电站轴范文10篇

1贯流式水轮机的结构特点与技术经济优势

贯流式水轮机的流道形式和轴流式水轮机不同，为保证向导水机构均匀供水和形成必要的环量，保证导叶较平滑绕流，轴流式水轮机需设置蜗壳，其流道由蜗壳、导水机构和弯肘型尾水管组成。贯流式水轮机没有蜗壳，流道由圆锥形导水机构和直锥扩散形或S型尾水管组成。通常采用卧轴式布置，从流道进口到尾水管出口，水流沿轴向几乎呈直线流动，避免了水流拐弯形成的流速分布不均导致的水流损失和流态变坏，水流平顺，水力损失小，尾水管恢复性能好，水力效率高。灯泡贯流机组的发电机装置在水轮机流道中的灯泡形壳体内，采用直锥扩散形尾水管，流道短而平直对称，水流特性好。大型贯流机组几乎都是灯泡机组，中小型多采用轴伸式、竖井式等形式。

贯流式水轮机单位过流量大，转速高，水轮机效率高，且高效区宽，加权平均效率也较高，具有比轴流式水轮机更优良的能量特性。其特征参数比转速ns、可达1000以上，比速系数可达3000以上。与轴流式水轮机相比，在相同水头和相同单机容量时，其机组尺寸小，重量轻，材料消耗少，机组造价低。贯流机组电站还可获得年发电量的增加。

贯流式水轮机的空化性能和运行稳定性也优于轴流式水轮机，其空化系数相对较小，机组可靠性高，运行故障率低，可用率高，检修时间缩短，检修周期延长。对于低水头资源开发，贯流式水轮机的稳定运行范围宽，在极低水头时也能稳定运行(如超低水头1.5m以下)，是其他类型的水轮机不可比的。如广东白垢电站，额定水头6.2m，最大水头10.0m，但在1.3m水头时仍能稳定运行。

贯流式水轮发电机组结构紧凑，布置简洁，厂房土建工程量较小，可节省土建投资。贯流机组设备运输和安装重量较轻，施工和设备安装方便，可缩短工期，实现提前发电。根据国内外有关水电站的统计资料，采用灯泡贯流机组比相同容量轴流转桨机组，电站建设投资一般可节省10%～25%，年发电量可增加约3%～5%。如我国广东白垢和广西马骝滩水电站，投资节省分别达22.6%和24%。小型水电站采用轴伸贯流机组与立式轴流机组比较，也可节省建设投资约10%～20%。由此可见，贯流式水轮机是开发低水头水能资源的一种最经济、适宜的水轮机形式，具有资源利用充分、投资节省的优势和电量增值、综合效益增值的效果。

2国内外贯流式水轮机的应用现状

1贯流式水轮机的结构特点与技术经济优势

贯流式水轮机的流道形式和轴流式水轮机不同，为保证向导水机构均匀供水和形成必要的环量，保证导叶较平滑绕流，轴流式水轮机需设置蜗壳，其流道由蜗壳、导水机构和弯肘型尾水管组成。贯流式水轮机没有蜗壳，流道由圆锥形导水机构和直锥扩散形或S型尾水管组成。通常采用卧轴式布置，从流道进口到尾水管出口，水流沿轴向几乎呈直线流动，避免了水流拐弯形成的流速分布不均导致的水流损失和流态变坏，水流平顺，水力损失小，尾水管恢复性能好，水力效率高。灯泡贯流机组的发电机装置在水轮机流道中的灯泡形壳体内，采用直锥扩散形尾水管，流道短而平直对称，水流特性好。大型贯流机组几乎都是灯泡机组，中小型多采用轴伸式、竖井式等形式。

贯流式水轮机单位过流量大，转速高，水轮机效率高，且高效区宽，加权平均效率也较高，具有比轴流式水轮机更优良的能量特性。其特征参数比转速ns、可达1000以上，比速系数可达3000以上。与轴流式水轮机相比，在相同水头和相同单机容量时，其机组尺寸小，重量轻，材料消耗少，机组造价低。贯流机组电站还可获得年发电量的增加。

