CN207408030U - 一种水电站引水系统过流部件动应力测试装置 - Google Patents
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Abstract
一种水电站引水系统过流部件动应力测试装置，安装在引水系统压力钢管钢板表面，该动应力测试装置包括应变片、应变适调器、动态信号采集仪，应变片贴在引水系统压力钢管钢板表面，所述的应变片用接线端子引出信号测试线，信号测试线的一端通过应变适调器连接至动态信号采集仪。用于水电站引水系统过流部件动应力测试，测试所得结果能够直接反映甩负荷试验及其他冲击工况下关键过流部件的瞬时应力情况。通过数据处理及分析，得到不同类型规模水电站压力钢管、蜗壳等关键过流部件在冲击工况下的应力分布规律，可以为水电站压力钢管及蜗壳的安全性进行整体评价提供标准，对确保水电站压力钢管及蜗壳的安全运行是很有必要的，有益效果十分明显。
Description
技术领域
本实用新型涉及应力测试技术领域，尤其涉及一种水电站引水系统过流部件动应力测试装置。
背景技术
近年来，高水头大功率抽水蓄能电站得到了蓬勃发展。由于机组安装高程高、引水管线长、运行工况转换频繁，抽水蓄能电站水力过渡过程十分复杂。运行经验表明，水电站机组及附属设备的事故，大多是在过渡工况中发生的，此时机组进入异常的过速和制动工况，系统中产生的动负荷大，水流的不稳定性增高，引起强烈的压力脉动、振动和水击，影响机组设备的安全稳定运行。一般情况下，在球阀上游侧压力管道与球阀下游伸缩节部位存在至少两处裸露环向焊缝，这两处焊缝在整个通流部件中起承上启下的作用，也是整个通流系统最为薄弱的环节之一。对其在各种工况下的应力情况进行观测并进行安全性评估对电站安全稳定运行是十分有意义的。现有技术中，主要通过布置在压力钢管和蜗壳内的压力传感器测量动水压力变化来间接了解甩负荷试验等冲击工况下引水系统受到的瞬时冲击情况，不能直接反映管道系统的实际受力情况，也不能检测出引水系统是否存在结构性失稳。
实用新型内容
为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种水电站引水系统过流部件动应力测试方法，以掌握甩负荷试验等各种工况下水电站引水系统过流部件应力变化情况，检验引水系统的稳定性和可靠性，从而保证水电站的安全运行。
本实用新型的目的是以下述方式实现的：
一种水电站引水系统过流部件动应力测试装置，安装在引水系统压力钢管钢板表面，该动应力测试装置包括应变片、应变适调器、动态信号采集仪，应变片贴在引水系统压力钢管钢板表面，所述的应变片用接线端子引出信号测试线，信号测试线的一端通过应变适调器连接至动态信号采集仪。
所述的应变片为双向应变片，同时测量引水系统压力钢管轴向和周向受力情况。
所述的动态信号采集仪的采样频率大于10kHz。
所述的动态信号采集仪的数据连续采集时间为机组甩负荷试验前5分钟至机组停止运行引水管道完全静止为止。
本实用新型适用于水电站引水系统过流部件动应力测试，测试所得结果能够直接反映甩负荷试验及其他冲击工况下关键过流部件的瞬时应力情况。通过数据处理及分析，得到不同类型规模水电站压力钢管、蜗壳等关键过流部件在冲击工况下的应力分布规律，可以为水电站压力钢管及蜗壳的安全性进行整体评价提供标准，对确保水电站压力钢管及蜗壳的安全运行是很有必要的，有益效果十分明显。
附图说明
图1为本实用新型的工作示意图。
图2为本实用新型应变片安装位置示意图。
其中1是压力钢管凑合节，2是球阀，3是蜗壳进水口，4是应变片，5是焊缝，6是信号测试线，7是动态信号采集仪，8是应变适调器。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
一种水电站引水系统过流部件动应力测试装置，安装在引水系统压力钢管钢板表面，该动应力测试装置包括应变片、应变适调器、动态信号采集仪，应变片贴在引水系统压力钢管钢板表面，所述的应变片用接线端子引出信号测试线，信号测试线的一端通过应变适调器连接至动态信号采集仪。
所述的应变片为双向应变片，同时测量引水系统压力钢管轴向和周向受力情况。
所述的动态信号采集仪的采样频率大于10kHz。
所述的动态信号采集仪的数据连续采集时间为机组甩负荷试验前5分钟至机组停止运行引水管道完全静止为止。
