一种渠道引水式电站水轮机能量特性测试水位控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种渠道引水式电站水轮机能量特性测试前池水位控制方法，包括如下步骤：(1)采用至少4声路布置；(2)将所有换能器电缆从流道内引至流道外，并将电缆接入前置单元，并接上笔记本电脑，在流道有水条件进行调试；(3)在笔记本电脑的测流软件中设定记录的间隔，记录每个工况的开始时间和结束时间，每个工况的试验结束后，可以根据试验的起止时间，导出历史数据，并进行分析；本发明采用了可变声路角度的新型渠道换能器，方便安装，提高测流精度，提高了系统的测试精度。
【专利说明】一种渠道引水式电站水轮机能量特性测试水位控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水电站水轮机性能测试方法，尤其涉及一种渠道引水式电站水轮机能量特性测试水位控制方法。
【背景技术】
[0002]渠道引水式电站渠道可当作引水渠，为无压引水式水电站集中落差，形成水头，并向机组输水；也用作尾水渠，将发电用过的水排入下游河道。当渠中通过最大流量时，压力前池水位低于堰顶；当过机流量减小到一定程度时，前池水位超过堰顶，溢流堰开始溢流。当水电站引用流量为零时，通过渠道的全部流量由溢流堰溢走。由于渠道引水式电站渠道的特殊性，给机组能量性能测试带来一定困难。传统的渠道测流方法是流速仪法，这种方法普遍存在准备工作量大、安装麻烦、不能做到长期在线监测等问题。所以，目前国内很少采用流速仪法来完成机组性能试验。
[0003]随着电子技术和材料技术的飞速发展，超声波法测量明渠流量近几年逐步得到应用。但受测流断面选择和断面积分方法要达到实测水轮机过机流量测量精度要求，以及控制前池水位的变化满足规程要求等原因，渠道超声波流量计目前大多只应用在水利工程输水计量中，而在此类型水电站机组能量性能测试中应用还很少。
【发明内容】
[0004]本发明就是针对上述问题，提出一种测试精度高、操作简单的渠道引水式电站水轮机能量特性测试前池水位控制方法，可解决现有技术中存在的工作量大、安装不方便和实时性差等缺陷。
[0005]为达到上述技术目的，本发明采用了一种渠道引水式电站水轮机能量特性测试前池水位控制方法，包括如下步骤:
[0006](I)采用至少4声路，即8个超声波换能器布置，另加一个上视式超声波水位计，上视式超声波水位计安装在渠底。测流换能器安装在合适的渠道位置，换能器电缆从此处引出渠道外。
[0007](2)将所有换能器电缆，包括流速换能器和水位换能器电缆，从流道内引至流道夕卜，并将电缆接入测流仪器前置单元，通过主机(笔记本电脑)进行控制，并在流道有水条件进行调试；
[0008](3)前后2个电站流量调节装置(导水叶)，按一定规律进行调节(见后述)，以满足下游电站试验水头稳定要求，提高测试精度。
[0009](4)在笔记本电脑的测流软件中设定记录的间隔，记录每个工况的开始时间和结束时间，每个工况的试验结束后，可以根据试验的起止时间，导出历史数据，并进行分析。
[0010]本发明采用了可变声路角度的新型渠道换能器，方便安装，提高测流精度，提高了系统的测试精度。本发明的方法和思路为渠道引水式电站水轮机能量特性测试开辟了一条新的途径，对了解机组特性和优化调度方案奠定了坚实基础。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1所示的是本发明的测流系统示意图；
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细地说明。
[0013]一种渠道引水式电站水轮机能量特性测试水位控制方法，包括如下步骤:
[0014](I)采用至少4声路，即8个超声波换能器布置，另加一个上视式超声波水位计，上视式超声波水位计安装在渠底。测流换能器安装在合适的渠道位置，换能器电缆从此处引出渠道外；
