1貫流式水輪機的結(jié)構(gòu)特點與技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢

貫流式水輪機的流道形式和軸流式水輪機不同，為保證向?qū)畽C構(gòu)均勻供水和形成必要的環(huán)量，保證導(dǎo)葉較平滑繞流，軸流式水輪機需設(shè)置蝸殼，其流道由蝸殼、導(dǎo)水機構(gòu)和彎肘型尾水管組成。貫流式水輪機沒有蝸殼，流道由圓錐形導(dǎo)水機構(gòu)和直錐擴散形或S型尾水管組成。通常采用臥軸式布置，從流道進口到尾水管出口，水流沿軸向幾乎呈直線流動，避免了水流拐彎形成的流速分布不均導(dǎo)致的水流損失和流態(tài)變壞，水流平順，水力損失小，尾水管恢復(fù)性能好，水力效率高。燈泡貫流機組的發(fā)電機裝置在水輪機流道中的燈泡形殼體內(nèi)，采用直錐擴散形尾水管，流道短而平直對稱，水流特性好。大型貫流機組幾乎都是燈泡機組，中小型多采用軸伸式、豎井式等形式。

貫流式水輪機單位過流量大，轉(zhuǎn)速高，水輪機效率高，且高效區(qū)寬，加權(quán)平均效率也較高，具有比軸流式水輪機更優(yōu)良的能量特性。其特征參數(shù)比轉(zhuǎn)速ns、可達1000以上，比速系數(shù)可達3000以上。與軸流式水輪機相比，在相同水頭和相同單機容量時，其機組尺寸小，重量輕，材料消耗少，機組造價低。貫流機組電站還可獲得年發(fā)電量的增加。

貫流式水輪機的空化性能和運行穩(wěn)定性也優(yōu)于軸流式水輪機，其空化系數(shù)相對較小，機組可靠性高，運行故障率低，可用率高，檢修時間縮短，檢修周期延長。對于低水頭資源開發(fā)，貫流式水輪機的穩(wěn)定運行范圍寬，在極低水頭時也能穩(wěn)定運行(如超低水頭1.5m以下)，是其他類型的水輪機不可比的。如廣東白垢電站，額定水頭6.2m，最大水頭10.0m，但在1.3m水頭時仍能穩(wěn)定運行。

貫流式水輪發(fā)電機組結(jié)構(gòu)緊湊，布置簡潔，廠房土建工程量較小，可節(jié)省土建投資。貫流機組設(shè)備運輸和安裝重量較輕，施工和設(shè)備安裝方便，可縮短工期，實現(xiàn)提前發(fā)電。根據(jù)國內(nèi)外有關(guān)水電站的統(tǒng)計資料，采用燈泡貫流機組比相同容量軸流轉(zhuǎn)槳機組，電站建設(shè)投資一般可節(jié)省10%～25%，年發(fā)電量可增加約3%～5%。如我國廣東白垢和廣西馬騮灘水電站，投資節(jié)省分別達22.6%和24%。小型水電站采用軸伸貫流機組與立式軸流機組比較，也可節(jié)省建設(shè)投資約10%～20%。由此可見，貫流式水輪機是開發(fā)低水頭水能資源的一種最經(jīng)濟、適宜的水輪機形式，具有資源利用充分、投資節(jié)省的優(yōu)勢和電量增值、綜合效益增值的效果。

