[发明专利]一种水轮发电机组转轮处横向水力载荷的测定方法

摘要

一种水轮发电机组转轮处横向水力载荷的测定方法，涉及一种通过实验获得尾水管内压力脉动和水导轴承处轴颈位移来确定转轮处横向水力载荷的方法。该方法包括以下步骤：a.通过实验获得水导轴承处轴颈位移信号、尾水管压力脉动信号和水轮发电机组轴系的频响特性；b.通过信号分析得出压力脉动主要成分的幅值、频率和相位；c.假设横向水力载荷形式并利用频响特性确定所述轴系在该载荷作用下的柔度系数；d.根据横向水力载荷引起的位移幅值最大值和柔度系数确定横向水力载荷。本发明将横向水力载荷分解为不同频率成分的叠加，并测出了相位，而且所述压力脉动是各种激励的耦合作用在尾水管内的集中反映，得出的横向水力载荷更接近实际情况。

主权项

1、一种水轮发电机组转轮处横向水力载荷的测定方法，其特征在于该方法包括以下步骤：1)在尾水管壁面距离尾水管进口0.3D₂～1.0D₂处的两正交方向上布置两个压力测点，其中D₂为转轮直径，通过压力传感器采样获得尾水管内压力脉动信号PI_x和PI_y；在水导轴承处的两正交方向上布置两个位移测点，通过电涡流传感器采样获得水导轴承处轴颈位移信号uI_x和uI_y；2)剔除PI_x中的直流成分，然后进行傅立叶分析，获得PI_x的所有主要成分对应的频率ω_i，i＝1，2…n，其中n为主要成分的个数；3)根据PI_x主要成分的每个频率ω_i对PI_x进行带通滤波，保留PI_x中ω_i对应的成分，获取该成分的幅值c_i；做出该成分时域波形图并与发电机组已有的基准信号波形图对比，获得对应成分的相位PI_x的处理结果为：4)剔除PI_y中的直流成分，根据PI_x主要成分的每个频率ω_i对PI_y进行带通滤波，保留PI_y中ω_i对应的成分，按照对PI_x的处理方法求得该成分的幅值d_i和相位得出PI_y的处理结果尾水管压力脉动矢量P表示为：5)剔除uI_x中的直流成分，根据PI_x主要成分的每个频率ω_i对uI_x进行带通滤波，保留uI_x中ω_i对应的成分x_i，得出uI_x的处理结果ux=Σi=1nxi;]]>对uI_y做同样的处理，处理结果为uy=Σi=1nyi;]]>转轮处横向水力载荷引起的水导轴承处轴颈位移u表示为：u=ux+iuy=Σi=1n(xi+iyi),]]>求出u的幅值最大值u_max；6)引入参数a并假设转轮处横向水力载荷形式为：7)通过模态实验获得水轮发电机组轴系的频率响应特性H(ωi)，其中激励点为转轮，响应点为水导轴承处轴颈；8)计算F的均方值F2‾=a22Σi=1n(ci2+di2),]]>利用F和|H(ω_i)|计算水导轴承处轴颈位移响应的均方值u2‾=a22Σi=1n(ci2+di2)|H(ωi)|2,]]>得出柔度系数h=u2‾F2‾;]]>9)计算转轮处u_max对应的横向水力载荷幅值最大值Fmax=umaxh,]]>与步骤6)中F的幅值最大值进行对比，求出a值，利用步骤6)中的公式得出水轮发电机组转轮处横向水力载荷。