[0015](2)将所有换能器电缆，包括流速换能器和水位换能器电缆，从流道内引至流道夕卜，并将电缆接入测流仪器前置单元，通过主机(笔记本电脑)进行控制，并在流道有水条件进行调试；
[0016](3)前后2个电站流量调节装置(导水叶)，按一定规律进行调节(见后述)，以满足下游电站试验水头稳定要求，提高测试精度(注:2个电站中间流道无泄漏)；
[0017](4)渠道流量由上游电站进行粗调，流量大小由所需试验负荷进行细调；每个工况点流量调节最终要使下游试验电站压力前池水位保持最高、且不溢流；
[0018]a、首先将第一个试验工况点的上游电站某台机组带至满负荷，将该电站其他机组带1/3负荷左右；
[0019]b、再将下游试验电站被试机组带至满负荷；
[0020]C、观察超声波水位测量值，使下游试验电站压力前池水位保持最高、且不溢流；
[0021]d、调整试验电站负荷至第二个试验工况点，逐渐减少上游电站负荷，观察水位，使不出现溢流为止；充分稳定后，开始记录第二组试验数据；
[0022]e、以此类推，进行其他工况点试验；
[0023]f、如果有溢流，逐渐减少上游电站负荷，使不出现溢流为止；如果达不到所要求的前池最高水位，则逐渐加大上游电站负荷，使不出现溢流为止；充分稳定后，开始记录第一组试验数据；
[0024](5)在笔记本电脑的测流软件中设定记录的间隔，记录每个工况的开始时间和结束时间，每个工况的试验结束后，可以根据试验的起止时间，导出历史数据，并进行分析。(如图1所示)。
【权利要求】
1.一种渠道引水式电站水轮机能量特性测试水位控制方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)采用至少4声路，即8个超声波换能器布置，另加一个上视式超声波水位计，上视式超声波水位计安装在渠底，测流换能器安装在合适的渠道位置，换能器电缆从此处引出渠道外； (2)将所有换能器电缆，包括流速换能器和水位换能器电缆，从流道内引至流道外，并将电缆接入测流仪器前置单元，通过主机(笔记本电脑)进行控制，并在流道有水条件进行调试； (3)前后2个电站流量调节装置(导水叶)，按一定规律进行调节(见后述)，以满足下游电站试验水头稳定要求，提高测试精度； (4)渠道流量由上游电站进行粗调，流量大小由所需试验负荷进行细调；每个工况点流量调节最终要使下游试验电站压力前池水位保持最高、且不溢流； 具体包括: a、首先将第一个试验工况点的上游电站某台机组带至满负荷，将该电站其他机组带1/3负荷左右； b、再将下游试验电站被试机组带至满负荷； C、观察超声波水位测量值，使下游试验电站压力前池水位保持最高、且不溢流； d、调整试验电站负荷至第二个试验工况点，逐渐减少上游电站负荷，观察水位，使不出现溢流为止；充分稳定后，开始记录第二组试验数据； e、以此类推，进行其他工况点试验； f、如果有溢流，逐渐减少上游电站负荷，使不出现溢流为止；如果达不到所要求的前池最高水位，则逐渐加大上游电站负荷，使不出现溢流为止；充分稳定后，开始记录第一组试验数据； (5)在笔记本电脑的测流软件中设定记录的间隔，记录每个工况的开始时间和结束时间，每个工况的试验结束后，根据试验的起止时间，导出历史数据，并进行分析。
【文档编号】G01M99/00GK104458307SQ201410742501
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月5日 优先权日:2014年12月5日
【发明者】秦睿, 刘秀良, 闵占奎, 张小敏, 董开松, 李 诚, 李臻, 王维洲, 赵耀, 郑翔宇, 杨俊 , 赵炜, 马喜平, 甄文喜, 魏博, 张光儒, 李志敏, 沈渭程, 党云平, 陈明忠, 王娅君, 张娟, 刘璐, 陈志彤, 汪红燕, 杨柯 申请人:国家电网公司, 国网甘肃省电力公司电力科学研究院, 国网甘肃省电力公司