严重等现象。通过改进转子引线结构,上端轴内侧将穿轴螺栓与铜排由把合结构改为焊接结构,上端轴外侧引线接头处采用止动垫圈锁定和打洋冲的防松措施,成功解决了转子引线结构隐患。

    2020年03期 v.6;No.31 41-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 4095K]

智能水电厂

  • 微电网关键技术研究综述

    冯培磊;陈潇雅;徐天奇;

    在电力系统运行中主要考虑的是稳定性和安全性的问题,然而分布式电源存在着较大的波动和不易控制等问题。微电网可以很好地解决分布式电源的这些问题,使得配电网供电可靠性得到提高。由于微电网技术存在较多问题,使得微电网不能广泛应用。通过对微电网的概述及特点,和其关键技术中的控制策略、储能技术、保护机制及规划设计等方面进行总结研究,提出了目前微电网技术中存在的问题和解决的方法,最后对微电网技术进行发展展望。

    2020年03期 v.6;No.31 45-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 2138K]
  • 电力企业中台云化构建及大数据分析研究

    赵增涛;罗勇;梁成辉;

    电力企业通过构建中台提升共享式架构对业务的支撑。大数据分析是中台数据进一步综合应用的典型手段。本研究整合业务系统源数据,包括关系型及对象型的模型、实时、历史和记录类数据,基于阿里云的计算基础设施构建电力企业数据和服务中台,形成可扩展的服务共享体系。利用云环境中的大数据分析工具进行数据再加工,数据加工结果作为增量数据回补到中台,以服务形式发布,驱动包括数据资源管控及指标分析等各种类型应用的快速构建。中台构建与大数据分析有机结合,实现既有业务的数据资源沉淀和规范化管理的同时,又不断迭代衍生支持高层业务的数据,使数据资源总量有序增长、价值不断提升。

    2020年03期 v.6;No.31 50-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 2402K]

水工监测及其自动化

  • 丰宁抽水蓄能电站一期地下厂房施工期围岩安全监测分析

    马雨峰;刘登学;刘双华;吕风英;徐士超;

    河北丰宁抽水蓄能电站是目前世界上装机规模最大的抽水蓄能电站,密切跟踪施工进程开展地下厂房洞室群的围岩安全监测并及时进行分析评价,有利于准确掌握围岩稳定状态,对工程安全具有重要意义。依据丰宁一期地下厂房施工期安全监测数据,以主厂房为重点分析对象,对施工期围岩变形和支护受力进行了分析。结果分析表明,截至主厂房第V层开挖完毕,主厂房的围岩变形最大值达到86.06mm,且有多个监测截面的围岩变形监测值超过60mm。相比于岩性、围岩分类、埋深和开挖规模相近的地下厂房,丰宁一期地下厂房的围岩变形量值偏大;主厂房还具有部分区域深部围岩变形显著,且围岩变形时效特征明显的特点;系统锚索对洞室围岩起到了较好的加固效果,是保持围岩稳定性的必要支护结构。

    2020年03期 v.6;No.31 56-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 2774K]
  • 厦门抽水蓄能电站面板堆石坝动力分析抗震评价

    张显羽;骆晓锋;孙立昌;李凌;

    选取厦门抽水蓄能电站工程下水库面板堆石坝,建立该混凝土面板堆石坝坝体和坝基的三维有限元模型,在静力分析基础上,采用动力时程分析法及等效非线性粘弹性模型,计算分析地震情况下下水库的地震反应,评价下水库的抗震安全性;研究面板坝堆石体的加速度、应力、应变与沉降地震反应规律。计算结果表明,该抽水蓄能电站下水库面板堆石坝的位移分布规律性较好,应力分布也合理,未发现有特殊不利的性态,设计方案是合理的,符合抗震要求。

    2020年03期 v.6;No.31 62-66+112页 [查看摘要][在线阅读][下载 2991K]
  • 基于BP神经网络沥青混凝土心墙堆石坝施工后期沉降预测

    谭亮;王祥;喻成;李璐;

    沥青混凝土心墙堆石坝的沉降变形是影响坝体安全的主要因素,特别是施工后期的沉降对于坝体填筑质量、填筑施工时机有着重要的影响。本文结合已建的某沥青混凝土心墙堆石坝工程施工后期的监测资料,建立了BP神经网络沉降预测模型,并对模型进行了改进,采用改进后的模型对大坝沉降进行了计算,并与实测值及统计回归模型预测值进行了对比。结果表明,BP神经网络能够较好地反映时效与沉降量之间的非线性关系,具有较好的沉降预测能力及预测精度。

    2020年03期 v.6;No.31 67-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 2169K]

水情测报与水库调度

工程施工

  • 地基局部空洞对预应力钢筒混凝土管力学响应的影响探究

    李海珍;冯新;

    管线服役期,地基由渗漏泄漏及地下施工等引发的土体局部空洞是管线安全运行的威胁之一。本文通过建立服役期管道及其周围土体的非线性有限元模型,研究了管道接口处地基局部空洞对管线及周围土体的影响。初步研究结果表明,局部空洞的产生引起地基承载力不均匀,管体及周围土体应力状态被明显改变,随着空洞的扩大,空洞周围土体可能出现塌陷,地基承载力降低,威胁管线的安全运行。研究成果可为管体损伤机理研究及管道安全维护提供理论参考。

    2020年03期 v.6;No.31 77-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 4530K]
  • 悬臂掘进机在抽水蓄能电站洞室开挖中的初步应用研究

    张晓波;毕梓淇;李冰;

