中国水利科研成果辑要

机组状态监测分析诊断系统开发研究

成果内容简介：本项目在福建池潭水电厂水轮发电机组上建立的一套机组状态监测与跟踪分析系统，适用于对水电机组状态的监测分析与诊断。系统功能完善，测点布置合理，人机界面清晰，使用方便，状态监测及报警系统可靠，分析方法合理。经运行考核，该系统硬件设备可靠性、适应性强，现场操作和维护方便。该系统为水电厂实行状态检修和高效维护管理提供了先进的技术支撑，具有良好的经济效益和社会效益。经专家评定：该系统开发的基于状态预警机制的监测诊断、自动诊断技术与领域专家知识的咨询诊断等技术相结合构建的诊断系统、水轮机空化在线监测分析、机架使用寿命预测分析等技术，具有创新和自主知识产权。该系统充分利用当前国内外先进的监测诊断技术，建立在由电厂局域网、广域网和上级主管技术部门局域网组成的网络平台上。具有在线自动监测、分析、诊断与适用可靠的诊断系统、远程诊断(包括局域网状态监测预诊断软件，广域网远端用户的软件系统的开发和应用)功能。系统还具有先进的发电机局部放电、发电机气隙和磁场强度、发电机电气稳定性等实时在线监测分析功能，实现水轮发电机组的全方位监测、分析与诊断。经鉴定该系统是综合性、实用性很强的水轮发电机组状态监测分析诊断系统，系统在功能集成和综合性方面属国际领先。监测诊断范围涵盖了水轮发电机组的运行稳定性、机组能量性能、水轮机的空化和发电机的绝缘等主要领域，在功能完备性、诊断系统的设计及基于Internet的远程诊断技术等方面，总体技术达到国际先进水平。

成果所处阶段：大规模、大范围应用阶段

成果来源：湖北省

三峡水电站厂房充水保压钢蜗壳外围混凝土结构研究

成果内容简介：三峡水电站厂房充水保压蜗壳外围混凝土结构研究项目属水利水电工程学科领域的研究内容，该项目是专门研究三峡水电站蜗壳结构型式的合理性和安全性。三峡水电站设计装机26台水轮发电机组，单机容量700MW，总装机容量1 8200MW，是一座超巨型水电站，也是我国目前在建的容量最大的水电站，参数属世界前列。水轮机钢蜗壳进口钢管直径大(12.4m)、设计内水压力高(139.5m水头)，HD)值高达1 700m，蜗壳结构尺寸大(38.3mX39.0m)。三峡工程的建设方针是“一次建成，分期运行”，结合这种特点，合理选择钢蜗壳外围混凝土浇筑时的保压值和配筋方式，不仅是个重大的技术经济问题，而且也关系到电站是否能长期安全运行。三峡总公司将蜗壳结构形式的选择作为电站设计中的重大问题，并于1997年底委托原武汉水利电力大学对三峡水电站厂房充水保压钢蜗壳外围混凝土结构进行研究，为三峡水电站钢蜗壳外围混凝土结构型式选择提供的论证依据，为钢蜗壳外围混凝土结构配筋的优化设计提供依据。原武汉水利电力大学全面地收集、总结国内外大型水电站相关的原型测试和观测资料；根据三峡电站的具体情况，采用不同的“充水保压”值进行蜗壳结构三维有限元计算分析；选取70m水头保压值进行大比例尺的仿真结构整体模型试验；在

模型试验中，用蜗壳设计内水压力反复加载1 200次，模拟结构受力特点，并进行超载试验；选取典型断面进行平面非线性分析，研究结构超载状态及承载能力。本研究成果的创新之处在于：1．采用收集、总结国内外大型水电站的相关资料、计算分析、大比例尺模型模型试验等几种技术路线的综合手段。对钢蜗壳外围混凝土结构型式、安全度以及优化配筋方案进行综合分析和全面研究，研究成果具有完整性和综合性。研究过程中：2．在有限元计算中，首次考虑保压施工期时加压闷头产生的附加力对蜗壳结构应力分布的影响，计算方法具有准确性。3．采用大比例尺(1：12)仿真模型研究三峡水电站700MW机组段(38.2mX39.0m)座环、钢蜗壳和外围混凝土蜗壳结构，试验模型尺寸大，在国内、外属首次。4．仿真模型试验中，在设计内水压力荷载作用下，进行反复加载1200次，模拟结构长期运行受力特点，检验结构的耐久性；反复加载次数高，这在以往的蜗壳仿真模型试验中是没有的，在国内、外属首次。经过上述研究工作，对三峡水电站蜗壳结构提出了建议：1．可以适当的提高充水保压值；2．适当减少钢蜗壳外围混凝土中的钢筋用量；3．也可采用钢蜗壳与外围钢筋混凝土完全联合承载的蜗壳结构型式。该项目研究成果为三峡水电站钢蜗壳外围混凝土结构型式选择的论证提供了重要的依据，对目前采用的“充水保压”钢蜗壳外围混凝土结构型式的安全度分析、结构优化配筋提供了科学的依据和成果。同时对我国大型水电站(如准备兴建的溪落渡和小湾水电站)钢蜗壳外围混凝土结构型式的设计也具有重要的参考价值，这种结构形式将在我国的水电建设上得到广泛的应用。进一步分析总结三峡水电站原型监测成果，完善大型水电站蜗壳外围混凝土其他结构型式的研究。

成果所处阶段：大规模、大范围应用阶段

成果来源：湖北省

溪洛渡、向家坝水电站输电方案重大技术问题综合研究

成果内容简介：本项目是由国家电力公司战略研究与规划部委托中国电力科学研究院开展研究的研究课题，是金沙江一期工程输电系统规划设计项目的子课题。本研究收集和分析了世界各国特高压和750kV输电工程发展过程和现状，技术特点和可靠性。并采用电力系统机电暂态程序BPA和电磁暂态程序EMTP研究了以下的内容：l 150kV、750kV和500kV各输电方案电压控制和安全稳定计算分析；直流笋电方案常规计算分析；华中、华东电网多回直流落点安全稳定问题计算分析。在上述研究基础上，论述各输电方案的技术可行性，并结合全国联网和西南水电中长期发展规划论述该输电工程各方案的优缺点，其研究成果与该工程的其它研究成果结合，为最终确定该输电工程推荐方案提供了充分的依据。该项目的技术关键为特高压输电系统的电压控制以及发电机相对功角稳定性分析；同一地区多回直流落点安全稳定性分析。在复杂大系统中对上述问题进行详细模拟工作在我国属首次，其中大容量、长距离特高压输电系统需装串补、同一区域网大容量直流逆变站数达到六个，其同时换相失败的影响等研究是世界上最新的研究成果。在国内外处于领先水平。该项目解决了难度很大的特高压、750kV和直流输电三类输电方案的比选问题，为最终确定推荐溪洛渡、向家坝输电方案奠定了基础。重大工程方案的正确确定，可减少工程投资，减少工程的运行费用、受阻发电量和停电损失，可取得巨大的经济效益。