2國內(nèi)外貫流式水輪機的應(yīng)用現(xiàn)狀

1貫流式水輪機的結(jié)構(gòu)特點與技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢

貫流式水輪機的流道形式和軸流式水輪機不同，為保證向?qū)畽C構(gòu)均勻供水和形成必要的環(huán)量，保證導(dǎo)葉較平滑繞流，軸流式水輪機需設(shè)置蝸殼，其流道由蝸殼、導(dǎo)水機構(gòu)和彎肘型尾水管組成。貫流式水輪機沒有蝸殼，流道由圓錐形導(dǎo)水機構(gòu)和直錐擴散形或S型尾水管組成。通常采用臥軸式布置，從流道進口到尾水管出口，水流沿軸向幾乎呈直線流動，避免了水流拐彎形成的流速分布不均導(dǎo)致的水流損失和流態(tài)變壞，水流平順，水力損失小，尾水管恢復(fù)性能好，水力效率高。燈泡貫流機組的發(fā)電機裝置在水輪機流道中的燈泡形殼體內(nèi)，采用直錐擴散形尾水管，流道短而平直對稱，水流特性好。大型貫流機組幾乎都是燈泡機組，中小型多采用軸伸式、豎井式等形式。

貫流式水輪機單位過流量大，轉(zhuǎn)速高，水輪機效率高，且高效區(qū)寬，加權(quán)平均效率也較高，具有比軸流式水輪機更優(yōu)良的能量特性。其特征參數(shù)比轉(zhuǎn)速ns、可達1000以上，比速系數(shù)可達3000以上。與軸流式水輪機相比，在相同水頭和相同單機容量時，其機組尺寸小，重量輕，材料消耗少，機組造價低。貫流機組電站還可獲得年發(fā)電量的增加。

貫流式水輪機的空化性能和運行穩(wěn)定性也優(yōu)于軸流式水輪機，其空化系數(shù)相對較小，機組可靠性高，運行故障率低，可用率高，檢修時間縮短，檢修周期延長。對于低水頭資源開發(fā)，貫流式水輪機的穩(wěn)定運行范圍寬，在極低水頭時也能穩(wěn)定運行(如超低水頭1.5m以下)，是其他類型的水輪機不可比的。如廣東白垢電站，額定水頭6.2m，最大水頭10.0m，但在1.3m水頭時仍能穩(wěn)定運行。

貫流式水輪發(fā)電機組結(jié)構(gòu)緊湊，布置簡潔，廠房土建工程量較小，可節(jié)省土建投資。貫流機組設(shè)備運輸和安裝重量較輕，施工和設(shè)備安裝方便，可縮短工期，實現(xiàn)提前發(fā)電。根據(jù)國內(nèi)外有關(guān)水電站的統(tǒng)計資料，采用燈泡貫流機組比相同容量軸流轉(zhuǎn)槳機組，電站建設(shè)投資一般可節(jié)省10%～25%，年發(fā)電量可增加約3%～5%。如我國廣東白垢和廣西馬騮灘水電站，投資節(jié)省分別達22.6%和24%。小型水電站采用軸伸貫流機組與立式軸流機組比較，也可節(jié)省建設(shè)投資約10%～20%。由此可見，貫流式水輪機是開發(fā)低水頭水能資源的一種最經(jīng)濟、適宜的水輪機形式，具有資源利用充分、投資節(jié)省的優(yōu)勢和電量增值、綜合效益增值的效果。

2國內(nèi)外貫流式水輪機的應(yīng)用現(xiàn)狀

1貫流式水輪機的結(jié)構(gòu)特點與技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢

貫流式水輪機的流道形式和軸流式水輪機不同，為保證向?qū)畽C構(gòu)均勻供水和形成必要的環(huán)量，保證導(dǎo)葉較平滑繞流，軸流式水輪機需設(shè)置蝸殼，其流道由蝸殼、導(dǎo)水機構(gòu)和彎肘型尾水管組成。貫流式水輪機沒有蝸殼，流道由圓錐形導(dǎo)水機構(gòu)和直錐擴散形或S型尾水管組成。通常采用臥軸式布置，從流道進口到尾水管出口，水流沿軸向幾乎呈直線流動，避免了水流拐彎形成的流速分布不均導(dǎo)致的水流損失和流態(tài)變壞，水流平順，水力損失小，尾水管恢復(fù)性能好，水力效率高。燈泡貫流機組的發(fā)電機裝置在水輪機流道中的燈泡形殼體內(nèi)，采用直錐擴散形尾水管，流道短而平直對稱，水流特性好。大型貫流機組幾乎都是燈泡機組，中小型多采用軸伸式、豎井式等形式。

