水力发电系统强迫振动响应分析

摘要

在偏离设计的工况点运行时，混流式水轮机尾水管中会产生空化涡带，它会与水力系统相互作用。共振风险的评估常常使用本征模态计算的方法。然而，依据幅值和相位，不能预测系统对空化涡带引起的激振源的响应。只有与本征模态振型相关的频率和阻尼能够预测。除了这种模态分析，共振风险评估能够由强迫振动响应分析完成。这种方法能够识别每一个本征模态对系统响应的贡献，响应取决于系统的边界条件和激励源的位置。本文对混流式水轮机水电站进行了强迫振动响应分析，包括水力系统、旋转轮系、电气系统和控制设备。首先，给出了强迫振动响应分析的一般方法，并通过时域仿真进行了验证。接着，进行了电气，水力和水电系统的分析，并与控制结构对由空化涡带引起的压力脉动的影响分析进行了比较。