SL 555-2012 小型水电站现场效率试验规程.pdf

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  • 式中n—指数,理论值为 0. 5

    2.4.7平均流速meanvelocity

    流量除以过流断面(单位:1/min),按式(2.4.7)计算

    市政工程标准规范范本式中 Q—流量; A—过流断面面积

    2.5.1绝对压力absolute pressure (Pahs)

    2.5.1绝对压力absolutepressure(Pabs)

    测量仪器反映的压力(单位:Pa),为同地点的流体绝对 压力与环境压力之差,又称工程压力。

    式中 Pabs 流体绝对压力; Pamh 环境压力。

    式中下标1—水轮机高压侧基准面; 下标2—水轮机低压侧基准面; U、& 基准面的流速和高程

    p 2 =pa 2 g = g1 + g2

    2 g = g1 + g2

    式中下标3一电站上游进水口水位; 下标4电站下游尾水管出口水位。

    水电站引水建筑物中损耗的比能,等于电站比能与水轮机的 水力比能之差(单位:J/kg):

    相对于机械基准面,尾水管出口断面绝对压力减去汽化压力 所形成的比能(单位:J/kg),按式(2.6.5)计算。

    g2(2t 22) 02 2

    2.6.6电站毛水头 powerstationgrosshead(H

    电站上游进水口水位和下游尾水管出口水位之差(单位: m)。电站毛水头按式(2.6.6)计算。

    2.6.7水轮机水头turbinehead(H)

    按式(2.6.7)计算(单位:m)。关于各种型式水轮机水头 的定义见附录A。

    按式(2.6.8)计算(单位:m)。

    按式(2.6.9)计算(单位:m)。

    2.6.10水轮机基准面

    1o水轮机基准面Turbinereferencelevel(z,) 规定的水轮机基准点的海拔(单位:m)。

    用于生产电能的水流功率.(单位:W)。按式(2.7.1) 计算。

    Ph=E(pQ)=gH(pQ)

    其中,(pQ)可以是(pQ),或(pQ)2 。

    2.7.3发电机输出功率

    2.7.3发电机输出功率electricalpowerofgenerator(Pgen)

    2.7.4变压器输入功率

    2.7.5变压器输出功率

    2. 7.7 变压器损耗

    变压器输入接线测得的功率(单位:W)。可近似认为:

    lossesoftransformer(Pi.f)

    在变压器输人端功率Pt与变压器输出端功率Pt2之差(单位: WD

    2.7.8电站输出功率electricalpowerofthepowerplant

    电站输出线测得的功率(单位:W)

    用于辅助设备的功率powerforauxiliarydevices(PL,x) 电站用于辅助设备的功率(单位:W)。

    水轮机输出功率与水力功率之比(%):

    2.8.2水轮机相对效率

    任意工况点的效率与基准值(效率)之比(%)。一般基准 值选最高指数效率。

    weighted average efficiency (nw)

    按式(2.8.3)计算。

    Win+W2n+Ws+ w w+w.+w.+

    武中1、2、3、 规定工况点的效率; Wi、W2、W3、... 由供需双方商定的对应于上述规定工 温占的加叔系数

    2.8.4算术平均效率

    Pgen Pen + PL.gen transformerefficier

    变压器输出功率除以输入功率(%),按式(2.8.6)计算

    2.8.7变压器负载系数

    式中 12 变压器负载侧实际电流,A; I2n—变压器负载侧额定电流,A; S。一变压器的计算或实际视在功率,kVA; K 无功功率经济当量,kW/kvar;

    P t2 BScosQ quf Ptfl βScos+P。+B2Pk

    I=S B= P。+KQ B= P. + KQ.

