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xx电站工程施工图设计水力过渡过程大波动计算调保计算报告(交业主)

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xxx电站工程水力过渡过程大波动计算报告xxxxxxxxxx勘测设计院2006年10月目录工程概况及计算任务 (2)计算要求及约束条件 (2)计算主要基本资料 (3)结论意见 (4)一、工程概况及计算任务：xxxxxx水电站位于xxx省xxxx岗乡，地处xxx河一级支流xxx河中下游河段，属xxx水电梯级开发规划的第六级。

电站最大水头63.39m，额定水头54.0m，最小水头48.5m，装机容量2×20MW。

本站引水系统由进水口、压力隧洞、主压力钢管、分岔管、支管、机组、尾水管组成。

本电站的调保计算采用河海大学的《水电站水力-机械过渡过程仿真计算通用软件》进行分析计算。

计算任务：1、上、下游正常高水位：2台机同时甩负荷：2×20MW→02、上、下游最高洪水位：2台机同时甩负荷：2×20MW→03、上游死水位、下游最低水位：2台机同时甩负荷：2×20MW→04、额定水头下2台机同时甩负荷：2×20MW→0二、计算要求及约束条件：1、选择合理的关机规律：2、计算蜗壳进口压力，最大值不超过96m：3、计算机组最大速率上升值，最大值小于60％：4、计算尾水管内的最大真空度不大于８ｍ水柱：5、计算压力输水管全线各断面最高点的最小压力不低压0.02Mpa，不得出现负压脱流现象。

三、计算主要基本资料：1、上游前池水位：校核洪水位：518.32 m正常高水位：516.0 m死水位：502.0 m2、厂房尾水位：校核洪水位：461.64m最低尾水位：450.6m3、电站指标：装机容量：2×20MW额定出力：20.619MW最大水头：63.39m额定水头：54m最小水头：48.5m额定转速：250r/min转轮直径： 2.25mGD2：570t.m2安装高程：452.1m。

水轮机型号：HLF100-LJ-225发电机型号：SF20-24/4250调速器型号：WT-PC-804、压力引水管线：方案1：进水口中心高程为491.75m，主压力隧洞及钢管长288.32m，其中隧洞内径5.5m，壁厚0.5m，相应糙率0.014；末端分岔，岔管后为双支管，支管管径3.2 m，长度29.26m，后进主厂房再接管径3.2m，长度9.5m的压力钢管后接蜗壳。

钢管相应糙率0.012，钢管壁厚0.02m。

方案2：进水口中心高程为491.75m，主压力隧洞及钢管长288.32m，其中隧洞内径5.0m，壁厚0.5m，相应糙率0.014；末端分岔，岔管后为双支管，支管管径3.2 m，长度29.26m，后进主厂房再接管径3.2m，长度9.5m的压力钢管后接蜗壳。

钢管相应糙率0.012，钢管壁厚0.02m。

见引水管线图。

本电站的调保计算采用河海大学的《水电站水力-机械过渡过程仿真计算通用软件》进行分析计算。

计算时采用本站选择的水轮机HLF100的转轮特性数据库。

电站水力过渡过程计算的各种工况及结果详见表1、表2：四、结论意见：在压力引水管长度相同的情况下，设计分别对主压力引水隧洞及钢管管直径5.5m、5.0m进行过渡过程大波动计算。

经计算后确定主压力引水隧洞及钢管管长不变的情况下，主压力引水隧洞及钢管直径可由5.5m优化为5.0m。

其直径5.0m的计算成果如下：（1）、机组一段直线关闭，关机时间8.0秒，机组GD2＝570t.m2。

（2）、机组最大转速上升值58.9%，蜗壳最大压力89.2 m，最低尾水管压力-5.75m。

满足大波动计算要求。

（3）、当上游为死水位502.0m，下游尾水位450.60m时，两台机组同时甩负荷时，压力输水管全线各断面最高点，即进水口接点1处管中心最低水位为500.98m，换算到该接点的断面最高点压力为0.0923Mpa，高于限制压力0.02Mpa计算要求，机组可以安全运行。