貫流式水輪機單位過流量大，轉(zhuǎn)速高，水輪機效率高，且高效區(qū)寬，加權(quán)平均效率也較高，具有比軸流式水輪機更優(yōu)良的能量特性。其特征參數(shù)比轉(zhuǎn)速ns、可達1000以上，比速系數(shù)可達3000以上。與軸流式水輪機相比，在相同水頭和相同單機容量時，其機組尺寸小，重量輕，材料消耗少，機組造價低。貫流機組電站還可獲得年發(fā)電量的增加。

貫流式水輪機的空化性能和運行穩(wěn)定性也優(yōu)于軸流式水輪機，其空化系數(shù)相對較小，機組可靠性高，運行故障率低，可用率高，檢修時間縮短，檢修周期延長。對于低水頭資源開發(fā)，貫流式水輪機的穩(wěn)定運行范圍寬，在極低水頭時也能穩(wěn)定運行(如超低水頭1.5m以下)，是其他類型的水輪機不可比的。如廣東白垢電站，額定水頭6.2m，最大水頭10.0m，但在1.3m水頭時仍能穩(wěn)定運行。

貫流式水輪發(fā)電機組結(jié)構(gòu)緊湊，布置簡潔，廠房土建工程量較小，可節(jié)省土建投資。貫流機組設(shè)備運輸和安裝重量較輕，施工和設(shè)備安裝方便，可縮短工期，實現(xiàn)提前發(fā)電。根據(jù)國內(nèi)外有關(guān)水電站的統(tǒng)計資料，采用燈泡貫流機組比相同容量軸流轉(zhuǎn)槳機組，電站建設(shè)投資一般可節(jié)省10%～25%，年發(fā)電量可增加約3%～5%。如我國廣東白垢和廣西馬騮灘水電站，投資節(jié)省分別達22.6%和24%。小型水電站采用軸伸貫流機組與立式軸流機組比較，也可節(jié)省建設(shè)投資約10%～20%。由此可見，貫流式水輪機是開發(fā)低水頭水能資源的一種最經(jīng)濟、適宜的水輪機形式，具有資源利用充分、投資節(jié)省的優(yōu)勢和電量增值、綜合效益增值的效果。

2國內(nèi)外貫流式水輪機的應(yīng)用現(xiàn)狀

摘要：頂蓋排水系統(tǒng)是水輪發(fā)電機組必要的輔助系統(tǒng)之一，不論機組在發(fā)電態(tài)亦或是停機態(tài)，頂蓋積水主要由導(dǎo)葉中軸套漏水和頂蓋與大軸間漏水等原因引起，頂蓋排水泵作為頂蓋排水系統(tǒng)的核心，其作用是排走滲漏積水，防止積水過多引發(fā)水淹水導(dǎo)軸承，導(dǎo)致機組非計劃停運。以梨園水電站機組頂蓋排水泵運行時間長為例，深刻剖析其原因并對系統(tǒng)進行了優(yōu)化改造，大大提高了頂蓋排水系統(tǒng)的可靠性。

關(guān)鍵詞：頂蓋排水系統(tǒng)；頂蓋積水；滲漏積水；梨園水電站

梨園水電站地處金沙江中游，機組型式為混流式機組，裝機容量4×600MW，額定水頭106m。受機組結(jié)構(gòu)的限制，水輪機頂蓋排水采用水泵強迫排水方式，在電站建設(shè)期，按照設(shè)計將頂蓋排水泵安裝在頂蓋支臂上，其高程為1496m。頂蓋排水系統(tǒng)配備了3臺三級自吸泵，互為備用，水泵型號為QXN30-60A/3-11,額定流量30m3/h、揚程60m。梨園水電站自4臺機組投運以來，機組頂蓋排水泵單次運行時間均在40min以上，排水泵運行時間［1］過長，嚴重影響到水泵壽命和機組安全穩(wěn)定［2］運要從事水電站機械設(shè)備檢修維護工作。*行（期間已損壞5臺水泵）。結(jié)合問題的癥結(jié)，根據(jù)頂蓋排水形式合理地改造了頂蓋排水系統(tǒng)，優(yōu)化排水泵的運行方式，降低了頂蓋排水泵運行時間。

