李家峡水电站1发电机组励磁系统模型参数试验及分析

李家峡水电站4#水轮水电机组在运行维护中发现由于设计、安装等遗留问题,导致水轮机转轮下固定止漏环焊缝开裂、大轴补气阀阀座筋板焊缝法兰连接螺栓断裂等现象。文章针对大修中发现的设备缺陷进行分析总结,采取了相应的改进措施,提高了机组的健康水平,为达标奠定了良好的基础

主要从设计、制造、安装、试验等一系列重要环节进行分析,论证了李家峡水电站大型水轮发电机组在保留原有空冷基础,保持机组基本结构尺寸不变的情况下,初次在400mw水轮发电机组中进行蒸发冷却技术的可行性,并结合李家峡4#机组近两年的运行情况,对蒸发冷却技术在水电站大型机组的设计与应用方面提出了一些设想。

李家峡水电站总装机容量５×４００ｍｗ。一期工程安装４台水轮发电机组，二期工程安装１台机组。该机组是我国自行设计、制造和安装的目前国内单机容量最大的机组，其设计、制造和安装采取了许多先进的结构和工艺。在介绍李家峡水电站４００ｍｗ水轮发电机组结构特点的同时，也对大型部件的安装工艺作了重点介绍。

由于国家科委在黄河李家峡水电站工程建设后期,将李家峡#4水轮发电机组定为采用蒸发冷却方式的试验机组.对于400mw的机组采用蒸发冷却方式在国内尚属首例.该机组于1999年12月投入商业运行,经过1年多在多种工况下的开、停机运行考验,认为这些试验是成功的.在此着重对定子下线工序与普通冷却类型机组的差异,以及就此工序中遇到的实际问题及处理方案进行了剖析.在实际安装过程中,蒸发冷却部分主要考虑冷却剂的气路气密性问题,而每一根定子线棒都是气路的组成部分,这就是蒸发冷却机组下线过程中体现工艺性之所在.

本文通过对设缝、设垫层、设缝设垫层、不设垫层预设缝钢筋不过缝的坝后背管仿真模型与不设缝不设垫层的坝后背管仿真模型试验的对比，总结分析了设缝设垫层对联合承载结构裂缝，应力、承载比的影响。阐达了设缝设垫层的坝后背管结构的可靠性。

大峡水电站重大的机电设备都是通过招标评议选定的,这些中标的厂家和科研所提供了在国内堪称一流的技术装备。本文仅介绍了微机励磁系统的设计思想和构成,以及发电机组采用弹性金属塑料瓦给安全运行带来的巨大好处。

近年来,随着我国各项经济建设工作的稳步发展,国内各地区电力供应形势日趋严峻,各型水电站工程项目的建设在一定程度上缓解了国内电力供应紧张的问题。励磁系统作为水电站发电机组的重要辅机设备,在水电站的运行中发挥了显著的作用。针对国内大中型水电站励磁系统改造的现状及存在的相关问题,以福建省山美水电站3号发电机组励磁系统改造为例,系统分析了山美水电站发电机组励磁系统改造的具体方案,并深入探索了我国水电站发电机组励磁系统改造的技术发展趋势。

传统的水轮发电机组冷却方式一般是借助于监测仪表通过人工操作来控制机组冷却供水量,由于冷却水流量测量仪表的可靠性较差,往往影响了机组冷却效果,因此而导致的事故频发。文章以李家峡水电厂机组冷却供水为例,分析供水系统在当前环境、海拔、运行操作情况下的供水效率情况,进行优化配置,达到水电厂\"节能降耗\"的目的。另外,文章建议开发机组冷却供水优化效率曲线控制软件,对冷却供水系统进行准确计量,科学调节冷却水量,再辅以可靠的自动化控制装置,保证机组及主变冷却系统可靠、经济、稳定运行。

随着在线监测技术的迅速发展和成熟，机组在线监测系统成为衡量水电站综合自动化的又一标准，也是智能电站不可缺少的组成部分，同时也为实现电站无人值守或少人值守，提高机组状态监测技术水平，保证机组的安全稳定运行，提供了可靠的保障。文章从机组状态监测系统监测项目的选择，系统结构，功能定位等方面介绍了李家峡水电站实施状态监测系统的应用情况。

文章论述了李家峡水电站1#机组座环分辨吊装,蜗壳拼装及焊接过程中对变形控制所采取后系列措施。

文章简要介绍了李家峡水电站水情自动测报系统的站网分布、通讯网络、遥测站、中心站和分中心站,对水情自动测报系统通讯手段的选择和遥测站设备的选择也作了简要说明。

根据李家峡ln2002a垂线自动化观测资料,对拱冠垂线位移进行了分析,用数理统计分析方法,由多元逐步回归,建立了拱冠坝段2185m层测点变位统计监控模型。计算结果表明模型拟合精度较高,因子意义明确,对预测坝体变位有实际应用价值。