中心线压力钢管段（主管）结点1进水口管中心正常高水位461.14 校核洪水位(P=1%)450.60 设计尾水位452.10 安装高程附图 1 电站引水系统表1 主压力引水管直径5.5m各种工况及计算结果表8表2 主压力引水管直径5.0m各种工况及计算结果表9主压力引水管直径φ5.5m上游正常高水位516.0m，下游正常高水位451.15m过渡过程计算结果第1号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0= 250.000 r/min 甩前流量Q0= 35.112 M**3/sec 甩前力矩M0= 80.266 kg*M 甩前开度Y0= 0.747 甩前水头H0= 63.429 M 甩前功率P0= 20.601 MW关闭规律不动时间T0= 0.100 s 第一段关闭时间T1= 7.000 s 第二段关闭时间T2= 0.000 s第三段关闭时间T3= 0.000 s 第一分段开度Y12= 0.000 第二分段开度Y23= 0.000计算结果最大频率 FMAX= 73.115 Hz 发生时间 TFMAX= 3.600 s 相对值BETA= 0.462最大涡壳压力HUMAX= 88.540 m 发生时间THUMAX= 4.960 s 相对值 KSI= 0.456最小尾管压力HDMIN= -4.219 m 发生时间THDMIN= 0.920 s第2号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0= 250.000 r/min 甩前流量Q0= 35.112 M**3/sec 甩前力矩M0= 80.266 kg*M 甩前开度Y0= 0.747 甩前水头H0= 63.429 M 甩前功率P0= 20.601 MW关闭规律不动时间T0= 0.100 s 第一段关闭时间T1= 7.000 s 第二段关闭时间T2= 0.000 s第三段关闭时间T3= 0.000 s 第一分段开度Y12= 0.000 第二分段开度Y23= 0.000计算结果最大频率 FMAX= 73.115 Hz 发生时间 TFMAX= 3.600 s 相对值BETA= 0.462最大涡壳压力HUMAX= 88.540 m 发生时间THUMAX= 4.960 s 相对值 KSI= 0.456最小尾管压力HDMIN= -4.219 m 发生时间THDMIN= 0.920 s第1号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX= 517.039 m 发生时间THMAX= 9.700 s最低测压管水位HMIN= 514.923 m 发生时间THMIN= 5.660 s第3号节点水压力变化过程计算结果最高测压管水位HMAX= 534.411 m 发生时间THMAX= 2.320 s最低测压管水位HMIN= 498.200 m 发生时间THMIN= 6.000 s主压力引水管直径φ5.5m上游校核洪水位518.32m，下游校核洪水位461.64m过渡过程计算结果第1号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0= 250.000 r/min 甩前流量Q0= 39.704 M**3/sec 甩前力矩M0= 80.257 kg*M 甩前开度Y0= 0.928 甩前水头H0= 54.863 M 甩前功率P0= 20.599 MW关闭规律不动时间T0= 0.100 s 第一段关闭时间T1= 7.000 s 第二段关闭时间T2= 0.000 s第三段关闭时间T3= 0.000 s 第一分段开度Y12= 0.000 第二分段开度Y23= 0.000计算结果最大频率 FMAX= 76.955 Hz 发生时间 TFMAX= 4.240 s 相对值BETA= 0.539最大涡壳压力HUMAX= 89.237 m 发生时间THUMAX= 6.540 s 相对值 KSI= 0.426最小尾管压力HDMIN= 5.331 m 发生时间THDMIN= 0.920 s第2号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0= 250.000 r/min 甩前流量Q0= 39.704 M**3/sec 甩前力矩M0= 80.257 kg*M 甩前开度Y0= 0.928 甩前水头H0= 54.863 M 甩前功率P0= 20.599 MW关闭规律不动时间T0= 0.100 s 第一段关闭时间T1= 7.000 s 第二段关闭时间T2= 0.000 s第三段关闭时间T3= 0.000 s 第一分段开度Y12= 0.000 第二分段开度Y23= 0.000计算结果最大频率 FMAX= 76.955 Hz 发生时间 TFMAX= 4.240 s 相对值BETA= 0.539最大涡壳压力HUMAX= 89.237 m 发生时间THUMAX= 6.540 s 相对值 KSI= 0.426最小尾管压力HDMIN= 5.331 m 发生时间THDMIN= 0.920 s第1号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX= 519.394 m 发生时间THMAX= 10.960 s最低测压管水位HMIN= 517.113 m 发生时间THMIN= 6.920 s第3号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX= 535.159 m 发生时间THMAX= 6.620 s最低测压管水位HMIN= 501.681 m 发生时间THMIN= 7.260 s主压力引水管直径φ5.5m上游死水位502.0m，下游水位450.6m过渡过程计算结果第1号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0= 250.000 r/min 甩前流量Q0= 40.286 M**3/sec 甩前力矩M0= 73.515 kg*M 甩前开度Y0= 1.000 甩前水头H0= 49.529 M 甩前功率P0= 18.868 MW关闭规律不动时间T0= 0.100 s 第一段关闭时间T1= 7.000 s 第二段关闭时间T2= 0.000 s第三段关闭时间T3= 0.000 s 第一分段开度Y12= 0.000 第二分段开度Y23= 0.000计算结果最大频率 FMAX= 76.600 Hz 发生时间 TFMAX= 4.480 s 相对值BETA= 0.532最大涡壳压力HUMAX= 71.709 m 发生时间THUMAX= 7.040 s 相对值 KSI= 0.404最小尾管压力HDMIN= -5.831 m 发生时间THDMIN= 0.920 s第2号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0= 250.000 r/min 甩前流量Q0= 40.286 M**3/sec 甩前力矩M0= 73.515 kg*M 甩前开度Y0= 1.000 甩前水头H0= 49.529 M 甩前功率P0= 18.868 MW关闭规律不动时间T0= 