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第 18 卷  第 4 期               中国水利水电科学研究院学报                                    Vol.18  No.4
                   2020 年 8 月  Journal of China Institute of Water Resources and Hydropower Research  August,2020



               文章编号:1672-3031(2020)04-0257-06


                              基于量热法的水电机组发电机效率试验研究


                                           周 叶 ,李 科 ,潘罗平 ,曹登峰                1
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                       (1. 中国水利水电科学研究院,北京         100038;2. 中国水利水电第五工程局有限公司,四川 成都           410004)
                 摘要:在水电工程现场,发电机效率试验受到现场安装条件的限制和测试时间的要求,很难有效和及时的开展,
                 针对这种现状,本文简要介绍了基于量热法的发电机效率测试原理,再结合发电机效率试验中关键技术难点,如
                 冷却管路的改造如何满足流量测量的要求、分项损耗的计算与总体损耗的校核与验证,以及试验过程和时间的组
                 织计划等问题,提出了优化和解决方案,最后通过在西非科特迪瓦苏布雷电站的测试实施,证明优化设计方法具
                 有良好的操作性和有效性,可为其他海外水电工程的发电机效率测试提供实施参考和技术依据。
                 关键词:水电机组;发电机效率;量热法;总体损耗法;分项损耗法
                 中图分类号:TV148                 文献标识码:A                        doi:10.13244/j.cnki.jiwhr.20190029


               1  研究背景

                   近年来我国水电企业参与了大量海外水电工程的设计和建设,部分工程已经到了移交验收和试
               运行阶段,而在验收前的最后一个环节——开展机组性能试验,以验证发电机组是否满足发电效率
               要求,是否需要巨额罚款和赔付,经常成为建设方的难题。该试验不仅需要中立的性能测试机构和
               专业的测试技能,还需要严格的现场测试和安装条件,另外量热法对不同负荷工况下热稳定测试时
               间的要求过长,也给试验增加了难度。
                   本文针对这些难点,首先简要介绍了基于量热法的发电机效率测试原理,结合发电机效率试验
               中遇到的关键技术问题,如冷却管路的改造是否满足流量测量要求、分项损耗的计算与总体热损耗
               的校核与验证,以及试验过程和时间的计划组织等难点,提出了优化和解决方案。最后,通过我国
               承建的西非科特迪瓦苏布雷电站的一次测试实施实例,证明优化设计方法具有良好的操作性和有效
               性,可为其他海外水电工程的发电机效率测试提供实施参考和技术依据。


               2  量热法测量原理


                   在发电机内部产生的各种损耗,最终都将变成热量,传递给冷却介质,使冷却介质温度上升,
                                                                                                        [1]
               因此可用测量电机所产生的热量来推算电机的损耗,从而计算电机的效率,这种方法称为量热法 。
               为了对总损耗进行分类,我们给电机规定了一个基准表面,这是一个将电机全部包在里面的基准表
               面,这个表面内产生的所有损耗,都通过该表面散发出去。图 1 给出了标准的立式和卧式发电机的基
               准表面示意图。通过基准表面的划分,把热量产生的损耗分为基准面内部的损耗 P 和外部损耗 P 。
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                   内部损耗 P 主要包括两部分,一部分是通过冷却回路带出参考表面的能量损耗,这部分在损耗
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               中占主要比例,通常有空冷器冷却水带走的热量 、上导轴承冷却器带走的热量、推导轴承冷却器带
               走的热量等;另一部分是未传递给冷却介质,而是通过基准表面以对流、辐射等方式散发的能量损
               耗,如发电机上盖板、四周外围墙、下盖板与空气的散热等。


                  收稿日期:2019-03-04;网络首发时间:2020-07-30
                  网络首发地址:https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.5020.TV.20200729.1030.001.html
                  基金项目:中国水科院科研专项(HM0145B182017)
                  作者简介:周叶(1980-),博士,高级工程师,主要从事水电工程现场测试及监测诊断研究。E-mail:zhouye@iwhr.com
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