    2.8.8水轮发电机组效率

    o 变压器空载损耗的无功部分,kvar; 一变压器负载损耗的无功部分,kvar

    Pgen pEQ pg HQ nt efficiency (nplant)

    Pout /plant pg H.Q

    在合同或技术规格中指定的转速、水头以及吸出高度下的运 行状态。

    test state

    由各仪器读数平均、修正算出的各单项测定值计算求出的效 率值。

    测程中的参数(水头、流量、功率及转速值)相对于其平均 值的变量。

    2.10.1测量值的绝对误差(不确定度) Absolute error (uncertainty)inthevaluexof ameasuredquantity(ex) 被测量的测量值与真实值*之差。

    (2. 10. 1)

    通过试验获得的被测量的数值。 2.10.3相对误差 (不确定度) Relative error (uncertainty)

    .10.4系统不确定度 SystematicuncertaintyL(fs

    2.10.5随机不确定度

    (2. 10. 3)

    由机组运行状况和测试过程等不可预见性造成的相对不 度。按t分布计算。

    2.10.6水轮机输出功率不确定度

    er output (fr.t)

    水轮机轴功率测量的总相对不确定度,包括系统不确定度和 随机不确定度。系统不确定度为各个参数单项测量的系统不确定 度之方和根

    output (fp.sen)

    2.10.8效率不确定度

    2.10.9功率不确定度

    功率测量的总绝对误差与功率测量值之比(%)。 2.10.10功率损失不确定度uncertaintyofpowerloss(fL) 功率损失测量的绝对误差与功率损失测量值之比(%)。 2.10.11比能不确定度uncertaintyofspecificenergy(fe) 比能值的相对不确定度。 2.10.12流量不确定度uncertaintyofdischarge(fQ) 流量值的相对不确定度。

    流量值的相对不确定度。

    3试验内容、试验条件和试验程序

    3.1.1电站效率nplant可通过以下方式获得:

    3.1.1电站效率nplant可通过以下方式获得: 1测量电站输出功率Pout、水轮机流量Q和电站毛水头 Hg;按式(2.8.9)计算nplant。 2分别获得水轮机效率n、发电机效率ngen和变压器效率

    H Iplant gen u H.

    1通过测量发电机输出功率Pen、水轮机流量Q和水轮机 水头H,按式(2.8.8)计算nu。 2分别获得水轮机效率nt、发电机效率nen,按式 (3. 1. 2) 计算 nu。

    Nu = NNgen

    3.1.3变压器效率m可采用工厂设计值(铭牌)按式(2.8.6)来 确定,不必实测变压器效率。如合同要求需要进行现场测试时,应 参照GB1094.1中的要求测试空载损耗P。和负载损耗Pk。 3.1.4发电机效率ngen可采用工厂设计值来确定,不必实测发 电机效率。如需要进行现场测试时,应参照GB/T22140执行。 3.1.5水轮机效率n可通过测量水轮机输出功率Pt、水力功率 Ph(水轮机流量Q和水轮机水头H),按式(2.8.1)计算。水 轮机输出功率P.的测量按8.3节执行。 3.1.6水轮机相对效率㎡”的测试按第10章执行。 3.i.7电站输出功率、发电机输出功率和水轮机输出功率的测 量按第8章执行;水轮机流量的测量按第7章执行;电站毛水头 和水轮机水头的测量按第6章执行。

    3.2.1测程内数值的波动应符合下列规定:

    3.2应满足的试验条件

    n/VE 0.97≤ ≤1.03 mSP/

    E Esp ≤1. 2 0.90≤ ≤1.10 nP

    3.2.3验收试验时,反击式水轮机净正吸入比能NPSE不应低 于规定的数值。当水力比能或转速实际平均值与规定值有偏差 时,需要提供NPSE/E的最小保证值相对于E值的曲线。实际 NPSE/E不应低于此曲线(见图3.2.3)。冲击式水轮机最高尾 水位不应超过规定的数值,

    图3.2.3NPSE/E最小保证值曲线

    3.3.1 试验前应编写试验大纲,应主要包括以下内容: 1 工程概况。 2 试验的目的。 试验测试方法。 4 试验测点的布置、工况点的选取与试验的程序。 5 试验报告的要求,