0.100 s 第一段关闭时间T1= 7.000 s 第二段关闭时间T2= 0.000 s第三段关闭时间T3= 0.000 s 第一分段开度Y12= 0.000 第二分段开度Y23= 0.000计算结果最大频率 FMAX= 76.600 Hz 发生时间 TFMAX= 4.480 s 相对值BETA= 0.532最大涡壳压力HUMAX= 71.709 m 发生时间THUMAX= 7.040 s 相对值 KSI= 0.404最小尾管压力HDMIN= -5.831 m 发生时间THDMIN= 0.920 s第1号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX= 502.969 m 发生时间THMAX= 11.460 s第3号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX= 518.106 m 发生时间THMAX= 3.120 s最低测压管水位HMIN= 486.328 m 发生时间THMIN= 7.780 s主压力引水管直径φ5.5m额定水头工况：上游水位507.06m，下游水位451.15m过渡过程计算结果第1号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0= 250.000 r/min 甩前流量Q0= 40.292 M**3/sec 甩前力矩M0= 80.257 kg*M 甩前开度Y0= 0.953 甩前水头H0= 54.039 M 甩前功率P0= 20.599 MW关闭规律不动时间T0= 0.100 s 第一段关闭时间T1= 7.000 s 第二段关闭时间T2= 0.000 s第三段关闭时间T3= 0.000 s 第一分段开度Y12= 0.000 第二分段开度Y23= 0.000计算结果最大频率 FMAX= 77.482 Hz 发生时间 TFMAX= 4.320 s 相对值BETA= 0.550最大涡壳压力HUMAX= 77.728 m 发生时间THUMAX= 6.700 s 相对值 KSI= 0.422最小尾管压力HDMIN= -5.301 m 发生时间THDMIN= 0.920 s第2号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0= 250.000 r/min 甩前流量Q0= 40.292 M**3/sec 甩前力矩M0= 80.257 kg*M 甩前开度Y0= 0.953 甩前水头H0= 54.039 M 甩前功率P0= 20.599 MW关闭规律不动时间T0= 0.100 s 第一段关闭时间T1= 7.000 s 第二段关闭时间T2= 0.000 s第三段关闭时间T3= 0.000 s 第一分段开度Y12= 0.000 第二分段开度Y23= 0.000计算结果最大频率 FMAX= 77.482 Hz 发生时间 TFMAX= 4.320 s 相对值BETA= 0.550最大涡壳压力HUMAX= 77.728 m 发生时间THUMAX= 6.700 s 相对值 KSI= 0.422最小尾管压力HDMIN= -5.301 m 发生时间THDMIN= 0.920 s第1号节点水压力变化过程计算结果计算结果最低测压管水位HMIN= 506.003 m 发生时间THMIN= 7.100 s第3号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX= 523.846 m 发生时间THMAX= 3.080 s最低测压管水位HMIN= 490.587 m 发生时间THMIN= 7.440 s主压力引水管直径φ5.0m上游正常高水位516.0m，下游正常高水位451.15m过渡过程计算结果第1号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0= 250.000 r/min 甩前流量Q0= 35.229 M**3/sec 甩前力矩M0= 80.258 kg*M 甩前开度Y0= 0.751 甩前水头H0= 63.089 M 甩前功率P0= 20.599 MW关闭规律不动时间T0= 0.100 s 第一段关闭时间T1= 8.000 s 第二段关闭时间T2= 0.000 s第三段关闭时间T3= 0.000 s 第一分段开度Y12= 0.000 第二分段开度Y23= 0.000计算结果最大频率 FMAX= 75.022 Hz 发生时间 TFMAX= 3.960 s 相对值BETA= 0.500最大涡壳压力HUMAX= 88.697 m 发生时间THUMAX= 6.040 s 相对值 KSI= 0.459最小尾管压力HDMIN= -4.187 m 发生时间THDMIN= 0.920 s第2号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0= 250.000 r/min 甩前流量Q0= 35.229 M**3/sec 甩前力矩M0= 80.258 kg*M 甩前开度Y0= 0.751 甩前水头H0= 63.089 M 甩前功率P0= 20.599 MW关闭规律不动时间T0= 0.100 s 第一段关闭时间T1= 8.000 s 第二段关闭时间T2= 0.000 s第三段关闭时间T3= 0.000 s 第一分段开度Y12= 0.000 第二分段开度Y23= 0.000计算结果最大频率 FMAX= 75.022 Hz 发生时间 TFMAX= 3.960 s 相对值BETA= 0.500最大涡壳压力HUMAX= 88.697 m 发生时间THUMAX= 6.040 s 相对值 KSI= 0.459最小尾管压力HDMIN= -4.187 m 发生时间THDMIN= 0.920 s第1号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX= 516.953 m 发生时间THMAX= 7.720 s最低测压管水位HMIN= 515.019 m 发生时间THMIN= 8.420 s第3号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX= 535.016 m 发生时间THMAX= 6.120 s最低测压管水位HMIN= 497.127 m 发生时间THMIN= 6.800 s主压力引水管直径φ5.0m上游校核洪水位518.32m，下游校核洪水位461.64m过渡过程计算结果第1号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0= 250.000 r/min 甩前流量Q0= 40.030 M**3/sec 甩前力矩M0= 80.258 kg*M 甩前开度Y0= 0.942 甩前水头H0= 54.406 M 甩前功率P0= 20.599 MW关闭规律不动时间T0= 0.100 s 第一段关闭时间T1= 8.000 s 第二段关闭时间T2= 0.000 s第三段关闭时间T3= 0.000 s 第一分段开度Y12= 0.000 第二分段开度Y23= 0.000计算结果最大频率 