1問題癥結(jié)及原因分析

針對梨園水電站頂蓋排水泵運行時間長的問題，從問題本質(zhì)出發(fā)就水的源頭和水的去向兩個方面展開分析，提出了兩種推斷：頂蓋漏水量大和頂蓋排水系統(tǒng)排水量小。通過對2號機組頂蓋漏水量［3］及頂蓋排水泵流量進行多次測量得知，機組頂蓋漏水量高達11.5m3/h，排水泵流量低至20m3/h。由此，判定頂蓋排水泵運行時間長的癥結(jié)為：①頂蓋漏水量大；②頂蓋排水系統(tǒng)流量小。針對問題癥結(jié)，經(jīng)過資料查詢和現(xiàn)場檢查確定找出了以下3個主要原因。

1.1頂蓋排水管路長、彎頭過多

水電站采用不同的泄流消能方式，對水霧的產(chǎn)生機理、形態(tài)及霧量多寡，存在較大的差異。對于挑流消能工程，泄流霧化會造成以下危害：廠房進水、斷電、交通中斷和邊坡失穩(wěn)。自20世紀70年代以來，國內(nèi)一些專家學(xué)者對挑流霧化問題進行了廣泛的研究，取得了豐碩的成果；但對于底流消能工程，其泄流霧化問題很少研究。本文就灣塘水電站底流消能霧化的數(shù)計算作一探討。

1底流消能霧化的數(shù)學(xué)模型[1]

洪水在下泄和消能過程中，由于水流與空氣邊界的相互作用，使得水流自由面失穩(wěn)和水流紊動加劇[2]，進而部分水體以微小水滴的形式進入空氣中，產(chǎn)生某種形式的霧源。霧源在自然風(fēng)和水舌風(fēng)的綜合作用下，向下游擴散，使水霧分布在下游的一定空間中。之后，水霧經(jīng)自動轉(zhuǎn)換過程和碰并過程轉(zhuǎn)變?yōu)橛甑?，以及水霧和水汽之間發(fā)生霧滴的蒸發(fā)或凝結(jié)過程。如圖1所示，因雨滴數(shù)較霧滴少得多，故在本數(shù)學(xué)模型中不考慮雨滴的蒸發(fā)過程和水汽凝結(jié)為雨滴的過程，在圖1中用帶虛線箭頭來表示。

1.1水霧霧源量的計算根據(jù)霧源產(chǎn)生的機理不同，底流消能霧化的霧源可分為二個；第一是溢流壩面自摻氣而產(chǎn)生霧源；第二是水躍區(qū)強迫摻氣而產(chǎn)生霧源。理論分析[3]和原型觀測[4]都表明，后者為主要霧源，故在本數(shù)學(xué)模型中僅考慮第二霧源，而不計第一霧源對下游的影響。如圖2所示，高速水流流經(jīng)水躍區(qū)發(fā)生強迫摻氣，其中躍首處旋渦最強，可以認為摻氣點發(fā)生在此處，從而形成水氣兩相流。被旋渦挾持進水中的空氣形成氣泡，氣泡在水中隨著旋渦運動，有的氣泡脫離自由面的束縛以水滴、水霧的形式躍出水面，從而形成霧源[5]。根據(jù)底流消能[6]的霧化機理，得到下式：

式中：ql為單位長度線源的水霧霧源量，kg/(s·m)；ρ為水的密度；Lj為水躍的長度，Lj=10.8hc(Fr1-1)0.93，hc為躍首處的水深；vc為躍首處的流速；q為單寬流量，m2/s·m；u′2為躍首處的脈動速度均方根；uw為自然風(fēng)和水舌風(fēng)的合成風(fēng)速。