实施例1：首先，确定进行动应力测试的区域及测点数量，一般情况下引水系统压力钢管凑合节1与球阀2上游延伸段对接环焊缝5、球阀2下游伸缩节与蜗壳进水口3对接环焊缝5是两处裸露在外的焊缝，为整个引水系统最为薄弱的环节之一，因此测试部位选取在距焊缝20mm的压力钢管钢板表面。为了全面反映引水管道受力情况，一般选择在钢管非过流面的上下左右四个方向各布置1个测试部位，也可根据实际情况适当增加测试部位数量。测试位置确定以后，先对测试区域进行打磨抛光，再采用丙酮对测试区域进行清洁处理，然后贴应变片4。为了同时测量轴向及周向受力情况，选用双向应变片4。应变片4采用502胶水进行粘贴，待胶水完全固化后，采用专用接线端子连接应变片引出信号测试线6。准备完毕后，从信号测试线6另一端（仪器端）测量应变片4电阻值，若一切正常，采用环氧树脂对应变片作防水处理。机组甩负荷等试验前，将各信号测试线6通过应变适调器8连接至动态信号采集仪7。为捕捉到关键性数据（最大应力值），采样频率应大于10kHz。数据连续采集时间为机组甩负荷试验前5分钟至机组停止运行引水管道完全静止为止。测试完毕后，对数据进行计算分析。甩负荷过程中，机组转速不稳定，应力测点信号属典型的非平稳时变信号，因此采用短时傅里叶变换进行分析。短时傅里叶变换可以克服傅里叶变换在时域局部化方面的不足，也能实现频域的局部化，适用于处理非平稳时变信号。而高斯函数是所有短时傅里叶变换窗函数中时频集聚性最好的，因此采用高斯窗函数对数据进行计算处理。最后，全面分析数据并对水电站引水系统的稳定性及安全性作出评价。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种水电站引水系统过流部件动应力测试装置，安装在引水系统压力钢管钢板表面，其特征在于：该动应力测试装置包括应变片、应变适调器、动态信号采集仪，应变片贴在引水系统压力钢管钢板表面，所述的应变片用接线端子引出信号测试线，信号测试线的一端通过应变适调器连接至动态信号采集仪。
2.如权利要求1所述的水电站引水系统过流部件动应力测试装置，其特征在于：所述的应变片为双向应变片，同时测量引水系统压力钢管轴向和周向受力情况。
3.如权利要求1所述的水电站引水系统过流部件动应力测试装置，其特征在于：所述的动态信号采集仪的采样频率大于10kHz。
4.如权利要求1所述的水电站引水系统过流部件动应力测试装置，其特征在于：所述的动态信号采集仪的数据连续采集时间为机组甩负荷试验前5分钟至机组停止运行引水管道完全静止为止。
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| CN201721422748.6U CN207408030U (zh) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | 一种水电站引水系统过流部件动应力测试装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110806191A (zh) * | 2018-09-29 | 2020-02-18 | 北京科力华安地质灾害监测技术有限公司 | 基于应变监测的环焊缝缺陷管道安全评定方法 |
| CN111044213A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-04-21 | 西安航天动力试验技术研究所 | Lms采集系统及其水击压力参数校准方法与处理方法 |
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| CN114383764A (zh) * | 2021-12-03 | 2022-04-22 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种水电站机组的应力特性测量方法 |
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2017
- 2017-10-31 CN CN201721422748.6U patent/CN207408030U/zh active Active
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