FMAX= 79.224 Hz 发生时间 TFMAX= 4.700 s 相对值BETA= 0.584最大涡壳压力HUMAX= 89.195 m 发生时间THUMAX= 7.560 s 相对值 KSI= 0.425最小尾管压力HDMIN= 5.278 m 发生时间THDMIN= 0.920 s第2号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0= 250.000 r/min 甩前流量Q0= 40.030 M**3/sec 甩前力矩M0= 80.258 kg*M 甩前开度Y0= 0.942 甩前水头H0= 54.406 M 甩前功率P0= 20.599 MW关闭规律不动时间T0= 0.100 s 第一段关闭时间T1= 8.000 s 第二段关闭时间T2= 0.000 s第三段关闭时间T3= 0.000 s 第一分段开度Y12= 0.000 第二分段开度Y23= 0.000计算结果最大频率 FMAX= 79.224 Hz 发生时间 TFMAX= 4.700 s 相对值BETA= 0.584最大涡壳压力HUMAX= 89.195 m 发生时间THUMAX= 7.560 s 相对值 KSI= 0.425最小尾管压力HDMIN= 5.278 m 发生时间THDMIN= 0.920 s第1号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX= 519.211 m 发生时间THMAX= 9.240 s最低测压管水位HMIN= 517.415 m 发生时间THMIN= 7.960 s第3号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX= 535.939 m 发生时间THMAX= 7.640 s最低测压管水位HMIN= 500.842 m 发生时间THMIN= 8.320 s主压力引水管直径φ5.0m上游死水位502.0m，下游水位450.6m过渡过程计算结果第1号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0= 250.000 r/min 甩前流量Q0= 40.100 M**3/sec 甩前力矩M0= 72.523 kg*M 甩前开度Y0= 1.000 甩前水头H0= 49.119 M 甩前功率P0= 18.614 MW关闭规律不动时间T0= 0.100 s 第一段关闭时间T1= 8.000 s 第二段关闭时间T2= 0.000 s第三段关闭时间T3= 0.000 s 第一分段开度Y12= 0.000 第二分段开度Y23= 0.000计算结果最大频率 FMAX= 78.222 Hz 发生时间 TFMAX= 4.900 s 相对值BETA= 0.564最大涡壳压力HUMAX= 71.767 m 发生时间THUMAX= 8.040 s 相对值 KSI= 0.405最小尾管压力HDMIN= -5.751 m 发生时间THDMIN= 0.920 s第2号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0= 250.000 r/min 甩前流量Q0= 40.100 M**3/sec 甩前力矩M0= 72.523 kg*M 甩前开度Y0= 1.000 甩前水头H0= 49.119 M 甩前功率P0= 18.614 MW 关闭规律不动时间T0= 0.100 s 第一段关闭时间T1= 8.000 s 第二段关闭时间T2= 0.000 s第三段关闭时间T3= 0.000 s 第一分段开度Y12= 0.000 第二分段开度Y23= 0.000 计算结果最大频率 FMAX= 78.222 Hz 发生时间 TFMAX= 4.900 s 相对值BETA= 0.564最大涡壳压力HUMAX= 71.767 m 发生时间THUMAX= 8.040 s 相对值 KSI= 0.405最小尾管压力HDMIN= -5.751 m 发生时间THDMIN= 0.920 s第1号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX= 502.863 m 发生时间THMAX= 9.700 s最低测压管水位HMIN= 500.977 m 发生时间THMIN= 8.420 s第3号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX= 518.760 m 发生时间THMAX= 8.120 s最低测压管水位HMIN= 485.405 m 发生时间THMIN= 8.800s主压力引水管直径φ5.0m额定水头工况：上游水位507.50m，下游水位451.15m过渡过程计算结果第1号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0= 250.000 r/min 甩前流量Q0= 40.288 M**3/sec 甩前力矩M0= 80.261 kg*M 甩前开度Y0= 0.953 甩前水头H0= 54.047 M 甩前功率P0= 20.600 MW关闭规律不动时间T0= 0.100 s 第一段关闭时间T1= 8.000 s 第二段关闭时间T2= 0.000 s第三段关闭时间T3= 0.000 s 第一分段开度Y12= 0.000 第二分段开度Y23= 0.000计算结果最大频率 FMAX= 79.469 Hz 发生时间 TFMAX= 4.740 s 相对值BETA= 0.589最大涡壳压力HUMAX= 78.298 m 发生时间THUMAX= 7.660 s 相对值 KSI= 0.424最小尾管压力HDMIN= -5.275 m 发生时间THDMIN= 0.920 s第2号机组过渡过程计算结果甩前工况甩前转速N0= 250.000 r/min 甩前流量Q0= 40.288 M**3/sec 甩前力矩M0= 80.261 kg*M 甩前开度Y0= 0.953 甩前水头H0= 54.047 M 甩前功率P0= 20.600 MW关闭规律不动时间T0= 0.100 s 第一段关闭时间T1= 8.000 s 第二段关闭时间T2= 0.000 sxxx电站工程施工图设计水力过渡过程大波动计算计算结果最大频率 FMAX= 79.469 Hz 发生时间 TFMAX= 4.740 s 相对值BETA= 0.589 最大涡壳压力HUMAX= 78.298 m 发生时间THUMAX= 7.660 s 相对值 KSI= 0.424 最小尾管压力HDMIN= -5.275 m 发生时间THDMIN= 0.920 s第1号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX= 508.408 m 发生时间THMAX= 9.320 s最低测压管水位HMIN= 506.429 m 发生时间THMIN= 8.040 s第3号节点水压力变化过程计算结果计算结果最高测压管水位HMAX= 525.059 m 发生时间THMAX= 7.740 s最低测压管水位HMIN= 490.086 m 发生时间THMIN= 8.420 s。

