YMS水电站水力过渡过程计算与分析

水力过渡过程计算嘿，朋友！咱们今天来聊聊水力过渡过程计算这回事儿。

你知道吗，水力过渡过程就像是一场水流的大冒险！想象一下，水在管道里、渠道中奔跑，突然遇到了一些状况，比如阀门关闭、水泵启动或者管道破裂。

这时候，水的流动状态可就发生了巨大的变化，就像一个调皮的孩子突然改变了玩耍的方式。

水力过渡过程计算，那可是相当重要的！比如说，在城市的供水系统中，如果不进行准确的计算，一旦出现紧急情况，比如突然停水或者水压骤变，那可就麻烦大啦！家里的水龙头可能不出水，洗澡洗到一半变成冷水澡，这得多难受啊！水力过渡过程计算其实就像是给水流规划路线。

我们要考虑水的速度、压力、流量这些因素，就像给一个旅行团安排行程，要考虑路程、时间和费用一样。

如果计算不准确，水流就可能“迷路”，造成各种问题。

比如说，在水电站中，水轮机的调节如果没有基于准确的水力过渡过程计算，那电力供应可能就会不稳定，一会儿亮堂堂，一会儿黑黢黢，这可咋整？再看看长距离的输水管道，如果不精心计算水力过渡过程，管道可能承受不住压力，出现破裂，那水就像脱缰的野马一样四处乱跑，这得造成多大的损失啊！那怎么进行水力过渡过程计算呢？这可不是拍拍脑袋就能搞定的。

得有专业的知识和工具。

就像厨师做菜要有好的食材和刀具一样。

我们要建立复杂的数学模型，把水流的各种特性都考虑进去。

这可不容易，就跟拼图一样，一块一块地拼凑，直到呈现出完整清晰的画面。

而且，还得根据实际情况不断调整参数，这就好比裁缝给人做衣服，得量体裁衣，不断修改，才能合身。

计算过程中，每一个数据都不能马虎，一个小差错可能就会导致整个结果大错特错，这难道不就像下棋走错一步满盘皆输吗？总之，水力过渡过程计算可不是一件轻松的事儿，但它又极其重要。

只有把这个计算做好了，我们的水利工程才能稳定运行，为我们的生活带来便利，不是吗？。

抽水蓄能电站过渡过程计算影响因素分析郑应霞;胡雄峰;邱绍平【摘要】Transient process calculation is the basis of regulation guarantee design. Taking the transient process calculation in feasibility study of a domestic pumped storage power station as an example, the effects on the transient process calculation results exerted by the following factors are calculated and analyzed through Hysim:draft head, runner model characteristics, diameter of tailrace tunnel, generator-unit's moment of inertia and closure law of guide vanes. It is founded that the draft headand runner model characteristics have more significant impact on the transient process calculation results. As the draft head and the station layout can be basically determined in feasibility study while the characteristics of the generator-unit developed by different man-ufacturers are variable, so concern should be attached to the characteristics of the generator-unit in its bid invitation so as to meet the demand of regulation guarantee design.%过渡过程计算是调节保证设计的一种计算手段，也是调节保证设计的基础。

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。

有关长距离输水工程水力过渡过程的分析摘要：随着社会经济水平的不断提高，我国水利建设获得了长足的发展，其中，长距离输水工程以其重要的社会意义和经济价值获得了业内外人士的普遍关注。

本文将结合实例对长距离输水工程水力过渡过程进行分析，以便参考。

关键词：长距离输水工程；水利过渡工程；分析工程概况某水库输水工程（辽宁省境内），输水管道全长共计222.898公里，途经6市。

该工程属于长距离输水工程，同时还具有大流量以及低扬程的特点，整个输水系统被设计为压力密闭式系统。

泵站上游部分利用有压重力原理进行水流的输送，在整个输水管线上共设置了6个配水站以实现对多个城市的配水，因而管线沿途流量呈现出不断减少的趋势。

其取水头部和输水洞直接相连，不仅设有拦污栅、电动吊车，还设有检修闸门以及工作闸门。

输水洞、配水站之间的主要设施如下：1）调流阀；2）流量计；3）电动蝶阀；4）稳压塔和液控蝶阀；5）排气阀；6）泄水阀[1]。

在有压管道输水工程中，应用水力学非恒定流理论可知，输水系统启停时，系统中的阀门也会随之发生相应的短暂启停，如此一来，便会造成水击的问题。

此过程中，管中流速一旦发生剧烈波动（受某些外界因素影响），将会导致水体压强发生大幅变化，继而对管壁、阀门以及其它各种管路元件造成强烈冲击，轻微时，可能造成相关元件的毁损，严重时，将会造成管道爆裂，影响整个输水工程的安全及正常运营。