贯流式水轮机的空化性能和运行稳定性也优于轴流式水轮机，其空化系数相对较小，机组可靠性高，运行故障率低，可用率高，检修时间缩短，检修周期延长。对于低水头资源开发，贯流式水轮机的稳定运行范围宽，在极低水头时也能稳定运行(如超低水头1.5m以下)，是其他类型的水轮机不可比的。如广东白垢电站，额定水头6.2m，最大水头10.0m，但在1.3m水头时仍能稳定运行。

贯流式水轮发电机组结构紧凑，布置简洁，厂房土建工程量较小，可节省土建投资。贯流机组设备运输和安装重量较轻，施工和设备安装方便，可缩短工期，实现提前发电。根据国内外有关水电站的统计资料，采用灯泡贯流机组比相同容量轴流转桨机组，电站建设投资一般可节省10%～25%，年发电量可增加约3%～5%。如我国广东白垢和广西马骝滩水电站，投资节省分别达22.6%和24%。小型水电站采用轴伸贯流机组与立式轴流机组比较，也可节省建设投资约10%～20%。由此可见，贯流式水轮机是开发低水头水能资源的一种最经济、适宜的水轮机形式，具有资源利用充分、投资节省的优势和电量增值、综合效益增值的效果。

2国内外贯流式水轮机的应用现状

1贯流式水轮机的结构特点与技术经济优势

贯流式水轮机的流道形式和轴流式水轮机不同，为保证向导水机构均匀供水和形成必要的环量，保证导叶较平滑绕流，轴流式水轮机需设置蜗壳，其流道由蜗壳、导水机构和弯肘型尾水管组成。贯流式水轮机没有蜗壳，流道由圆锥形导水机构和直锥扩散形或S型尾水管组成。通常采用卧轴式布置，从流道进口到尾水管出口，水流沿轴向几乎呈直线流动，避免了水流拐弯形成的流速分布不均导致的水流损失和流态变坏，水流平顺，水力损失小，尾水管恢复性能好，水力效率高。灯泡贯流机组的发电机装置在水轮机流道中的灯泡形壳体内，采用直锥扩散形尾水管，流道短而平直对称，水流特性好。大型贯流机组几乎都是灯泡机组，中小型多采用轴伸式、竖井式等形式。

贯流式水轮机单位过流量大，转速高，水轮机效率高，且高效区宽，加权平均效率也较高，具有比轴流式水轮机更优良的能量特性。其特征参数比转速ns、可达1000以上，比速系数可达3000以上。与轴流式水轮机相比，在相同水头和相同单机容量时，其机组尺寸小，重量轻，材料消耗少，机组造价低。贯流机组电站还可获得年发电量的增加。

贯流式水轮机的空化性能和运行稳定性也优于轴流式水轮机，其空化系数相对较小，机组可靠性高，运行故障率低，可用率高，检修时间缩短，检修周期延长。对于低水头资源开发，贯流式水轮机的稳定运行范围宽，在极低水头时也能稳定运行(如超低水头1.5m以下)，是其他类型的水轮机不可比的。如广东白垢电站，额定水头6.2m，最大水头10.0m，但在1.3m水头时仍能稳定运行。

贯流式水轮发电机组结构紧凑，布置简洁，厂房土建工程量较小，可节省土建投资。贯流机组设备运输和安装重量较轻，施工和设备安装方便，可缩短工期，实现提前发电。根据国内外有关水电站的统计资料，采用灯泡贯流机组比相同容量轴流转桨机组，电站建设投资一般可节省10%～25%，年发电量可增加约3%～5%。如我国广东白垢和广西马骝滩水电站，投资节省分别达22.6%和24%。小型水电站采用轴伸贯流机组与立式轴流机组比较，也可节省建设投资约10%～20%。由此可见，贯流式水轮机是开发低水头水能资源的一种最经济、适宜的水轮机形式，具有资源利用充分、投资节省的优势和电量增值、综合效益增值的效果。

2国内外贯流式水轮机的应用现状

摘要：顶盖排水系统是水轮发电机组必要的辅助系统之一，不论机组在发电态亦或是停机态，顶盖积水主要由导叶中轴套漏水和顶盖与大轴间漏水等原因引起，顶盖排水泵作为顶盖排水系统的核心，其作用是排走渗漏积水，防止积水过多引发水淹水导轴承，导致机组非计划停运。以梨园水电站机组顶盖排水泵运行时间长为例，深刻剖析其原因并对系统进行了优化改造，大大提高了顶盖排水系统的可靠性。