選取ρ、Lj、vc為基本物理量，令qe=ρLjvc，利用量綱分析方法式(2)可得：

1自動抓梁布置運用

采用移動式啟閉設(shè)備與自動抓梁配合啟閉多孔口檢修閘門、疊梁閘門和攔污柵等。該布置方式有利于簡化布置，降低工程造價，運行管理靈活簡便。

1.1多孔口的檢修閘門操作

當采用移動式啟閉設(shè)備對多孔口的閘門進行操作時，如采用吊桿，則裝卸繁瑣費時；采用固定式啟閉機則造價偏高。以某工程尾水檢修閘門為例，該工程尾水設(shè)3扇檢修閘門，孔口尺寸為6.095m×2.456m（寬×高），底檻中心高程為2562.686m，檢修平臺高程為2579.570m，3扇閘門共用1臺移動式雙吊點電動葫蘆2×100kN-18m配合自動抓梁啟閉。如采用吊桿，每扇閘門吊桿長度約15m，3m一節(jié)，人工穿卸銷軸、起吊一扇閘門需近1小時，且檢修平臺須留有吊桿堆放空間，該方案耗時耗力，運行管理極為不便，在新建工程設(shè)計中除非有特殊要求，已很少采用該啟閉方式。如三扇閘門各設(shè)一臺固定式卷揚式啟閉機，布置閘房、排架，該方案操作簡便，但工程造價偏高。通過方案比較（如表1），采用移動式啟閉機設(shè)備配合自動抓梁可以減少人工工作量，縮短操作時間，工程造價適中，更為經(jīng)濟、合理。

1.2疊梁閘門操作

對疊梁閘門進行操作時，如設(shè)計采用整體閘門，一方面啟閉機的容量會增加，其次對應(yīng)排架或者門機高度必須增加。以某工程溢洪道疊梁檢修閘門為例，該工程溢洪道設(shè)1孔疊梁檢修閘門，孔口尺寸為10m×11.2m，閘門總重量約為53t，閘門分為3節(jié)，運行方式為靜水啟閉，充水平壓方式為動水提上節(jié)門葉（上節(jié)門葉重量約為18t），啟閉機采用MQ2×250kN；非檢修期間，閘門存放于門庫內(nèi)。該工程如采用整體閘門，閘門重量約為48t，門機的軌上揚程須由6.6m調(diào)整至12m，考慮充水平壓后1m水頭差計算啟閉機容量，采用門式啟閉機MQ2×400kN，由于軌上揚程增加、啟閉機噸位增加，因此設(shè)備造價遠大于設(shè)計采用的MQ2×250kN和自動抓梁配合啟閉的方案。通過方案比較（表2），采用自動抓梁配合啟閉疊梁閘門方案更為經(jīng)濟、合理。對于多孔口的閘門，采用自動抓梁配合啟閉設(shè)備啟閉閘門對門槽的施工安裝精度要求較高，便于自動抓梁對門槽的適應(yīng)；對于后水封的閘門，考慮水流擾動對自動抓梁抓脫的穩(wěn)定性的影響，因此要求自動抓梁的轉(zhuǎn)動、導(dǎo)向、定位裝置均靈活可靠。

摘要:為研究含水條件和軟弱夾層對水利工程邊坡穩(wěn)定性的影響，對不同含水率和夾層傾角的軟弱巖體在室內(nèi)開展了單軸壓縮力學(xué)試驗。研究發(fā)現(xiàn):巖石的力學(xué)性質(zhì)隨著含水率增大而逐漸劣化，當巖體的含水率分別為6%和9%，其強度則相對降低10.94%和18.19%;而夾層傾角對力學(xué)性質(zhì)的影響則更為復(fù)雜，邊坡軟弱巖體的強度呈現(xiàn)出先減小后增大的變化趨勢，不同夾層傾角下巖體強度分別為11.06MPa、8.87MPa、6.78MPa和7.52MPa。研究成果為我國水利工程邊坡設(shè)計提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞:水利工程;邊坡穩(wěn)定性;軟弱巖體;含水率;夾層傾角;力學(xué)試驗

