水电站厂房动力安全评估研究

摘要

我国水力资源丰富，也十分重视水电开发利用。随着一大批大容量、高水头水电站的建成，水电站厂房结构和机组的尺寸越来越大，其振动安全问题也日益突出，能否保障水电站的安全稳定运行也更加重要。本文以一大型水电站厂房原型观测数据为依托，构建了水电站厂房的动力安全评估体系，并对该水电站厂房进行了动力安全评价。主要的研究内容及结论如下： （1）构建了水电站厂房的动力安全评价框架。不同型式水电站厂房结构特点不同，机组和厂房结构振动特性也会有所区别。本文针对坝后式、河床式以及地下式三种基本结构型式的厂房，分别从厂房结构振动安全和机组振动安全出发，总结提出了水电站厂房动力安全评价框架。 （2）水电站厂房振动控制标准研究。通过收集并查阅国内外水电站厂房以及机械基础结构等相关规范，对水电站厂房结构振动控制标准和机组振动控制标准进行了分析和总结，并结合水电站结构特点、运行环境和设计要求，分析和研究了水电站厂房关键部位的振动运行限值，为水电站厂房动力安全评价提供了评价标准。 （3）基于水电站厂房动力安全评价框架和振动控制标准，并以一大型水电站地下厂房原型观测试验数据为依托，分析了地下厂房机组和厂房结构在变负荷、变转速、发电机升压以及自动开停机工况下的振动情况，发现部分机组段的顶盖出现振动超标现象，建议对其加强振动安全监测。 （4）提出了一种基于变分模态分解（VMD）的水电站厂房结构模态参数识别方法。该方法有比较好的抵抗模态混叠的能力和抗噪性，能够比较准确地识别出水电站厂房结构的自振频率，并将该方法应用于水电站厂房动力安全评价中，对厂房结构进行了共振校核。

目录

第一个书签之前

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 我国水电行业现状

1.1.2 水电站厂房振动安全问题

1.2 主要研究方法及现状

1.2.1 厂房振动安全研究

1.2.2 振动控制标准研究

1.2.3 模态参数识别研究

1.3 本文框架及研究内容

第2章 水电站厂房动力安全评价框架

2.1 地下式厂房动力安全评价框架

2.1.1 厂房安全评价部位

2.1.2 实测数据处理

2.1.3 安全评价指标

2.1.4 安全评价标准

2.1.5 安全整改措施

2.1.6 安全评价框架

2.2 坝后式厂房动力安全评价框架

2.3 河床式厂房动力安全评价框架

2.4 本章小结

第3章 水电站厂房振动控制标准研究

3.1 水轮发电机组振动标准

3.1.1 水轮发电机组的安装

3.1.2 水轮发电机组的试运行

3.1.3 水轮发电机组的稳定运行

3.1.4 水力发电机组振动的日常测量和评价

3.2 水电站厂房结构的振动标准

3.2.1 机墩振动控制标准

3.2.2 楼板振动控制标准

3.2.3 国外有关厂房结构振动的标准

3.3 人体舒适振动的标准

3.4 本章小结

第4章 大型水电站地下厂房动力安全评价

4.1 工程概况

4.2 原型观测简介

4.2.1 测点布置

4.2.2 振源分析

4.2.3 振动控制标准

4.3 机组动力安全评价

4.3.1 变转速试验安全评价

4.3.2 变负荷试验安全评价

4.3.3 发电机升压试验安全评价

4.3.4 自动开停机试验安全评价

4.4 厂房结构动力安全评价

4.4.1 定子基础

4.4.2 下机架基础

4.4.3 支承柱

4.4.4 岩锚梁

4.4.5 厂房桁架

4.4.6 楼板

4.5 本章小结

第5章 基于VMD的水电站厂房结构模态参数识别方法

5.1 变分模态分解

5.2 仿真信号分解

5.2.1 含间断信号的仿真信号分解

5.2.2 噪声污染的仿真信号分解

5.3 厂房结构模态参数识别

5.4 厂房结构共振校核

5.5 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