水电站水泵运行时断路器开断最佳负荷值的选定

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相关研究工作发现 ：水泵水轮机在基于过渡过程的运行状态下，会在转轮及叶片装置当中出现-定的应力。在水泵机组转轮装置所流经水流产生共振现象的过程当中，使此状态下的应力水平明显较高。造成这-现象的因素主要包括以下几个方面：水泵机组导叶叶片数量 ；水泵机组转轮装置叶片数量；运行工况负荷数值；导叶装置关闭速度等。因此，在水电站水泵运行的过程当中，就需要对应力指标进行合理控制，以确保应力分布相对应水泵水轮机组的影响能够得到显著的降低与控制。因此，为了确保水电站水泵运行状态下，整个机组的安全与可靠，就需要重点关注对断路器开断最佳负荷取值的确定工作。本文结合实践工作经验，就上述相关问题做详细分析与说明。

1水电站水泵运行概况某水电站共安装有4台水泵水轮机 -发电电动机运行机组 ，水泵机组正常运行状态下的单机容量设定为 300MW 状态，额定水头长度为 244.Om (最大水头长度为 286.0m，最小水头为234.0m)。转轮部件半径参数为 2400.0m，且正常运行状态下的额定转动速度设定为平均 300r/min。水电张所选取的断路器为 ABB公司所生产的发电机断路器，该型号断路器所对应的开端故障电力次数为6次。说明开断正常电流负荷所对应电流数值越大，相应的使用寿命也就越短。

2断路嚣开断最佳负荷值的选定方案基于对厂家设计参数的分析，该水电站机组水泵在正常运行状态下的开断负荷取值应当控制在 110～300MW单位范围之内。为了确保所选取的开断负荷数值最优，就需要通过试验的方式实现。具体的试验思路为：分别在1 、5 、以及10#导叶上，对叶片部件与转轮装置之间的对应应力关系进行测定。整个测定是建立在不同负荷工况基础之上完成的 (具体的负荷工况按照 110MW、220MW、260MW、以及 300MW 这 4个 等级进行划分)。具体的试验结果同样可以按照负荷工况的不同，分以下 4个方面进行详细总结。

2.1建立在 负荷工况 110MW 状态下的断路器开断试验结果分析图 1为在 1IOMW 负荷工况状态下，断路器开断试 验结果示意图♂合图 1中的相关数据不难发现：在整个机组水泵运行负荷自300MW极大值逐步降低至 1 IOMW极小值的过程当中，导叶部件相对于转轮装置的压力呈现出了-定程度上的上升取值 (在运行负荷取300MW极大值的状态下，压力为2.80MPa；在运行负荷取 1IOMW极小值的状态下，压力为3.84MPa)，2者之间为反相关关系。与此同时，在断路器断开 14.0s时间状态下，整个水泵运行机组的转动速度仅表现为3/4额定转动速度。

2.2建立在负荷工况 220MW 状态下的断路器开断试验结果分析在整个水电站水泵机组运行负荷自300MW极大值逐步降低至220MW设定值的过程当中，导叶部件相对于转轮装置的压力同样有所上升 (在运行负荷取 300MW 极大值的状态下 ，压力为2.80MPa；在运行负荷取220MW设定值的状态下，压力为 3.42MPa)，2者之间同样为反相关关系。并且，在断路器断开 7.0s时间状态下，整个水泵运行机组的转动速度仅表现为 3/4额定转动速度。

至运 蕾贽lO9876i歪321时间/s图 1 负荷工况 1 1 0MW状态下断路器开断试验结果示意2.3建立在负荷工况 260MW 状态下的断路器开断试验结果分析在整个水电站水泵机组运行负荷自300MW极大值逐步降低至260MW设定值的过程当中，导叶部件相对于转轮装置的压力有所上升 (在运行负荷取 300MW极大值的状态下，压力为 2.80MPa；在运行负荷取 260MW设定值的状态下，压力为3.30MPa)，2者之间同样为反相关关系。并且，在断路器断开 5.0s时间状态下，整个水泵运行机组的转动速度仅表现为3/4额定转动速度。