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云南万家口子水电站工程水力过渡过程计算分析

云南万家口子水电站工程水力过渡过程计算分析

位 １０ｍ。 ４５
采用 主机 制 造 厂 提 供 的 ＨＬ ５ Ａ８ ５转 轮 的 曲 线 进 行计算 。
２ ４ 水 道损 失 系数 ．
水力 损失 系数 ：从进 口闸 门至厂房 机 组 中心
线 Ｋ一 ０ ０ ０ ８ 位 １ １ ． ｍ；下游 ３ ２０ 设 计 洪 水 位 １ １ ． ｍ； 二 台 机 满 发 水 位 ３ １０
机 构 的关 闭规 律 ，解 决 压 力 输 水 系统 水 流 惯性 、
机 组惯 性 力矩 和调 整特 性 三者 之间 的 矛盾 。
工况 ４ ：在 额 定水头 Ｈｒ ２ ． ｍ 的 情况 下 ＝１ ２ ５ 计算 ： （ 一 台机 组 甩 负 荷 ，第 二 台 机 组 不 运 第
行 ） ；
水 轮机 额定 转速 ：２ ０ ／ ｎ ５ ｒ ｍｉ ；水 轮机 额定 流
［ 稿 日期 ］ ２ ０ － ０ — ０ 收 ０８ ５ ７ ［ 者 简 介 ］ 杨 雷 ， 男 ，现 从 事 水 力 机 械 设 计 工 作 。 作
一
７ ６ 一
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机 组 惯 性 力 矩 和 调 整 特 性 三 者 之 间 的 矛盾 。
［ 键 词 ］ 过 渡 过 程 ；甩 负荷 ； 关 闭规 律 关 ［ 图分类号］ Ｔ ３． 中 Ｖ１ １４
［ 献标 识 码］ Ｂ 文
量 ：７ ． ５ ／ ；水 轮机 直径 ：３ １ １ ４ ｍ。ｓ ． ｍ；水 轮 机 吸
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增 刊 （ ３ ６期 ） 第 １
［ 文章编号］１０ —８ ６ （０ ８ ０９２ ４ ２ ０ ）增 刊一０ ６０ ０ ７ ～４
吉 林 水 利
２０ ０ ８年 ９月
云 南 万 家 口子 水 电 站 工 程
水电站调节保证计算