    目前抽水蓄能电站地下施工通常采用"钻爆法"施工,钻爆法施工的施工组织简单容易,适用性强,便于普及应用,但开挖进度较慢,施工安全风险大,施工作业面环境极差,对现场施工和管理人员的职业健康造成很大伤害。本文以悬臂掘进机在地下洞室开挖中的适用性研究,为国内抽水蓄能电站的设计、施工和建设管理注入新的理念,给国内抽水蓄能电站的建设带来效益。

    2020年03期 v.6;No.31 84-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 2138K]

电气设备

  • 一起主变压器高压套管介质损耗异常及处理

    穆强;喻勇丽;李奇艳;

    变压器高压套管介质损耗数据异常是现阶段电力系统当中常见的变压器故障现象之一,通过测试高压套管介质损耗可以有效地发现绝缘老化、受潮、开裂等不良状态。本文通过介绍某水力发电厂1号主变压器停电预防性试验时,发现其高压套管介质损耗增大超标的情况,采取通过发电机带主变压器零起升压的方法,解决这一问题,并结合相关资料给出超标的原因,并提出预防措施。

    2020年03期 v.6;No.31 88-90+106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1744K]

金属结构

  • 抽水蓄能电站压力钢管与围岩缝隙对压力钢管受力及围岩分担率的影响分析

    王伟;马龙彪;马信武;李沁书;赵强;

    抽水蓄能电站水头高,容量大,输水系统高压管道的HD值高,多采用钢板衬砌。结合已建抽水蓄能电站引水压力管道的监测资料,通过数值计算,对不同缝隙值的敏感性进行研究分析。结果表明,在内水压力作用下,缝隙值对钢衬的变形和应力影响十分显著,其大小显著影响着内水压力的传递,影响围岩与钢衬联合承载。在工程实践中,通过提高钢管外围回填混凝土质量、采用微膨胀混凝土、提高回填和接触灌浆的质量、控制钢管安装时温度等,减少钢管与回填混凝土和回填混凝土与围岩间的累积缝隙,确保钢板衬砌受力安全。

    2020年03期 v.6;No.31 91-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 2495K]
  • 大型抽水蓄能电站钢岔管焊接质量控制技术研究

    李兵;常勇;陈善贵;刁统亚;

    结合安徽绩溪抽水蓄能电站现场钢岔管焊接施工情况分析钢岔管焊接质量控制措施,对现场发现的焊缝缺陷进行分析、查找原因,并进行改善,最终提高了焊接质量。可供其他大型抽水蓄能电站钢岔管焊接提供参考。

    2020年03期 v.6;No.31 95-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 2481K]
  • 存在变形缺陷的平面钢闸门静应力分析

    周靖;鄢卫东;卢江;

    针对水利工程闸门多年运行过程中出现变形的问题,研究变形缺陷对闸门运行安全的影响。本文以某平面闸门实例建立了闸门存在主横梁弯曲变形和面板凹陷变形的有限元模型,应用ANSYS软件计算得到对应变形情况下闸门的结构应力。结果表明:主横梁弯曲变形出现在跨中区域时主横梁上径向应力、轴向应力和剪应力受变形有较大影响;面板存在凹陷变形会使面板的折算应力增加,当变形出现在靠近边梁的位置时,出现了应力集中现象。在实际工程中,应特别注意出现在主横梁跨中区域和面板靠近边梁区域的变形。该工作成果有助于为闸门的运行监测提供一些可借鉴的经验。

    2020年03期 v.6;No.31 99-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 6437K]

技术经济

  • 抽水蓄能电站固定资产管理研究

    赵宝永;贵振峰;

    抽水蓄能电站对电网的安全运行和清洁能源消纳起到了不可替代的支撑和保障作用。作为国民经济发展的基础性行业,近年来发展迅猛,同时其改革和发展方向也一直受社会高度关注。随着企业内外部环境的变化,特别是政府成本监审和企业内部精益化管理的需要,加强对固定资产管理的研究显得尤为重要。本文从固定资产管理的概念出发,结合抽水蓄能电站固定资产管理的内容及特点,侧重从管理的视角理解固定资产管理的实践意义和目的,提出加强抽水蓄能电站固定资产管理的策略和措施,以达到提高企业核心竞争力的目的。

    2020年03期 v.6;No.31 107-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1652K]
  • 关于“电子签章”技术在抽水蓄能电站工程文件单轨制归档中的应用研究

    马琳;王艳;杨义;陈晓艳;

    随着社会信息化和电子文件管理进程,我国推行多年的纸质、电子双套制文档管理的不适应性日益显现,相关政策和局部实践开始进行单轨制探索试点,但在认知、政策、行动上还有不少局限。推行单轨制是实现电子文件管理目标、助力信息化效能和降低成本的保障,从纸质管理平台转移到数字平台需要法律、政策和管理三大支点 ~([1])。当下电站建设过程中所采用的纸质文件与电子文件共存的双轨并行,又出现了归档过程中加大工作量等一系列新的问题。随着基建智能管控系统的逐步完善,电子签章技术的不断成熟,如何使施工电子文件归档管理更符合实际需求,将具有保存价值的施工电子文件电子签章单轨制归档成电子档案,本文将对单轨制电子签章在施工文件归档中的应用进行分析和探讨~([2])。

    2020年03期 v.6;No.31 113-116+120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1915K]
  • 国际输变电EPC项目设计工作的分包

    杜萍;

    在对国际输变电EPC项目中"E(Engineering)"设计分包进行分析的同时,介绍了当地设计的特点,探寻后续国际EPC项目中设计分包更为有效的模式,可为类似海外总承包项目的设计分包实施提供借鉴和参考。

    2020年03期 v.6;No.31 117-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1968K]