由此可见，针对水击过渡过程展开分析、研究具有非常重要的现实意义。

2.水力过渡过程物理模型选择本文将采用一维瞬变流模型对水力过渡过程（或者称之为水击作用）展开数值研究。

其中：1）V—水体流速；2）H—测压管水头；3）a—水击波波速，取值1000m/s2；4）g—重力加速度，取值9.81m/S2；5）x—沿输水管道方向；6）t—时间；7）D—输水管道直径；8）α—输水管道的坡度；9）λ—沿程阻力系数，取值8g/C2。

该控制方程属于常规的双曲线方程，采用特征线—有限差分法展开离散求解。

大波动过渡过程计算分析总结水电站输水系统和机组过渡过程的计算分析具有重要的意义，该计算分析对于机组参数GD2的选择、导叶关闭规律的确定、调压室参数的选择和管道线路的布置等方面都有重要的指导作用。

水电站过渡过程计算分析由大波动过渡过程计算分析和小波动过渡过程计算分析两部分组成。

以下对大波动过渡过程计算分析进行总结说明。

大波动过渡过程计算分析主要包含以下几个部分：①该类系统数学计算模型的建立和求解；②仿真计算程序的编制；③具体输水系统有关原始数据的准备（包含实际系统概化问题）；④各种大波动控制工况的计算分析；⑤《水力过渡过程计算分析报告》的撰写。

一．数学计算模型的建立水电站输水系统数学模型由输水道数学模型和边界数学模型两部分构成。

1．输水道数学模型目前，输水道数学模型是根据一元总流流体的运动方程和连续方程，建立有压管道水力瞬变的弹性水锤基本方程组，然后利用特征线法对方程组进行简化、求解（这里暂不讨论无压输水道）；由于在建立和求解模型的过程中，存在一些简化和假定条件，因此存在以下几个值得研究的问题：①现模型采用一元流假定，该假定在某些情况下不适用，应该改用“二元流”或“三元流”原理构造数模。

②该模型要求“同一段管道为单特性管”，因此须对非单特性管进行合理概化。

③该模型中管道阻力系数采用的是阀门关闭前稳态流动的值，实际应该采用动态的阻力系数。

④计算时间步长和波速调整的优化。

⑤含气水锤模型的建立。

2．边界数学模型不同边界具有不同的数学模型，目前基本边界的数学模型已较成熟，满足仿真计算精度要求。

3．数模的求解方法有压输水道数学模型采用特征线法求解；简单边界数学模型（如一元非线性代数方程）采用改进的不动点迭代法求解；复杂边界数学模型（如二元非线性代数方程组）采用牛顿-莱甫生法求解。

二．仿真计算程序的编制利用FORTRAN语言将已建立的数学模型和所选的求解方法编制成仿真计算程序。

同时，须注意以下几个问题：①水轮机特性曲线的变换（目前采用改进的Suter法）。

水电站水力过渡过程计算工作量定量化探索
陈祖文
【期刊名称】《贵州水力发电》
【年(卷),期】2011(025)002
【摘要】目前许多设计单位均将绩效评价作为考核员工工作成果、实行奖惩的主要依据.由于水电站水力过渡过程计算对不同的工程工作量差别很大,如果简单参考其他工程,就很难保证绩效考核的公平性、统一性.为了提高员工工作积极性、考核工作的易操作性,须对水力过渡过程计算这项工作的工作量进行量化.作者根据在水力过渡计算工作中的实际经验和体会,提出了一些见解,供相关人员参考.
【总页数】4页(P70-73)
【作者】陈祖文
【作者单位】中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院,贵州,贵阳,550081
【正文语种】中文
【中图分类】TV131.4
【相关文献】
1.巴基斯坦玛尔水电站水力过渡过程计算研究 [J], 许建文;胡建根
2.YMS水电站水力过渡过程计算与分析 [J], 刘峰;安刚
3.玛依纳水电站水力过渡过程数值计算分析 [J], 甘楠
4.发水电站水力过渡过程计算分析 [J], 黄丽伟
5.水电站水力过渡过程仿真计算研究 [J], 杨晖;杨恒;李连丰;毕智伟;高艳峰;于佐东
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