水电站调节保证计算

第九章水电站的水锤与调节保证计算第一节概述一、水电站的不稳定工况机组在稳定运行时，水轮机的出力与负荷相互平衡，这时机组转速不变，水电站有压引水系统(压力隧洞、压力管道、蜗壳及尾水管)中水流处于恒定流状态。

在实际运行过程中，电力系统的负荷有时会发生突然变化(如因事故突然丢弃负荷，或在较短的时间内启动机组或增加负荷)，破坏了水轮机与发电机负荷之间的平衡，机组转速就会发生变化。

此时水电站的自动调速器迅速调节导叶开度，改变水轮机的引用流量，使水轮机的出力与发电机负荷达到新的平衡，机组转速恢复到原来的额定转速。

由于负荷的变化而引起导水叶开度、水轮机流量、水电站水头、机组转速的变化，称为水电站的不稳定工况。

其主要表现为：(1) 引起机组转速的较大变化由于发电机负荷的变化是瞬时发生的，而导叶的启闭需要一定时间，水轮机出力不能及时地发生相应变化，因而破坏了水轮机出力和发电机负荷之间的平衡，导致了机组转速的变化。

丢弃负荷时，水轮机在导叶关闭过程中产生的剩余能量将转化为机组转动部分的动能，从而使机组转速升高。

反之增加负荷时机组转速降低。

(2) 在有压引水管道中发生“水锤”现象当水轮机流量发生变化时，管道中的流量和流速也要发生急剧变化，由于水流惯性的影响，流速的突然变化使压力水管、蜗壳及尾水管中的压力随之变化，即产生水锤。

导叶关闭时，在压力管道和蜗壳中将引起压力上升，尾水管中则造成压力下降。

反之导叶开启时，在压力管道和蜗壳内引起压力下降，而在尾水管中引起压力上升。

(3) 在无压引水系统(渠道、压力前池)中产生水位波动现象。

无压引水系统中产生的水位波动计算在第八章已介绍。

二、调节保证计算的任务水锤压力和机组转速变化的计算，一般称为调节保证计算。

调节保证计算的任务及目的是：(1) 计算有压引水系统的最大和最小内水压力。

最大内水压力作为设计或校核压力管道、蜗壳和水轮机强度的依据之一；最小内水压力作为压力管道线路布置、防止压力管道中产生负压和校核尾水管内真空度的依据。

关于水力过渡过程补充计算讨论

关于水力过渡过程补充计算讨论

关于水力过渡过程补充计算讨论摘要：水电站运行过程中的水力过渡问题或称非恒定流现象是不可避免的。

正常运行的机组,由于负荷的变化或事故停机,迫使调速器自动调整导叶开度或关闭导叶,导致水轮机流量、发电水头、机组转速的瞬间变化,引起有压系统的非恒定流运动。

这种不稳定的运行工况给管道内带来了巨大的压力、机组转速升高以及运行不稳定性等工程问题。

本文主要以贵州响水水电站增容工程为例进行了以下的讨论，仅供参考。

关键词：水力过渡；计算；水电站增容工程前言响水电站增容工程位于北盘江上游云贵两省边缘的界河上，利用原响水电站大坝取水，引水系统和厂房为新建。

电站以发电为主，不作调相运行，投产后并入南方电网运行。

本电站引水隧洞长约4.3km，部分为钢筋砼衬砌，内径4.8m，部分为挂网喷砼衬砌，内径6m；隧洞出口处设置带上室的阻抗式调压室，阻抗孔直径3.0m，压力钢管主管长约717.5m，直径4.3m，经对称Y型岔管分为两条支管，管径均为2.6m。

在2007年10月已提交的《贵州响水水电站水力过渡过程计算专题报告》基础上，根据委托方提供的最终输水系统布置、选定水轮机参数等资料，对系统的调节等进行了相关复核和补充分析。

对本次计算采用的原报告计算原理、假定和程序进行了以下的讨论：1、设计控制标准（1）调节保证计算：蜗壳进口断面最大压力≤290 mH2O，机组最大转速上升率βmax≤60％，尾水管进口断面最大真空度≤7.0mH2O。

