黎丽

摘 要：水轮机调保计算能够将调节系统稳定、机组惯性力矩、水流惯性力矩三者之间的问题予以协调解决，并且能够为飞轮力矩、导叶关闭规律、导叶关闭时间的确定打下良好的基础。本文以洞巴水电站为例，深入探讨了水轮机调保计算，具有一定的参考价值。

关键词：水轮机；调保；计算

水轮机调保计算主要研究水轮机组超负荷或者甩负荷时调节系统的过渡过程特征，计算出尾水管的最大真空度、蜗壳的压力变化，以及水轮机组的转速变化，本文以洞巴水电站为例，就水轮机调保计算进行探讨。

1 洞巴水电站的基本参数

1）额定水头：74.0m；

2）最大水头：87.0m；

3）机组台数：3台；

4）单机设计流量：36.3m3/s；

5）三机设计流量：108.9m3/s；

6）水轮机型号：HLA630-LJ-220；

7）額定转速：300r/min（东风电机厂提供）；

8）机组转动惯量：GD2=550t·m2（东风电机厂提供）；

9）水锤压力波传播速度：C=1342.8m/s（水工提供）。

2 水轮机在额定水头（74m）下额定负荷时∑LiVi值

由于该电站是联合供水，所以只计算引水管最长的1#机，其结果：

1）平均流速计算：Vcp =≈4.705（m/s）；

2）水流惯性时间常数 Tw≈3.568（秒）；

因为TW =3.568秒小于4.0秒，所以，不必设置调压设备。

3）导叶总关闭时间TS。

根据TW=3.568秒，并按机组甩负荷时允许压力上升值ξmax=0.5（水头在100米以下时）。压力管道的特性系数ρ≈ 4.055。

A：查曲线表选取TS=10秒时：

机组速率上升值为：≈0.433

修正值：βmax=1.1βm=1.1×0.433≈0.4763

B：查曲线表选取TS=11秒时：

机组速率上升值为：≈0.44731

修正值：βmax =1.1βm =1.1×0.44731≈0.4920

C：查曲线表选取TS=12秒时：

机组速率上升值为：≈0.4609

修正值：βmax =1.1βm =1.1×0.4609≈0.507

3 水輪机调保计算成果表

洞巴水电站压力输水管系统采用一管三机联合供水方式，主管由直径为5.5m的引水隧洞和压力钢管组成，主管后接三条支管，分别给三台机组供水。根据电站电气主结线方式，三台机组存在同时甩全负荷的可能，因此，对机组在额定水头工况和最大水头工况下运行，三台机同时甩全负荷进行了调保计算，计算成果汇总如下表1。

由计算结果可知，洞巴水电站的水轮机导叶直线关闭时间TS选择为11S，机组的蜗壳压力上升值、转速上升值和尾水管最大真空值均满足规范要求（ξ≤50%，β≤50%，HB≤80%）。

参考文献：

[1] 姬晋廷，郑小波，罗兴錡.基于全流道非定常流动计算的轴流式水轮机尾水管压力脉动分析[J].水力发电学报，2009，20（02）：141-145.