水流激勵對混流式水輪發(fā)電機(jī)組主軸系統(tǒng)動態(tài)特性的影響研究.pdf

1、長期以來，水輪發(fā)電機(jī)組的激烈振動現(xiàn)象一直徘徊于各地水電站，嚴(yán)重影響水電站的安全運行。在高水頭、大流量和強(qiáng)電磁場的共同作用下，其規(guī)律十分神秘，是一個至今仍未徹底解決的難題。隨著水輪機(jī)的適用水頭和單機(jī)容量的不斷提高，轉(zhuǎn)輪內(nèi)的水流激勵對水輪發(fā)電機(jī)組主軸系統(tǒng)動態(tài)特性的影響越發(fā)顯得重要。因此，研究混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪內(nèi)水流的流動特點和水流激勵對轉(zhuǎn)輪的影響規(guī)律，前人曾對轉(zhuǎn)輪沒有偏心下的水流運動進(jìn)行過分析并求出了此時的水流激勵對于從根本上改善水輪發(fā)電機(jī)組

2、的動態(tài)特性有著極其重要的意義。在之前的文獻(xiàn)中對轉(zhuǎn)輪流道內(nèi)水流的流動狀態(tài)和水流激勵的研究是在未考慮轉(zhuǎn)輪振動偏心和轉(zhuǎn)動偏心的情況下進(jìn)行的，而在機(jī)組運行中轉(zhuǎn)輪的振動偏心和轉(zhuǎn)動偏心又是實際存在的，并且二者對轉(zhuǎn)輪流道內(nèi)水流流動狀態(tài)和水流激勵的影響也是存在的，所以在研究轉(zhuǎn)輪流道內(nèi)的水流運動狀態(tài)和水流激勵的時候把二者考慮進(jìn)去是很有必要的。 本文從水流在轉(zhuǎn)輪內(nèi)的運動分析入手，通過分析水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪內(nèi)的水流在葉片進(jìn)、出口處的水流速度三角形，求得水流在

3、轉(zhuǎn)輪葉片進(jìn)、出口處水流絕對速度的圓周分量，在考慮轉(zhuǎn)輪振動偏心和轉(zhuǎn)動偏心的情況下，轉(zhuǎn)輪內(nèi)水流的運動狀態(tài)與未考慮這些因素的情況相比發(fā)生了改變，并推導(dǎo)出了此時轉(zhuǎn)輪內(nèi)的水流對混流式水輪發(fā)電機(jī)組主軸的水流激勵，這里的水流激勵中包括了水力參數(shù)、發(fā)電機(jī)的電磁參數(shù)以及主軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，不僅與發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩相關(guān)，還與水輪發(fā)電機(jī)組主軸系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量相關(guān)，這為下一步進(jìn)行耦合動力學(xué)分析提供了一定參考。同時考慮了水流激勵以及其它徑向載荷對混流式水輪發(fā)電機(jī)組主