（2）调压室最低涌浪水位应比底部高程高1m以上。

（3）隧洞和压力钢管任何部位顶部最低压力≥2mH2O。

（4）水轮机调节系统动态特性应符合《水轮机调速器与油压装置技术条件》的规定。

即调速器应保证机组在各种工况和运行方式下的稳定性；（5）整个调节系统，包括引水系统、调压室、机组、调速器等应满足大、小波动稳定要求。

电站基本资料水位：电站引水系统本工程引水系统由进水口、引水隧洞、调压井、压力钢管及尾水渠组成。

自进水口拦污栅至进水闸间隧洞长25.818m；进水闸到调压室间隧洞长4275.397m，视地质条件的差异分别采用钢筋砼衬砌或喷砼衬砌，其中，砼衬砌段长1209.993m、内径4.8m，喷砼衬砌段长3065.404m、内径6m。

水电站水力过渡过程大波动、小波动、力干扰计算工况

水电站水力过渡过程大波动、小波动、力干扰计算工况

附录A 水力过渡过程大波动计算工况A.0.1 水电站水力过渡过程大波动计算工况可按表A.0.1的规定选取。

表A.0.1 水电站水力过渡过程大波动计算工况工况编号 计算工况 说 明 计算目的一 水轮机设计工况DT1 同一水力单元的全部机组在额定水头下额定功率运行，同时甩负荷，导叶紧急关闭额定水头应考虑可能出现的上游最高发电水位,及下游可能出现的最低发电水位机组转速上升率机组蜗壳最大压力上游调压室最高涌波水位下游调压室最低涌波水位DT2 同一水力单元的全部机组在最大发电水头下额定功率运行，同时甩负荷，导叶紧急关闭对有超出力要求的机组，应计算机组在最大功率运行的工况机组转速上升率机组蜗壳最大压力上游调压室最高涌波水位下游调压室最低涌波水位DT3 上游正常蓄水位，共用上游调压室的全部n台机组由n-1台增至n台，或全部机组由2/3相应水头最大输出功率运行突增至相应水头最大输出功率运行后，上游调压室涌波水位最高时，全部机组同时甩负荷，导叶紧急关闭—机组转速上升率机组蜗壳最大压力上游调压室最高涌波水位DT4 长输水系统水电站，一台水轮机在最大水头下50%、75%额定功率运行，同一水力单元的其他机组停机，甩负荷，导叶紧急关闭长输水系统水电站，水头损失大，水轮机在最大水头下部分负荷运行时，损失小，初始压力高，突甩负荷，关闭时间短，此工况可能出现机组蜗壳最大压力的控制工况机组蜗壳最大压力DT5 上游最低发电水位，共用上游调压室全部n台机组由n-1台增至n台，或全部机组由2/3相应水头最大输出功率运行同时增至相应水头最大输出功率运行—引水系统各断面最高点处的最小压力上游调压室最低涌波水位DT6 相应下游低水位，共用下游调压室的全部n台机组由n-1台增至n台，或全部机组由2/3额定输出功率运行突增至相应水头最大输出功率运行后，在调压室涌波水位最低时，同时甩负荷，导叶紧急关闭— 尾水管进口最小压力DT7 上游正常蓄水位，共用上游调压室的全部n台机组由n-1台增至n台，或全部机组由2/3额定功率运行突增至相应水头最大输出功率运行后，流入上游调压室流量最大时，全部机组同时甩负荷，导叶紧急关闭应分别考虑额定水头及其它可能出现的高于额定水头工况压力引水道的糙率取可能的最小值机组转速上升率机组蜗壳最大压力上游调压室最高涌波水位DT8 上游最低发电水位，共用上游调压室全部n台机组由n-1台增至n台，或全部机组由2/3相应水头最大输出功率运行同时增至相应水头最大输出功率运行后，流入上游调压室流量最大时，全部机组同时甩负荷，导叶紧急关闭甩负荷时上游调压室涌波先升后降，波谷叠加可能出现最低涌波水位上游调压室最低涌波水位DT9 下游设计洪水位，共用下游调压室的全部n台机组由n-1台增至n台，或全部机组由2/3额定输功率运行突增至相应水头最大输出功率运行压力尾水道的糙率取可能的最大值下游调压室最高涌波水位DT10 相应下游低水位，共用下游调压室的全部n台机组由n-1台增至n台，或全部机组由2/3额定功率运行突增至相应水头最大输出功率运行后，流出下游调压室的流量最大时，全部机组同时甩负荷，导叶紧急关闭应分别考虑额定水头及其它可能出现的高于额定水头工况压力尾水道的糙率取可能的最小值下游调压室最低涌波水位尾水管进口最小压力DT11 