一种水电站机组性能试验计算装置的制作方法

1.本实用新型涉及水力发电现场测试技术领域，具体而言，涉及一种水电站机组性能试验计算装置。


背景技术：

2.目前状况是大中型水电站性能试验方式复杂，需要接专用仪器仪表进行现场试验，采用人工读取运行数据，通过对比或公式计算得出机组性能试验数值，进行分析，得出结论再出具试验报告，过程中耗费大量人力物力。
3.现有已公开的专利名称为“一种水轮机额定导叶漏水量的测量方法及测量装置”、公告号cn107131917b为的中国实用新型专利，该专利具体公开了包括第一确定单元和第二确定单元的水轮机额定导叶漏水量的测量装置，第一确定单元用于基于水轮机平压设施关闭时水轮机进水管道内水体压力与尾水管道内水体压力的压力差值，确定参考压力水头；第二确定单元用于基于所述参考压力水头及水轮机进水管道斜井段的水平截面面积或水轮机通气孔的面积，确定所述水轮机额定导叶漏水量。
4.但是，上述专利公开的测量装置功能单一，难以实现多功能化，在试验测量中，需采用多套设备才能完成不同机组不同性能数据的测量。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的包括提供一种水电站机组性能试验计算装置，其针对水电站机组性能试验而设计，能够同步完成多个机组性能数据的测量计算，具有多能化的特点，能够提高试验效率，降低设备成本。
6.本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：
7.一种水电站机组性能试验计算装置，包括第一测量模块和导叶漏水量计算模块，该导叶漏水量计算模块根据该第一测量模块反馈的数据计算导叶漏水量q2，还包括第二测量模块和机组效率计算模块，该第二测量模块用于测量该机组的电机出力值p、水轮机流量值q1和水轮机水头值h，该机组效率计算模块获取该第二测量模块反馈的该电机出力值p、该水轮机流量值q1和该水轮机水头值h，该机组效率计算模块根据该电机出力值p、该水轮机流量值q1和该水轮机水头值h确定该机组效率η。
8.在本实用新型的一实施例中，还包括第三测量模块和机组温升计算模块，该第三测量模块设于该机组，该第三测量模块用于测量该机组的温度，该机组温升计算模块用于获取该第三测量模块反馈的数据，该机组温升计算模块根据该第三测量模块反馈的数据确定该机组的温升。
9.在本实用新型的一实施例中，所述第二测量模块配置有流量计和水头压力传感器。
10.在本实用新型的一实施例中，所述机组效率计算模块根据下式确定所述机组效率
η：其中，ρ为水的密度，g为水电站当地的重力加速度。
11.在本实用新型的一实施例中，所述第三测量模块配置有若干温度传感器，若干该温度传感器用于测量所述机组中定子绕组、定子铁芯、冷却介质和导轴承的温度。
12.在本实用新型的一实施例中，所述第一测量模块配置有计时装置、第一压力传感器和第二压力传感器，设机组进水端的竖井直管段的两个断面分别为s1断面和s2断面，该s1断面处的蜗壳进口水压为p1，该s2断面处的蜗壳进口水压为p2，该p1大于该p2，该计时装置用于测量蜗壳进口水压从p1降至p2的时间。
13.在本实用新型的一实施例中，所述导叶漏水量计算模块根据下式确定所述导叶漏水量q2：其中，d为直管的直径，t为导叶漏水统计时间。
14.本实用新型实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
15.本实用新型实施例通过设置包括第二测量模块和机组效率计算模块的计算装置，在利用第一测量模块和导叶漏水量计算模块实现机组导叶流水率的测量的基础上，利用第二测量模块和机组效率计算模块实现机组效率的测量，使得计算装置能够同步完成多个机组性能数据的测量计算，其具有多能化的特点，提高了试验效率，降低了设备成本。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
17.图1为本实用新型实施例中水电站机组性能试验计算装置的原理框图。
18.图标：1
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第一测量模块，2
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导叶漏水量计算模块，3
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第二测量模块，4
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机组效率计算模块，5
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第三测量模块，6
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机组温升计算模块。
具体实施方式
19.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