关键词：顶盖排水系统；顶盖积水；渗漏积水；梨园水电站

梨园水电站地处金沙江中游，机组型式为混流式机组，装机容量4×600MW，额定水头106m。受机组结构的限制，水轮机顶盖排水采用水泵强迫排水方式，在电站建设期，按照设计将顶盖排水泵安装在顶盖支臂上，其高程为1496m。顶盖排水系统配备了3台三级自吸泵，互为备用，水泵型号为QXN30-60A/3-11,额定流量30m3/h、扬程60m。梨园水电站自4台机组投运以来，机组顶盖排水泵单次运行时间均在40min以上，排水泵运行时间［1］过长，严重影响到水泵寿命和机组安全稳定［2］运要从事水电站机械设备检修维护工作。*行（期间已损坏5台水泵）。结合问题的症结，根据顶盖排水形式合理地改造了顶盖排水系统，优化排水泵的运行方式，降低了顶盖排水泵运行时间。

1问题症结及原因分析

针对梨园水电站顶盖排水泵运行时间长的问题，从问题本质出发就水的源头和水的去向两个方面展开分析，提出了两种推断：顶盖漏水量大和顶盖排水系统排水量小。通过对2号机组顶盖漏水量［3］及顶盖排水泵流量进行多次测量得知，机组顶盖漏水量高达11.5m3/h，排水泵流量低至20m3/h。由此，判定顶盖排水泵运行时间长的症结为：①顶盖漏水量大；②顶盖排水系统流量小。针对问题症结，经过资料查询和现场检查确定找出了以下3个主要原因。

1.1顶盖排水管路长、弯头过多

水电站采用不同的泄流消能方式，对水雾的产生机理、形态及雾量多寡，存在较大的差异。对于挑流消能工程，泄流雾化会造成以下危害：厂房进水、断电、交通中断和边坡失稳。自20世纪70年代以来，国内一些专家学者对挑流雾化问题进行了广泛的研究，取得了丰硕的成果；但对于底流消能工程，其泄流雾化问题很少研究。本文就湾塘水电站底流消能雾化的数计算作一探讨。

1底流消能雾化的数学模型[1]

洪水在下泄和消能过程中，由于水流与空气边界的相互作用，使得水流自由面失稳和水流紊动加剧[2]，进而部分水体以微小水滴的形式进入空气中，产生某种形式的雾源。雾源在自然风和水舌风的综合作用下，向下游扩散，使水雾分布在下游的一定空间中。之后，水雾经自动转换过程和碰并过程转变为雨滴，以及水雾和水汽之间发生雾滴的蒸发或凝结过程。如图1所示，因雨滴数较雾滴少得多，故在本数学模型中不考虑雨滴的蒸发过程和水汽凝结为雨滴的过程，在图1中用带虚线箭头来表示。

1.1水雾雾源量的计算根据雾源产生的机理不同，底流消能雾化的雾源可分为二个；第一是溢流坝面自掺气而产生雾源；第二是水跃区强迫掺气而产生雾源。理论分析[3]和原型观测[4]都表明，后者为主要雾源，故在本数学模型中仅考虑第二雾源，而不计第一雾源对下游的影响。如图2所示，高速水流流经水跃区发生强迫掺气，其中跃首处旋涡最强，可以认为掺气点发生在此处，从而形成水气两相流。被旋涡挟持进水中的空气形成气泡，气泡在水中随着旋涡运动，有的气泡脱离自由面的束缚以水滴、水雾的形式跃出水面，从而形成雾源[5]。根据底流消能[6]的雾化机理，得到下式：

式中：ql为单位长度线源的水雾雾源量，kg/(s·m)；ρ为水的密度；Lj为水跃的长度，Lj=10.8hc(Fr1-1)0.93，hc为跃首处的水深；vc为跃首处的流速；q为单宽流量，m2/s·m；u′2为跃首处的脉动速度均方根；uw为自然风和水舌风的合成风速。