下游设计洪水位，共用下游调压室的全部n台机组由n-1台增至n台，或全部机组由2/3额定输功率运行突增至相应水头最大输出功率运行后，甩负荷时下游调压室涌波先降后升，波峰叠加可能出现最高涌波水位下游调压室最高涌波水位流出下游调压室流量最大时，全部机组同时甩负荷，导叶紧急关闭压力尾水道的糙率取可能的最大值二 水轮机校核工况CT1 同一水力单元的机组在额定水头下额定功率运行，同时甩负荷，其中一台机组导叶拒动，其他机组导叶紧急关闭同一水力单元的所有机组甩全部负荷时若同一水力单元的一台机组导叶拒动，其他机组导叶关闭，则会加剧拒动机组的过流量，使得机组转速上升率更高额定水头应考虑可能出现的上游最高发电水位,及下游可能出现的最低发电水位机组转速上升率机组蜗壳最大压力CT2 上游为设计洪水位，同一水力单元的全部机组在相应水头最大输出功率运行，同时甩负荷，导叶紧急关闭应考虑上游设计洪水位可能出现的水头工况机组蜗壳最大压力上游调压室最高涌波水位CT3 上游最低发电水位，同一水力单元的全部机组同时甩相应水头最大负荷，在流出上游调压室流量最大时，一台机组从空载增至相应水头最大输出功率— 上游调压室最低涌波水位CT4 上游设计洪水位，共用上游调压室的全部n台机组由n-1台增至n台，或全部机组由2/3相应水头最大输出功率运行突增至相应水头最大输出功率运行后，上游调压室涌波水位最高时，全部机组同时甩负荷，导叶紧急关闭— 机组蜗壳最大压力CT5 上游正常蓄水位，同一水力单元的机组额定水头额定功率依次相继甩负荷，导叶紧急关闭相继甩负荷工况的确定需考虑电气主接线型式机组蜗壳最大压力机组转速上升率CT6 上游正常蓄水位，同一水力单元的机组额定功率运行，同时甩负荷，1台机组分段关闭失灵，导叶直线关闭，其他机组导叶紧急关闭机组分段关闭失灵，机组导叶直线关闭，关闭时间短，机组蜗壳内水压力比分段关闭大经论证不会发生分段关闭失灵，可不考虑此工况机组蜗壳最大压力机组转速上升率尾水管进口最小压力CT7 相应下游低水位，共用尾水隧洞或下游调压室相关的机组额定水头或最大水头额定功率运行，依次相继甩负荷，导叶紧急关闭相继甩负荷工况的确定需考虑电气主接线型式尾水管进口最小压力CT8 上游最高发电水位，共用上游调压室的全部n台机组由n-1台增至n台，或全部机组由2/3额定功率运行突增至相应水头最大输出功率运行后，流入上游调压室流量最大时，全部机组同时甩负荷，导叶紧急关闭— 上游调压室最高涌波水位CT9 上游最低发电水位，共用上游调压室的全部n台机组增负荷至相应水头最大输出功率运行考虑上游调压室最低涌波，根据电网要求同时增负荷或相继增负荷时间间隔上游调压室最低涌波水位引水系统各断面最高点处的最小压力提出开机运行条件CT10 下游校核洪水位，共用下游调压室的全部n台机组由n-1台增至n台，或全部机组由2/3额定输功率运行突增至相应水头最大输出功率运行位压力尾水道的糙率取可能的最大值下游调压室最高涌波水位尾水系统各断面最大压力CT11 下游设计洪水位，共用下游调压室的全部n台机组增负荷至相应水头最大输出功率运行考虑下游调压室最高涌波，根据电网要求同时增负荷或相继增负荷时间间隔压力尾水道的糙率取可能的最大值下游调压室最高涌波水位CT12 下游设计洪水位，共用下游调压室相关的机组开机增至满负荷后，流出下游调压室流量最大时，全部机组同时甩负荷，导叶紧急关闭甩负荷时下游调压室涌波先降后升，波峰叠加可能出现最高涌波水位下游调压室最高涌波水位CT13 相应下游水位，一台机组由空载增至相应水头最大输出功率运行，在流出下游调压室的流量最大时甩负荷，导叶紧急关闭压力尾水道的糙率取可能的最小值下游调压室最低涌波水位CT14 下游设计洪水位，共用下游调压室的全部机组同时甩负荷，在流入下游调压室流量最大时，一台机组从空载增至相应水头最大输出功率运行压力尾水道的糙率取可能的最大值下游调压室最高涌波水位CT15 下游相应发电水位，共用下游调压室的全部n台机组发相应水头最大输出功率，1台机组甩负荷，导叶紧急关闭，在流出下游调压室的流量最大时，其余全部机组同时甩负荷，导叶紧急关闭压力尾水道的糙率取可能的最小值下游调压室最低涌波水位注：1 工况编号的第一个字母D、C分别表示设计工况、校核工况，第二个字母T表示水轮机工况。