20.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位
或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
23.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“配置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
24.请参照图1，一种水电站机组性能试验计算装置，包括第一测量模块1和导叶漏水量计算模块2，该导叶漏水量计算模块2根据该第一测量模块1反馈的数据计算导叶漏水量q2，本实施例利用第一测量模块1和导叶漏水量计算模块2实现对水电站水轮机机组导叶漏水量的自动测量。具体的，第一测量模块1配置有计时装置、第一压力传感器和第二压力传感器，该第一测量模块1可以是单独设置的测量模块，该第一测量模块1也可以是水电站中现地控制单元中已有的传感器。设机组进水端的竖井直管段的两个断面分别为s1断面和s2断面，该s1断面处的蜗壳进口水压为p1，该s2断面处的蜗壳进口水压为p2，该p1大于该p2，该计时装置用于测量蜗壳进口水压从p1降至p2的时间，导叶漏水量计算模块2根据下式确定所述导叶漏水量：
[0025][0026]
其中，q2为导叶漏水量，单位m3/s；d为直管的直径，单位m3；t为导叶漏水统计时间，单位s；p1与p2单位为pa。
[0027]
本实施例在实施时，本计算装置与现地控制单元联网，并从现地控制单元中获取p1、p2的数据。导叶漏水量试验时，在全关机组快速闸门和活动导叶并且尾水管内尾水外排的情况下，选取压力钢管直管段进行分析计算，选取直管段压力p1的断面为测量s1断面，压力为p2的断面为测量s2断面，经协调开始试验后，当蜗壳压力下降至p1以下开始记录。通过竖井直管段断面s1、s2高程对应压力为p1～p2的统计时间之差，进行导叶漏水量计算。
[0028]
为了实现对水电站水轮机机组效率的自动计算，本计算装置还包括第二测量模块3和机组效率计算模块4，该第二测量模块3用于测量该机组的电机出力值p、水轮机流量值q1和水轮机水头值h，具体的，第二测量模块3配置有流量计和水头压力传感器，当然，该第二测量模块3可以是单独设置的测量模块，该第二测量模块3也可以是水电站中现地控制单元中已有的传感器。本实施例在实施时，本计算装置与现地控制单元联网，并从现地控制单元中获取电机出力值p、水轮机流量值q1和水轮机水头值h的数据。该机组效率计算模块4获取该第二测量模块3反馈的该电机出力值p、该水轮机流量值q1和该水轮机水头值h，该机组效率计算模块4根据该电机出力值p、该水轮机流量值q1和该水轮机水头值h确定该机组效率η。机组效率计算模块4根据下式确定所述机组效率η：
[0029][0030]
其中，p为电机出力，单位为mw；ρ为水的密度，单位为(kg/m3)，ρ＝999.7kg/m3；g为水电站当地的重力加速度，单位为(m/s2)，g＝9.783；q1为水轮机流量值，单位为m3/s；h为水
轮机水头值，单位为m。
[0031]
为了实现对水轮机机组温升的测量，本计算装置还包括第三测量模块5和机组温升计算模块6，该第三测量模块5设于该机组，该第三测量模块5用于测量该机组的温度，第三测量模块5配置有若干温度传感器，若干该温度传感器用于测量所述机组中定子绕组、定子铁芯、冷却介质和导轴承的温度。该第三测量模块5可以是单独设置的测量模块，该第三测量模块5也可以是水电站中现地控制单元中已有的传感器。该机组温升计算模块6用于获取该第三测量模块5反馈的数据，该机组温升计算模块6根据该第三测量模块5反馈的数据确定该机组的温升。在温升试验过程中，每隔30分钟记录一次。当发电机各部分温度渐趋稳定时，每隔15分钟记录1次其各点数据。当发电机各部分温度变化在最后1小时内不超过2k时，认为发电机发热已达稳定状态，取稳定阶段中几个时间间隔温度的平均值作为发电机在该负载下的温度。
[0032]
与现有技术相比，本实用新型实施例通过设置包括第二测量模块3和机组效率计算模块4的计算装置，在利用第一测量模块1和导叶漏水量计算模块2实现机组导叶流水率的测量的基础上，利用第二测量模块3和机组效率计算模块4实现机组效率的测量，使得计算装置能够同步完成多个机组性能数据的测量计算，其具有多能化的特点，提高了试验效率，降低了设备成本。
[0033]
与现有技术相比，本技术方案通过采集电站机组上下游水位、定子绕组，定子铁芯、冷却介质以及各导轴承的温度、电机出力、引用流量、相应水头和蜗壳进口压力等数据信息，经过试验平台的自动计算后，提供给现场技术人员实时的机组温升、效率值和导叶漏水量，解决了现有技术条件下通过人工采集数据再计算的繁琐过程，数据采集同步，大大节省了实际的工作量并减少失误率。通过试验平台，使得机组检修前后采集的数据及自动计算的数值信息能及时有效的自动保存在平台，方便随时调取查阅。
[0034]
以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。