基于EWT和修正Morris法的抽水蓄能电站主进水阀自激振动研究

李红辉， 周建中， 张勇传， 许颜贺， 田弟巍， 王齐飞

(华中科技大学 水电与数字化工程学院，武汉 430074)

抽水蓄能电站机组的振动分为水力、机械和电磁三类[1]，而水力振动又可分为强迫振动引起的水力共振和自激振动两类[2]。扰动频率与引水系统频率接近将导致水力共振[3],索丽生等[4]、周建旭等[5]对现有水电站中的水力共振现象做了研究，提出以振荡水流分析线性理论为基础的水电站水力共振分析方法。自激振动则是由系统自身的不稳定因素引起，管道上游阀门或下游阀门均可导致系统发生自激振动[6]。

国内外学者对自激振动现象做了很多研究，从水力阻抗角度研究抽水蓄能电站机组可能产生自激振动的判别条件以及相应的不稳定区域。应用非线性振动理论分析抽水蓄能电站产生自激振动时的幅频特性，得出抽水蓄能电站机组自激振动由多个衰减因子为正的振动模式叠加而成。叶复萌等[7]、朱渊岳等[8]、张绍春[9]采用特征线法对抽水蓄能电站自激振动事故进行研究，结合实例分析一致认为，自激振动可能是由柔性阀门密封漏水问题引起的，但未探明对主进水阀自激振动有重要影响的关键性能参量。

目前，在国内已建成的34座抽水蓄能电站中，发生不同程度主进水阀自激振动现象的电站已经达到4座，占比为12%，并且在“十三五”期间，随着大批抽水蓄能电站建成投产，该问题会愈加严重，这将严重影响电站的安全运行。为保障机组和电力系统安全稳定 ，亟需开展对主进水阀自激振动机理研究。……