2.4建立在负荷工况 300MW 状态下的断路器开断试验结果分析图2为在 300MW负荷工况状态下，断路器开断试验结果示意图♂合图 2中的相关数据不难发现：在整个水电站水泵机组处于满负荷 (即 300MW 负荷工况 )的情况下，导叶部件相对于转轮装置之间的断路器直接表现为断开，2者之间所形成的压力取值为2.80MPa。同时，值得注意的-点是，为了防止水泵机组压力钢管内水流出现反向性移动的问题 ，因此就要求导叶能够在较短的时间内，实现自最大开度下降至极小值的状态。在断路器断开3.5s时间状态下，整个水泵运行机组的转动速度仅表现为3/4额定转动速度。

(下转第34页)AGRtCULTURE AND TECHNOL0GY 275 O 5 O 5 O 5 O 5 O 5 O 5 0 如” 加" m农业与技术 第33卷 第 7期 2013年 7月将秋季农机化生产工作当作 目前农机化任务的首要工作，作的开展需 围绕重点作物以及重要的生产环节的机械化生产.明确工作内容，落实控制措施，设立责任追究制度、提升农、 作业水平，由此保证秋季农业生产的发展进度。

3-3加大对农机专业合作社的扶持力度严格按照 《农业部关于加快发展农机专业合作社的意见》的要求，加大对玉米机收以及专业合作社的扶持力度，尽力带动以及引导农村集体经济组织、农机大户以及专业户等开展跨作业，竭力培养玉米机收作业的社会化服务的主体，提升农机具的使用率以及农民收入。此外，还需培育玉米机收作业市场.提升玉米机收的作业的范围以及工作效益。通过农机专业合作社来实现玉米种植的规范，采用订单化服务、生产标准化以及经营规模化等，带动朝阳市农机农艺配套设备的发展，并由此解决玉米机收社会化服务等问题，推动朝阳市玉米机收作业市场的发展进程。

3.4提升机具选型与质量调查尽力组织机具选型与质量调查的工作，提升对补贴机具质量督导的工作。相关工作人员可通过质量跟踪调查 、选型以及试验等形式，准确的向生产企业反劳户的意见、试验以及调查的结果等，参照相关意见和建议，提升机具的可靠性以及适应性～服务质量好 、性能可靠以及适用性强的机具与相关生产企业推荐给农民。

此外，还需加强投诉监督的力度，加强协调处理机械质量问题的强度，促进生产企业在生产过程中改进产品的缺点，提升服务质量以及三包水平，尽力维护农民应享有的合法权益 ，以此推动玉米机收的发展。

3.5加强科学示范推广的范围，促进新机具新技术的推广力度根据我国农机化技术推广的规律，通过推广、选型试验以及引导等流程，组织相关单位开展示范推广工作。在全国范围内选取优质的机型，然后进行示范，运用事实说服农民。且需将农机与农艺相结合，坚持农机农艺技术的协调发展。及时组建农机与农艺结合的专家组，使其发挥各 自优势，研究与协调解决玉米收获机械化过程中遭遇的困难 ，由此促进玉米收获机械化的发展。

3.6对于优秀的农机设置购机补贴资金 ，增强资金投入强度按照我国以及省内相关标准设置农机购置补贴资金，将玉米收获机作为此次补贴的重点机型。且需争取地方购机补贴资金，实现累加补贴 ，以此带动农民购机的热情。专家小组需正确的弓I导农机合作社、农机大户以及种植大户。多开展机手培训以及技术示范等活动，以此推动玉米收获机械化的发展进程。

作者简介：孟宪伟 (1971-)，女，大专，辽宁省凌源市农机化技术推广站，工程师，曾获朝阳市科技进步二等奖。

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34 AGRICU唧 RE AND TECHNoLoGY受到压力过大因素的影响，不单单会使得水泵的运行振动频繁，同时也加大了在机组维护以及保养方面的工作量♂合上述分析来看，要求在水电站水泵运行的过程当中，将断路器的开断负荷控制在 110～260MW 范围之内。在兼顾电气方面，断路器通过电流以及维护周期要求的基础之上，将水泵运行下的断路器开断负荷确定为 190MW的合理数值。

3结语本文结合某水电站水泵机组的实际情况，在分析其相关运行信息及数据的基础之上，通过建立在不同负荷工况下试验研究的方式，分 110MW、220MW、260MW、以及 300MW这4个等级进行了断路器开断动作的试验，得出在该水电站水泵机组常规运行状态下，断路器的开断负荷需控制在 1 10～260MW范围之内。同时，还需要基于对断路器通过电流以及维护周期要求数值的分析，将最合理的水电站水泵运行断路器开断负荷值确定为 190MW。