    .3.2试验准备工作应包括以下内

    1工程管理单位应将与试验有关的图纸、资料、文件、技 术要求、合格证和运行条件等提交试验单位。 2试验前应对机组状态和测试系统的完整性,流道是否畅 通,通流部件有否磨损空蚀,测压孔、测压管及连接管形状位置 是否正确,是否畅通无阻等进行全面检查。 3根据测流方法,机组投入试验前应精确测出测试段管道 几何尺寸。应确定高程基准点,以此传递到水力比能测量系统。 通过测取发电机功率间接测取水轮机输出功率时,应事先给出发 电机效率现场试验结果或厂家给定值。 4应对试验仪器设备进行标记和率定。标记应注明型号、 量程、精度、制造厂、编号、出厂日期和有效使用期。率定时: 全部仪器,包括电气测量的互感器,试验前均应按有关规程进行 率定。如不在现场率定,应提供有效检验证书。所有仪器的率定 曲线和必要的修正,应在试验前提出。

    3.3.3需要时可在正式试验前安排预备试验。预备试验可选择

    1 正式试验按拟定的试验计划进行。 观测记录表至少应包括以下内容: 1)电站名称和机组编号及仪表编号。 2)导叶、轮叶和喷针的开度。

    3)观测点读数及时间,以及试验环境中值得注意的事项。 4)观测者签字,校核者签字。 3采用直接读数的仪表,读数时的时间间隔应相同,读数 的次数由试验负责人确定。读数时间间隔不应与仪表或被测值振 动周期相重合或成倍数关系。当数值波动时,宜采用直读最大、 最小值的平均值。 4采用仪表自动记录读数(模拟量或数字量)时,仪表的 精确度和分辨率应与直读式仪表相当或更高。 5试验完成后,应在现场按试验前的率定值对代表性的结 果进行校核计算,发现错

    试验报告应由试验负责人负责编写。 试验报告的内容应包括以下各项: 1)试验的目的。 2)与试验有关的全部原始文件。 3)试验依据标准。 4)参加试验的人员。 5)水轮机型式、特性及技术说明书。 6)与机组有关的引水排水、闸门水工建筑系统图纸及 资料。 7)机组运行状态,自投人运行至正式试验的运行时间、 功率变化、水头及流量变化。 8)水轮机通流部件检查情况。 9水轮机性能保证的细节。 10)全部试验测试设备的型号、性能及率定情况的说明。 11)试验程序。 12)至少给出个典型测点(如最高效率点)从原始数据 到最终结果的详细算例,应包括计算用的原始曲线, 如压力一时间法的水锤过程线路桥设计、计算,流速仪法的流速分布 曲线等

    13)列表汇总全部测试结果,包括水力比能、流量、功 率、效率、计算结果及必要的中间数据,以及测试 结果的换算与修正值。 14)各测量参数的系统误差、随机误差以及效率综合不确 定度的估算。 15)以图示曲线说明主要测试结果。 16)根据图示曲线和数据表进行相关分析讨论。 17)测试过程中是否发生不良影响的大事记

    4.0.1对每个测点的各被测量(Q、E、P、n),应计算它们在 每个测程中读数或记录的平均值。对有多测程的情况,应取各测 程的平均值的平均值

    4.0.2若各工况点测得的水力比能E。和转速n与规定值Esr和

    .0.2若客工况点测得的水力比能E,和转速n与规定值Esp和 nsp有偏差,应根据相似定律进行换算。可按GB/T15613.2 执行。

    暖通标准规范范本1电站效率相对于P。ut的关系曲线。 2水轮发电机组效率相对于Pgen的关系曲线。 3可调水轮机效率n相对于Pesp"s或Qesp"se的关系曲线、 Prsp相对于Esp的关系曲线。 4 不可调水轮机 Qusp、Pnsp、n对应于 Ensp的关系曲线。

    5.1 不确定度与误差

    5.1.1测量不确定度应考虑的误差类型有:系统误差、随机误 差和伪误差。伪误差不应计入任何统计分析中,应将这类测点从 结果中剔除。当伪误差不足以使结果失效时,应根据有关的取舍 判据决定可疑的离异点是否舍去或保留(排除离异点的方法参见 附录C)。 5.1.2应分别确定流最水头(比能)和功率的不确定度

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