水利工程尤其是大型水電站常常建設(shè)在山區(qū)，高山較多、地質(zhì)構(gòu)造運動復(fù)雜，因此水利工程邊坡穩(wěn)定性存在很大的風(fēng)險，對水電站工程安全性也是很大的威脅［1-3］。因此，研究水利工程邊坡含夾層軟弱巖體的工程力學(xué)性質(zhì)具有重要意義。受地質(zhì)構(gòu)造運動影響，巖體邊坡中常存在一定的軟弱夾層，威脅了水利工程的長期安全性。大量現(xiàn)有研究表明，我國山區(qū)邊坡中巖體較為常見的軟弱夾層為泥巖或破碎風(fēng)化巖，導(dǎo)致巖體的力學(xué)性質(zhì)變差，同時在降雨條件下也更容易出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)滑動的問題［4-6］。此外，部分學(xué)者指出，含水率是影響邊坡巖體力學(xué)性質(zhì)的重要參數(shù)。一般而言，含水率越高，巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的膠結(jié)能力也就越弱;同時水分會導(dǎo)致巖石內(nèi)部顆粒流失，巖石內(nèi)部產(chǎn)生一定范圍的孔隙。因此，學(xué)者們認為，含水率越高，巖石的承載能力就越弱，則邊坡的穩(wěn)定性也就越差［7-9］。綜上所述，現(xiàn)有研究關(guān)于不同含水率下含軟弱夾層巖體工程力學(xué)性質(zhì)的綜合研究較少。因此，本文基于單軸壓縮力學(xué)試驗，對不同含水率、不同夾層傾角條件下的含軟弱夾層巖體的力學(xué)性質(zhì)展開了綜合研究。研究成果為我國水利工程邊坡設(shè)計提供了一定的數(shù)據(jù)借鑒作用。

1試驗

1.1試樣制備

本次研究依托于四川省某大型水電站山體邊坡加固工程，該工程主要服務(wù)為滿足水力發(fā)電及蓄洪功能需求，此外還需要服務(wù)區(qū)域部分地區(qū)的水利灌溉作用。根據(jù)資料調(diào)查及前期工程現(xiàn)場工程地質(zhì)勘察資料可知，該水電站邊坡巖的主要組成為砂巖，但是，受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造運動影響，水電站邊坡內(nèi)發(fā)現(xiàn)大范圍的薄層泥巖軟弱夾層的存在。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)地區(qū)軟弱泥巖夾層的平均厚度約為30mm。此外，根據(jù)現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，相較于砂巖巖塊，薄層泥巖的強度較低，且遇水易變形軟化，力學(xué)性質(zhì)變差。因此可見，薄層泥巖對水電站邊坡的穩(wěn)定性具有很大的影響。參照現(xiàn)有組合巖體室內(nèi)模擬試驗，利用混凝土制備材料和石膏分別模擬夾層巖體中的硬、軟巖部分，其中石膏層厚為20.00mm夾層傾角分別為0°、30°、45°和60°。按照相關(guān)試驗規(guī)范要求，對軟、硬部分進行組合、膠結(jié)，最終制備得到直徑為50mm、高度為100mm的標準工程試驗巖體［10］，其具體物理參數(shù)見表1。

尾水管的作用是減少出口流速，恢復(fù)從水輪機轉(zhuǎn)輪流出的流速水頭。若尾水管邊線形狀不準確，將會影響水輪機的效率，因此在進行尾水管單線圖計算時，應(yīng)注意計算方法的準確性。水電站尾水管的型式是由水輪機制造廠根據(jù)水輪機的試驗效果確定的，一般型式有4A、4C、4E、4H等類型。4H型尾水管為大多數(shù)大中型電站所采用，如三門峽、劉家峽、鹽鍋峽、丹江口、石泉、雙牌、安康等電站。由于4H型尾水管以彎管段具有特殊的曲面形狀，體形比較復(fù)雜，為滿足尾水管彎管段施工放樣、模板制作、鋼筋配置等方面的需要，保證尾水管的設(shè)計形狀，必須對尾水管幾何尺寸進行精確的計算，繪制尾水管單線圖。根據(jù)建國初期已建成的幾個電站來看，計算工作量均比較大，且不便于應(yīng)用。從目前已有的尾水管單線圖計算方法的資料來看，有很多值得商榷的地方。我們在石泉、安康、安康聯(lián)營水電站工作基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出一套既精確又簡便的計算方法，并且將已將其程序化。

