混流式水轮机调节保证计算报告(2)

a0为声波在水中的传播速度，一般为1435m/s。

复杂管路的水击波速可由下式计算：

a??LL?aiii

式中，ai为各管段的水击波速。 （2）压力管道水力损失计算

根据引水系统的布置，分别计算设计水头和最大水头下沿程摩擦损失、局部阻

力损失，由此得到设计水头和最大水头的水力损失?HH,?HH。因此各水头下的静水头

rmax为，H0i?Hi??Hi。

（3）管道特征系数计算

???LiViaV0h?w2gH0gH0Ts'，

（4）判断水击类型

可由管道特征系数?、hw，导叶起始相对开度?0（?0=0）在水击分类图上查

找。

（5）最大压力上升计算

末相水击： ?m?首相水击：?1??2(?2?4??) 2?1?hw?0??

若为编程计算，也可不判断水击类型，将?m和?1都算出取大者。

计算出的?还要进行修正：?max?k?m或?max?k?1，其中对HL式水轮机取K=1.2。

（6）水击计算

压力水管末端最大压力升高 ?T??m蜗壳末端最大压力升高 ?c??m?LTiVTi ， ?HT??TH0 ?LiVi?LTiVTi??LcVc?LiVi ， Hc??cH0

6

尾水管最大压力降低 ?B??max?LV?LVBiiBi， ?HB??BH0

iVB2??HB 尾水管最大真空度 HB?Hs?2gVB2HS为吸出高度，和ΔHB应为同一时间的最大总和，近似计算时可取开始关闭

2gVB20时尾水管进口流速水头的一半（）和ΔHB进行组合。

4g最大转速上升计算或确定机组飞轮力矩GD2

采用近似公式来求取最大转速上升

(2TC?TS'f)c??1??1

TaGD2nr2GD2nr2其中，Ta? 或Ta? ， (两式GD2的单位不同，前者是kN·m2，后

3580Pr360Pr者为t·m2)。

Tc=Tq+0.5Tabp

?LiVi f?1?? σ= 'gH0Ts2Tc?Ts'f?1 ne=' βr=1?Tan1n1'f C?1?1?rne?1

上式中：Tc为调节迟滞时间；Tq为调速器不动时间，一般取0.1—0.3s；bp由电站在系统中的地位而定一般为2%—6%；f为水击修正系数；C为水轮机飞逸特性影响机

?f为单位飞逸转速，r/min。 ?为甩负荷前单位转速，r/min；n1组升速时间系数；n1

水流加速、机组惯性时间常数、水管特性参数 表3：时间常数、水管特性参数表 水头H（m） 水力加速Tw

机组惯性Ta7

水管特性σ 压力波一次

（s） 83.31 66.65 43.32

1.156 1.753 2.511 （s） 3.528 3.528 5.94 ρ 3.103 4.708 6.85 0.428 0.450 0.543 时间tr 0.372 0.372 0.372 2.2 该电站的调节保证计算结果

在水轮机最大水头H=83.31m下：

水轮机调节保证计算 机组类型（冲击、混流、轴流） 转轮直径 ：D1（米） 水头H：（米） 水轮机出力：N（千瓦） 机组额定转速：n(转/分） 机组飞逸转速：nr(转/分） 发电机的：GD2fd(吨米） 22 （冲击为1，混流为2，轴流为3） 1.52 83.31 10700 428.6 887.5 76 0 0 估算 1.5 Hs=10-Δ/900-（σ+Δσ）H 14.55 717.99 122.2 104.1 如果上面压力管道尺寸无可带入飞轮的：GD2fl(吨米） 2水轮机转动部分的：GD2T(吨米） 吸出高度：Hs(米） 流量：Q （米/秒） 压力钢管：LgVg(米/秒） 蜗壳：∑LwkVwk(米/秒） 尾水管：∑LwgVwg(米/秒） 2222LV 压力钢管长度：Lg（米） 蜗壳长度：Lwk（米） 尾水管长度：Lwg (米） 尾水管进口断面积：F（米） 总长度：L

8

2944.3 LV=8H计算 162.8 12.02 11.37 1.631 186.19

关闭时间：Ts(秒） 压力传播速度：a(米/秒） 初始流速：V0（米/秒） 水管特性系数：σ 水击相长：Tr 关闭时导叶相对开度：τ0 管路特性常数：ρ 压力上升：ζpj2.7 1000 800~1200米/秒 10 0.4279 0.3724 1 6.1179 0.5292 max 压力上升最大值：ζ0.635 0.4828 40.225 Hr<40(50%≤ξwk压力管中相对压力上升ζg 压力管中压力上升数值：ΔHg ≤70%），wk40

9

水轮机调节保证计算 机组类型（冲击、混流、轴流） 转轮直径 ：D1（米） 水头H：（米） 水轮机出力：N（千瓦） 机组额定转速：n(转/分） 机组飞逸转速：nr(转/分） 发电机的：GD2fd(吨米） 22 （冲击为1，混流为2，轴流为3） 1.52 83.31 10700 428.6 887.5 76 0 0 估算 1.5 Hs=10-Δ/900-（σ+Δσ）H 14.55 717.99 122.2 104.1 如果上面压力管道尺寸无可带入飞轮的：GD2fl(吨米） 2水轮机转动部分的：GD2T(吨米） 吸出高度：Hs(米） 流量：Q （米/秒） 压力钢管：LgVg(米/秒） 蜗壳：∑LwkVwk(米/秒） 尾水管：∑LwgVwg(米/秒） 2222LV 压力钢管长度：Lg（米） 蜗壳长度：Lwk（米） 尾水管长度：Lwg (米） 尾水管进口断面积：F（米） 总长度：L 关闭时间：Ts(秒） 压力传播速度：a(米/秒） 初始流速：V0（米/秒） 水管特性系数：σ 水击相长：Tr 关闭时导叶相对开度：τ0 管路特性常数：ρ 压力上升：ζpj2944.3 LV=8H计算 162.8 12.02 11.37 1.631 186.19 3.2 1000 800~1200米/秒 10 0.3611 0.3724 1 6.1179 0.4321 max 压力上升最大值：ζ0.5185 0.3942 10

压力管中相对压力上升ζg

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