选取ρ、Lj、vc为基本物理量，令qe=ρLjvc，利用量纲分析方法式(2)可得：

1自动抓梁布置运用

采用移动式启闭设备与自动抓梁配合启闭多孔口检修闸门、叠梁闸门和拦污栅等。该布置方式有利于简化布置，降低工程造价，运行管理灵活简便。

1.1多孔口的检修闸门操作

当采用移动式启闭设备对多孔口的闸门进行操作时，如采用吊杆，则装卸繁琐费时；采用固定式启闭机则造价偏高。以某工程尾水检修闸门为例，该工程尾水设3扇检修闸门，孔口尺寸为6.095m×2.456m（宽×高），底槛中心高程为2562.686m，检修平台高程为2579.570m，3扇闸门共用1台移动式双吊点电动葫芦2×100kN-18m配合自动抓梁启闭。如采用吊杆，每扇闸门吊杆长度约15m，3m一节，人工穿卸销轴、起吊一扇闸门需近1小时，且检修平台须留有吊杆堆放空间，该方案耗时耗力，运行管理极为不便，在新建工程设计中除非有特殊要求，已很少采用该启闭方式。如三扇闸门各设一台固定式卷扬式启闭机，布置闸房、排架，该方案操作简便，但工程造价偏高。通过方案比较（如表1），采用移动式启闭机设备配合自动抓梁可以减少人工工作量，缩短操作时间，工程造价适中，更为经济、合理。

1.2叠梁闸门操作

对叠梁闸门进行操作时，如设计采用整体闸门，一方面启闭机的容量会增加，其次对应排架或者门机高度必须增加。以某工程溢洪道叠梁检修闸门为例，该工程溢洪道设1孔叠梁检修闸门，孔口尺寸为10m×11.2m，闸门总重量约为53t，闸门分为3节，运行方式为静水启闭，充水平压方式为动水提上节门叶（上节门叶重量约为18t），启闭机采用MQ2×250kN；非检修期间，闸门存放于门库内。该工程如采用整体闸门，闸门重量约为48t，门机的轨上扬程须由6.6m调整至12m，考虑充水平压后1m水头差计算启闭机容量，采用门式启闭机MQ2×400kN，由于轨上扬程增加、启闭机吨位增加，因此设备造价远大于设计采用的MQ2×250kN和自动抓梁配合启闭的方案。通过方案比较（表2），采用自动抓梁配合启闭叠梁闸门方案更为经济、合理。对于多孔口的闸门，采用自动抓梁配合启闭设备启闭闸门对门槽的施工安装精度要求较高，便于自动抓梁对门槽的适应；对于后水封的闸门，考虑水流扰动对自动抓梁抓脱的稳定性的影响，因此要求自动抓梁的转动、导向、定位装置均灵活可靠。

摘要:为研究含水条件和软弱夹层对水利工程边坡稳定性的影响，对不同含水率和夹层倾角的软弱岩体在室内开展了单轴压缩力学试验。研究发现:岩石的力学性质随着含水率增大而逐渐劣化，当岩体的含水率分别为6%和9%，其强度则相对降低10.94%和18.19%;而夹层倾角对力学性质的影响则更为复杂，边坡软弱岩体的强度呈现出先减小后增大的变化趋势，不同夹层倾角下岩体强度分别为11.06MPa、8.87MPa、6.78MPa和7.52MPa。研究成果为我国水利工程边坡设计提供参考和借鉴。

关键词:水利工程;边坡稳定性;软弱岩体;含水率;夹层倾角;力学试验

水利工程尤其是大型水电站常常建设在山区，高山较多、地质构造运动复杂，因此水利工程边坡稳定性存在很大的风险，对水电站工程安全性也是很大的威胁［1-3］。因此，研究水利工程边坡含夹层软弱岩体的工程力学性质具有重要意义。受地质构造运动影响，岩体边坡中常存在一定的软弱夹层，威胁了水利工程的长期安全性。大量现有研究表明，我国山区边坡中岩体较为常见的软弱夹层为泥岩或破碎风化岩，导致岩体的力学性质变差，同时在降雨条件下也更容易出现边坡失稳滑动的问题［4-6］。此外，部分学者指出，含水率是影响边坡岩体力学性质的重要参数。一般而言，含水率越高，岩石内部结构之间的胶结能力也就越弱;同时水分会导致岩石内部颗粒流失，岩石内部产生一定范围的孔隙。因此，学者们认为，含水率越高，岩石的承载能力就越弱，则边坡的稳定性也就越差［7-9］。综上所述，现有研究关于不同含水率下含软弱夹层岩体工程力学性质的综合研究较少。因此，本文基于单轴压缩力学试验，对不同含水率、不同夹层倾角条件下的含软弱夹层岩体的力学性质展开了综合研究。研究成果为我国水利工程边坡设计提供了一定的数据借鉴作用。