1.4H型尾水管彎管段的幾何形狀

4H型尾水管幾何形狀以彎管段最為復(fù)雜，體形如圖1所示，它是由圓環(huán)面(A)、斜圓錐面(B)、斜平面(C)、水平圓柱面(D)、垂直圓柱面(E)、立平面(F)及水平面(G)組成。各曲面關(guān)系分述如下：

圓環(huán)面(A)：是由以R1為半徑的一段圓弧繞機組中心線旋轉(zhuǎn)而成，其幾何尺寸由R1、R4H1、R0確定，見圖2(1-1)；

斜圓錐面(B)：各水平截面圓心軌跡為圖2(1-1)中OK，半徑為R0+ei，其幾何尺寸是由R0和e0確定的；

斜平面(C)：此平面與圓環(huán)面(A)相割，與斜圓錐面(B)相切，底部與立平面(F)相交同一高程水平面上，見圖2中(1-1)；

摘要:為了提高智能變電站繼電保護控制和回路故障監(jiān)測能力，提出基于深度學(xué)習(xí)的智能變電站繼電保護二次回路故障監(jiān)測方法。構(gòu)建變電站繼電保護二次回路參數(shù)辨識模型，根據(jù)智能變電站的工況和穩(wěn)壓參數(shù)的變化特征量進行故障信息采集，采用勵磁電感支路電流綜合分析方法進行智能變電站繼電保護二次回路故障特征分布式融合，根據(jù)智能變電站繼電開關(guān)校正系統(tǒng)的轉(zhuǎn)差頻率進行故障狀態(tài)下的誤差補償控制，建立智能變電站繼電保護的閉環(huán)控制參數(shù)解析控制模型，結(jié)合深度學(xué)習(xí)方法進行智能變電站繼電保護二次回路故障特征分類檢測，根據(jù)故障特征屬性的分類結(jié)果，實現(xiàn)智能變電站繼電保護二次回路的故障監(jiān)測，在嵌入式的集成B/S環(huán)境構(gòu)架下實現(xiàn)故障監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計。仿真結(jié)果表明，采用該方法進行智能變電站繼電保護二次回路故障監(jiān)測的實時性較好，故障檢測的精度檢測，對繼電保護二次回路的狀態(tài)觀測和控制能力較好。

關(guān)鍵詞:深度學(xué)習(xí);智能變電站;繼電保護;二次回路;故障監(jiān)測系統(tǒng)

