Trykkpulsasjoner i Francisturbiner - sammenligning av modell og prototypmålinger

Abstract

Det er en pågående diskusjon innen vannkraftmiljøet angående hvorvidt trykkpulsasjoner målt i modellturbiner kan skaleres og brukes til å forutse hvor store trykkpulsasjonene blir i prototypturbinen. I senere tid har det oppstått flere problemer knyttet til trykkpulsasjoner i Francisturbiner. Det er antatt at dette har ført til blant annet maskinhavari. Det er derfor viktig og interessant å sammenlikne måledata fra eksisterende modeller og korrespondernde prototypturbiner. Ambisjonen for denne masteroppgaven var å samle inn slik informasjon fra ulike kraftverk, men av forskjellige grunner ble det bare mulighet til å sammenlikne trykkpulsasjoner fra ett kraftverk. I denne masteroppgaven har jeg fått mye hjelp fra næringslivet. Rainpower, Norconsult og Statkraft har bidratt med tilgang på måledata fra både modell- og prototypturbin. Så store mengder data behandles best ved hjelp av MATLAB. Ifølge IEC er det mest hensiktsmessig å benytte Fast Fourier transformasjon når en analyserer trykkpulsasjoner i Francisturbiner. Det er derfor valgt å benytte denne metoden i denne masteroppgaven også. Det er utført en dimensjonsanalyse for å danne en teoretisk beskrivelse av hva trykkpulsasjoner i Francisturbiner avhenger av. Med andre ord hvilke dimensjonsløse parametere som ''styrer'' trykkpulsasjonene. Selv om denne masteroppgaven bygger på målinger fra ett kraftverk er resultatene interessante. I motsetning til hva som var tidligere antatt, virker det som om skalerte trykkpulsasjoner generelt blir større i prototypturbiner enn i modellturbiner. Videre har det vist seg å være vanskelig å finne en måte å skalere trykkpulsasjoner målt i modellturbiner slik at de samsvarer med de som forkommer i prototypturbinen. Forhåpentligvis er dette starten på innsamling og sammenlikning av trykkpulsasjonsmålinger i modell- og prototyp Francisturbiner. Mye kan læres og erfares ved slikt arbeid. Det er gitt begrunnelse og forklaring av den metoden som er brukt for å analysere måledataen i denne masteroppgaven. Håpet er at det videre arbeidet skal kunne bygge på denne masteroppgaven og bruke samme metode. Dersom det er av interesse, bør det være et langsiktig mål å danne en standarisert metode for å måle og sammenlikne trykkpulsasjoner i både modell- og prototypturbiner.