1试验

1.1试样制备

本次研究依托于四川省某大型水电站山体边坡加固工程，该工程主要服务为满足水力发电及蓄洪功能需求，此外还需要服务区域部分地区的水利灌溉作用。根据资料调查及前期工程现场工程地质勘察资料可知，该水电站边坡岩的主要组成为砂岩，但是，受区域地质构造运动影响，水电站边坡内发现大范围的薄层泥岩软弱夹层的存在。经过现场调查，发现地区软弱泥岩夹层的平均厚度约为30mm。此外，根据现有研究发现，相较于砂岩岩块，薄层泥岩的强度较低，且遇水易变形软化，力学性质变差。因此可见，薄层泥岩对水电站边坡的稳定性具有很大的影响。参照现有组合岩体室内模拟试验，利用混凝土制备材料和石膏分别模拟夹层岩体中的硬、软岩部分，其中石膏层厚为20.00mm夹层倾角分别为0°、30°、45°和60°。按照相关试验规范要求，对软、硬部分进行组合、胶结，最终制备得到直径为50mm、高度为100mm的标准工程试验岩体［10］，其具体物理参数见表1。

尾水管的作用是减少出口流速，恢复从水轮机转轮流出的流速水头。若尾水管边线形状不准确，将会影响水轮机的效率，因此在进行尾水管单线图计算时，应注意计算方法的准确性。水电站尾水管的型式是由水轮机制造厂根据水轮机的试验效果确定的，一般型式有4A、4C、4E、4H等类型。4H型尾水管为大多数大中型电站所采用，如三门峡、刘家峡、盐锅峡、丹江口、石泉、双牌、安康等电站。由于4H型尾水管以弯管段具有特殊的曲面形状，体形比较复杂，为满足尾水管弯管段施工放样、模板制作、钢筋配置等方面的需要，保证尾水管的设计形状，必须对尾水管几何尺寸进行精确的计算，绘制尾水管单线图。根据建国初期已建成的几个电站来看，计算工作量均比较大，且不便于应用。从目前已有的尾水管单线图计算方法的资料来看，有很多值得商榷的地方。我们在石泉、安康、安康联营水电站工作基础上，推导出一套既精确又简便的计算方法，并且将已将其程序化。

1.4H型尾水管弯管段的几何形状

4H型尾水管几何形状以弯管段最为复杂，体形如图1所示，它是由圆环面(A)、斜圆锥面(B)、斜平面(C)、水平圆柱面(D)、垂直圆柱面(E)、立平面(F)及水平面(G)组成。各曲面关系分述如下：

圆环面(A)：是由以R1为半径的一段圆弧绕机组中心线旋转而成，其几何尺寸由R1、R4H1、R0确定，见图2(1-1)；

斜圆锥面(B)：各水平截面圆心轨迹为图2(1-1)中OK，半径为R0+ei，其几何尺寸是由R0和e0确定的；

斜平面(C)：此平面与圆环面(A)相割，与斜圆锥面(B)相切，底部与立平面(F)相交同一高程水平面上，见图2中(1-1)；

摘要:为了提高智能变电站继电保护控制和回路故障监测能力，提出基于深度学习的智能变电站继电保护二次回路故障监测方法。构建变电站继电保护二次回路参数辨识模型，根据智能变电站的工况和稳压参数的变化特征量进行故障信息采集，采用励磁电感支路电流综合分析方法进行智能变电站继电保护二次回路故障特征分布式融合，根据智能变电站继电开关校正系统的转差频率进行故障状态下的误差补偿控制，建立智能变电站继电保护的闭环控制参数解析控制模型，结合深度学习方法进行智能变电站继电保护二次回路故障特征分类检测，根据故障特征属性的分类结果，实现智能变电站继电保护二次回路的故障监测，在嵌入式的集成B/S环境构架下实现故障监测系统开发设计。仿真结果表明，采用该方法进行智能变电站继电保护二次回路故障监测的实时性较好，故障检测的精度检测，对继电保护二次回路的状态观测和控制能力较好。