隨著智能變電站建設(shè)規(guī)模的不斷增大，需要構(gòu)建優(yōu)化的智能變電站繼電保護二次回路控制模型，結(jié)合故障融合和特征檢測技術(shù)，進行智能變電站繼電保護控制，在繼電保護二次回路中，受到環(huán)境工況信息的影響，導(dǎo)致智能變電站繼電保護二次回路輸出穩(wěn)定性不好，容易出現(xiàn)故障，需要構(gòu)建優(yōu)化的智能變電站繼電保護二次回路故障監(jiān)測系統(tǒng)，通過故障狀態(tài)信息融合和特征優(yōu)化提取技術(shù)，進行智能變電站繼電保護二次回路控制和故障監(jiān)測，提取故障工況下的狀態(tài)參數(shù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實現(xiàn)故障狀態(tài)參數(shù)融合，研究智能變電站繼電保護二次回路故障監(jiān)測系統(tǒng)，在提高變電站的輸出穩(wěn)定性和可靠性方面具有重要意義［1］。對智能變電站繼電保護二次回路故障監(jiān)測是建立在對故障信息大數(shù)據(jù)采樣和特征分析基礎(chǔ)上，構(gòu)建智能變電站繼電保護二次回路故障分布式數(shù)據(jù)監(jiān)測和信息融合模型，結(jié)合模糊度特征辨識智能變電站繼電保護二次回路故障參數(shù)分析基礎(chǔ)上，通過分析智能變電站繼電保護二次回路故障原始參數(shù)信息［2］，結(jié)合智能變電站繼電保護二次回路故障的模糊度參數(shù)分析結(jié)果，實現(xiàn)對智能變電站繼電保護二次回路故障的可靠性診斷和識別。提出基于深度學(xué)習(xí)的智能變電站繼電保護二次回路故障監(jiān)測方法。構(gòu)建變電站繼電保護二次回路參數(shù)辨識模型，結(jié)合深度學(xué)習(xí)方法進行智能變電站繼電保護二次回路故障特征分類檢測，根據(jù)故障特征屬性的分類結(jié)果，實現(xiàn)智能變電站繼電保護二次回路的故障監(jiān)測，并通過仿真測試進行性能驗證，展示了本方法在提高智能變電站繼電保護二次回路故障監(jiān)測能力方面的優(yōu)越性能。

1變電站繼電保護二次回路參數(shù)分析和樣本數(shù)據(jù)采集

1.1變電站繼電保護二次回路參數(shù)分析

為了實現(xiàn)基于深度學(xué)習(xí)的智能變電站繼電保護二次回路故障監(jiān)測，采用電阻支路的電流特征分析方法［3］，構(gòu)建變電站繼電保護二次回路的等效電路分析模型，如圖1所示。根據(jù)圖1所示的變電站繼電保護二次回路分析，構(gòu)建變電站繼電保護二次回路參數(shù)約束控制模型［4］，得到電機全速范圍控制下智能變電站繼電保護二次回路在高頻輸出電壓信息為:(1)使用磁鏈、轉(zhuǎn)矩聯(lián)合控制的方法，得到智能變電站繼電保護二次回路的故障工況下的樣本融合參數(shù)分布模型［5］，結(jié)合電阻參數(shù)的動態(tài)尋優(yōu)方法，得到變電站繼電保護二次回路的勵磁電感電流:(2)其中，an表示并聯(lián)智能變電站繼電保護二次回路的勵磁電感電流偏移量，結(jié)合電感電流的觀測和控制結(jié)果，采用樣本相關(guān)性檢測的方法，得到樣本檢測方法進行并聯(lián)智能變電站繼電保護二次回路故障輸出樣本數(shù)據(jù)融合處理［6］，得到關(guān)聯(lián)規(guī)則項表示為:(3)分析勵磁電感支路電流d、q軸的參數(shù)解析特征量，建立閉環(huán)控制參數(shù)約束模型，得到智能變電站繼電保護二次回路的電流輸出故障演化特征集合X分為K類，采用磁鏈、轉(zhuǎn)矩聯(lián)合控制的方法，進行變電站繼電保護二次回路參數(shù)的大數(shù)據(jù)信息融合［7］，繼電保護二次回路故障信號的高階譜特征量表達式為:

中文摘要

本設(shè)計是關(guān)于普通鉆床改造為多軸鉆床的設(shè)計。普通鉆床為單軸機床，但安裝上多軸箱就會成為多軸的鉆床，改造成多軸鉆床后，能大大地縮短加工時間，提高生產(chǎn)效率。因此本設(shè)計的重點是多軸箱的設(shè)計，設(shè)計內(nèi)容包括齒輪分布與選用、軸的設(shè)計、多軸箱的選用、導(dǎo)向裝置設(shè)計等。

關(guān)鍵詞：多軸鉆床；生產(chǎn)效率；多軸箱

Abstract

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

Keywords:multipledrill;productiveefficiency;multiplespindleheads