水轮机模型压力脉动的测试及分析方法.pdf

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1、第11期(总第93期)中国水能及电气化ChinaWaterPower&Electritication水轮机模型压力脉动的测试及分析方法姚丹，卢池(东芝水电设备(杭州I)有限公司，浙江杭州310016)摘要：结合水轮机模型试验工作实践经验，综述了水轮机模型压力脉动测试的原理及数据采集、分析方法。水轮机模型试验结果是原型机压力脉动变化趋势分析及稳定性研究的重要参考依据，因此进一步提高模型压力脉动测试的精度及分析方法，是目前的一项重要课题。关键词：水轮机模型；压力脉动测试；分析方法中图分类号：TV734．1文献标识码：A文章编号：1673—8241(2

2、012)11—0061—04TestandAnalysisMethodofTurbineModelPressurePulseYAODan，LUChi(ToshibaHydroPower(Hangzhou)Co．，Ltd．，Hangzhou3lO01&China)Abstract：Thepracticalexperienceofturbinemodeltestworkiscombinedforsummarizingtheprincipleanddatacollectionaswellasanalysismethodofturbinemodelpre

3、ssurepulsetest．Theturbinemodeltestresultisimportantreferencebasisofprototypemachinepressurepulsechangetrendanalysisandstabilitystudy,therebyfHitherimprovingthepressureandanalysismethodofmodelpressurepulsetestisstillanimportanttopiccurrently．Keywords：turbinemodel；pressurepulse

4、test；analysismethod随着水轮机单机容量及机组部件的增大，振，将直接影响机组乃至整个厂房的安全稳定机组的安全稳定运行显得尤为重要。影响机组运行。因此，在水轮机模型试验中，应努力提稳定运行的因素很多，压力脉动就是其中的一高压力脉动的测量精度，准确分析水轮机的压个重要因素。水轮机的压力脉动可能对过流力脉动特性。本文主要介绍水轮机模型压力脉部件的瞬时超值荷载形成过大机械应力和在机动测试的数据采集及分析方法。组部件上形成交变应力，导致机组某些部件的1测试原理及方法疲劳破坏。另外，如果压力脉动频率与机组部件的固有频率相重合，可能引起机械部件

5、的共水轮机模型压力脉动测试系统如图1所收稿日期：2012-07．17作者简介：姚丹(1985~，女，工学学士，工程师，一直从事水轮机模型试验相关工作。E-mail：yao．dan@toshiba-thpc．cornCHINAWATERPOWER&ELECf~IFICATION中圈水雌及电气化I61设计施工与运营管理Design．Construction&OperationManagement示。首先通过压力脉动传感器和放大器在示波短，采集的波形可能不完整，就会出现信号遗器上得到水轮机压力脉动的时域波形，主要用漏现象。因此，设置适当的采样频率与采样

6、数于分析压力脉动的绝对值状况，然后通过傅立目(采样时间间隔△f乘以采样数目Ⅳ等于采样叶变换得到压力脉动的频域波形图，用于分析时间，)是非常重要的。压力脉动的频率成分。假设对一模拟信号X()每隔Af采样一次，则其采样频率为l／△f(其中t=0，At，2At，3At，⋯)，在不同时刻采集到的x(t)的数值即为采样值。这样，信号x(O就可以用一组分散的采样值来表示：{(O)，x(At)，x(2At)，⋯}图2显示了一个模拟信号和以△为采样间隔进行采样后的采样值，显然其采样点在时域计算机处理系统上是分散的。图1压力脉动测试系统1．1测量仪器为了保证测试精

7、度，对输入信号必须采取抗干扰和稳定处理，这是准确采集试验数据的前提条件。例如单独敷设带金属屏蔽的控制电．．一一缆，采用精度高、稳定性好的压力传感器，优时间r(nn)选压力传感器及放大器的安装位置等。图2以△沩采样间隔的采样值1．2测点位置水轮机压力脉动主要是由水力机械流道如果对信号x(t)采集Ⅳ个采样点，那么和流场中的叶片及导叶引起的。对于压力测(f)就可以用下面这个数列表示：点位置，除了通常在蜗壳进口、转轮与导叶{1，X2，X3，X4，⋯，Ⅳ}之间以及尾水锥管的距转轮0．3～1．O倍直径这个数列被称为信号x(t)的采样显示。处的上下游侧设置测点

8、外，也可在肘管的弯根据采样定理，采样频率必须要大于信号管处及扩散管处布置压力测点。在条件允许最高频率的2倍，才能无失真地保留信号的完的情