关键词:深度学习;智能变电站;继电保护;二次回路;故障监测系统

随着智能变电站建设规模的不断增大，需要构建优化的智能变电站继电保护二次回路控制模型，结合故障融合和特征检测技术，进行智能变电站继电保护控制，在继电保护二次回路中，受到环境工况信息的影响，导致智能变电站继电保护二次回路输出稳定性不好，容易出现故障，需要构建优化的智能变电站继电保护二次回路故障监测系统，通过故障状态信息融合和特征优化提取技术，进行智能变电站继电保护二次回路控制和故障监测，提取故障工况下的状态参数，结合大数据分析技术，实现故障状态参数融合，研究智能变电站继电保护二次回路故障监测系统，在提高变电站的输出稳定性和可靠性方面具有重要意义［1］。对智能变电站继电保护二次回路故障监测是建立在对故障信息大数据采样和特征分析基础上，构建智能变电站继电保护二次回路故障分布式数据监测和信息融合模型，结合模糊度特征辨识智能变电站继电保护二次回路故障参数分析基础上，通过分析智能变电站继电保护二次回路故障原始参数信息［2］，结合智能变电站继电保护二次回路故障的模糊度参数分析结果，实现对智能变电站继电保护二次回路故障的可靠性诊断和识别。提出基于深度学习的智能变电站继电保护二次回路故障监测方法。构建变电站继电保护二次回路参数辨识模型，结合深度学习方法进行智能变电站继电保护二次回路故障特征分类检测，根据故障特征属性的分类结果，实现智能变电站继电保护二次回路的故障监测，并通过仿真测试进行性能验证，展示了本方法在提高智能变电站继电保护二次回路故障监测能力方面的优越性能。

1变电站继电保护二次回路参数分析和样本数据采集

1.1变电站继电保护二次回路参数分析

为了实现基于深度学习的智能变电站继电保护二次回路故障监测，采用电阻支路的电流特征分析方法［3］，构建变电站继电保护二次回路的等效电路分析模型，如图1所示。根据图1所示的变电站继电保护二次回路分析，构建变电站继电保护二次回路参数约束控制模型［4］，得到电机全速范围控制下智能变电站继电保护二次回路在高频输出电压信息为:(1)使用磁链、转矩联合控制的方法，得到智能变电站继电保护二次回路的故障工况下的样本融合参数分布模型［5］，结合电阻参数的动态寻优方法，得到变电站继电保护二次回路的励磁电感电流:(2)其中，an表示并联智能变电站继电保护二次回路的励磁电感电流偏移量，结合电感电流的观测和控制结果，采用样本相关性检测的方法，得到样本检测方法进行并联智能变电站继电保护二次回路故障输出样本数据融合处理［6］，得到关联规则项表示为:(3)分析励磁电感支路电流d、q轴的参数解析特征量，建立闭环控制参数约束模型，得到智能变电站继电保护二次回路的电流输出故障演化特征集合X分为K类，采用磁链、转矩联合控制的方法，进行变电站继电保护二次回路参数的大数据信息融合［7］，继电保护二次回路故障信号的高阶谱特征量表达式为:

中文摘要

本设计是关于普通钻床改造为多轴钻床的设计。普通钻床为单轴机床，但安装上多轴箱就会成为多轴的钻床，改造成多轴钻床后，能大大地缩短加工时间，提高生产效率。因此本设计的重点是多轴箱的设计，设计内容包括齿轮分布与选用、轴的设计、多轴箱的选用、导向装置设计等。

关键词：多轴钻床；生产效率；多轴箱

Abstract

Thedesignisaboutreconstructingtheordinarydrilltoamultipledrill.Theordinarydrillisasingledrill.Itwillimproveitsproductiveefficiency,shortenitsprocessingtimeifassembledamultiplespindlecaseon.Thatsocallsamultipledrill.Hereby,thekeystoneofthisdesignpaperishowtodesignamultiplespindleheads.Thedesignsubjectsincludetheselectionanddistributionofgearwheel,thedesignofspindle,andtheguidingequipmentandselectionofthemultiplespindleheads,etc.

Keywords:multipledrill;productiveefficiency;multiplespindleheads