李家峡水电站两岸高边坡表部位移谷幅测点的相对距离，自1996年底始测至2010年底呈明显压缩趋势，2010年至2013年趋势有所平缓。此现象是否是由于河谷两岸岩体的真实变位情况，是否会影响大坝安全稳定情况，是水电站大坝安全运行重点关注的问题。因此对两岸高边坡表部位移谷幅测点位移特性需要加强分析。李家峡水电站两岸高边坡表部位移谷幅监测，是监测河谷两岸岩体是否位移的重要手段，通过对谷幅监测资料的分析，判断谷幅趋势性压缩的原因，为加强李家峡水电站河谷两岸岩体稳定性分析提供依据。

针对李家峡水电站4号机组调速器换型后存在的问题,提出了两套改造方案。分析认为采用第二套方案可以在很大程度上降低项目投资成本,缩短改造工期。改造后的静态试验和动态试验证明,调速器所有技术指标均达到了改造要求和标准要求,达到了改造目的。

李家峡水电站是我国第一座采用双排机组厂房布置的大型水力发电站，本文介绍了李家峡水电站选择双排机组厂房布置的优越性，制约条件以及厂房布置方案的比较．

1992年3月18日至23日,水利水电规划设计总院在李家峡水电站工地主持召开了李家峡水电站双排机组厂房布置审查会.参加会议的有国家能源投资公司水电项目部、西北电管局、青海省电力局、黄河上游水电工程建设局等科研、施工单位及西北院的专家和代表共60余人.李家峡水电站装机五台,单机容量400mw,总容量2000mw.厂房布置方案初设审定为坝后三台明厂房和右岸二台窑洞厂房.1990年以来,在中苏(原)技术交流和组织有关单位的专家去苏联(原)实地考察两座大型双排机组厂房的设计施工和运行经验的基础上,西北院进行了双排机组各种方案布置比较和深入的研究,并请苏联(原)专家进行技术咨询.经全面地分析比较后,推荐双排机组厂房方案.会议代表听取了西北院关于双排机组厂房布置专题报告的汇报,查勘了现场并分组进行了认真的讨论

本文根据水轮机模型试验及双排机组，布置模型试验的结果，结合有关机组的运行及测试，初步分析李家峡水电站机组的运行，为今后的运行提供参考。

李家峡水电站原设计采用坝后混合式窑洞厂房．因工程地质条件复杂，施工难度大，右岸洞室群将影响拱坝肩的稳定，经研究改为坝后双排机厂房．双排机组厂房的特点是：机组呈前后对应双排布置，双排压力钢管单层与蜗壳相连，双排尾水管双层出流，双排桥吊双排运行或转轨移跨单排运行，双排母线单层引出；机组布置紧凑，缩短厂房长度；简化施工程序，加快施工进度，节省工程投资．李家峡水电站已于1997年2月并网发电，电站运行情况良好，效益显著，成功地建成了我国第一座双排机水电站，可为我国在高深峡谷坝址建设更多的双排机厂房积累经验．

李家峡水电站(见封面照片)位于青海境内尖扎县与化隆县交界处,是一座以发电为主,兼有综合效益的大型水利枢纽工程,是黄河上游原梯级开发规划中的第三级。枢纽建筑物由混凝土拱坝、泄水建筑物、坝后式厂房和左右岸灌溉渠首组成。坝型为双曲三圆心拱坝,底宽45m,坝顶厚度8m,最大坝高165m,坝线弧长414.39m。李家峡水电站的发电机组采用双排机方式排列,这在国内尚属首例。电站总装机容量为2000mw,保证出力58.1万kw,多年平均发电量59亿kw·h,水库总库容16.5亿m~3。主要工程量为石方明挖336万m~3,主体工程土石方洞挖64万m~3,混凝土268万m~3。李家峡水电站工程静态总投资为32亿元,1987年正式开工兴建,1991年10月13日实现截流,1993年4月28日主坝混凝土开盘浇筑,计划1996年第一台机组发电,1999年全部竣工。

李家峡水电站1^#机肘形尾水管模板施工

针对李家峡水电站水轮发电机组推力轴承甩油现象,结合运行、检修及设备实际维护经验,对水轮发电机组推力外循环系统进行降低油泵出口油压的技术改进,使推力轴承甩油现象有了明显改善。

文章通过对李家峡水电站3#水轮发电机组转动不平衡测试和配重处理方法的介绍,阐明了大中型水轮发电机由于转子质量失衡造成的危害和解决方案。