水电站调节保证计算Word文档格式.docx

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宜小于 

60% 

；

导水叶前最大压力上升率宜为 

70%～100% 

根据有关已建电站试验证明，采用导叶分段关闭规律，

8m

尾水管的真空度不大于水柱。

（4）已知计算参数

装机容量：

4 

⨯18.5 

MW

水头参数：

Hmax 

= 

6.8 

m 

， 

Hav 

5.82 

Hr 

5.3 

H 

min 

1.5 

m

水轮机参数：

水轮机型号：

GZ 

（1102）-WP 

730 

nr 

68.2r 

，

Qr 

398.6m3 

s 

尾水管参数：

尾水管进口直径 

D3 

=d 

=7.1 

（m）

尾水管直锥段长度：

L21=2.0D1=2.0 

⨯ 

7.3=14.6 

尾水管直锥段直径：

D4 

=1.428D1=1.428⨯ 

7.3=10.42 

尾水管混合过渡段长度：

L22 

=2.7D1=2.7 

7.3=19.71 

尾水管混合过渡段高度：

h=1.453D1=1.453⨯ 

7.3=10.61 

尾水管混合过渡段宽度：

B=2.04D1=2.04 

7.3=14.892 

t

机组转动部分飞轮力矩 

（ 

⋅ 

m3 

）：

+ 

机

查《灯泡贯流式水电站》P155 

：

GD2 

GD2发电机水轮GD2

GD2水体附加

发电机飞轮力矩 

GD2发电机 

KDi3lt

式中：

K 

-经验系数, 

查《灯泡贯流式水电站》P126 

表 

6-10：

=4.7~5.1，取 

=5 

即：

取：

GD2水体 

=

π

8

KDi3lt 

=5⨯ 

7.143 

⨯1.02=1856.4 

）

GD2水轮机 

=850 

αD144

γ 

L0 

sin 

（） 

dB 

（水轮机转轮区水体）

α=θ+ϕ，θ 

为桨叶角为时0 

的叶片安放角 

ϕ 

为桨叶角度 

-水体比重；

-叶片弦片长；

-轮毂直径，之前取轮毂比为 

0.33，即 

D1=0.33 

，故

=0.33⨯ 

7.3=2.41 

o

8 

故：

GD2水体附加 

=3926.9 

5.2 

设计工况下的调节保证计算

5.2.1 

管道特性系数

1、进口到导叶段：

经以前的计算 

B1 

（1.7~2.1 

D1 

13.5（m）

流量：

设计工况时流量已计算， 

398.7 

s

V1 

Qr

2

⎢B1 

π 

ç

⎪ 

⎥ 

/2

⎢ 

⎝ 

⎭ 

⎥

398.7

进口到导叶段的长度 

L1 

3.82D1 

0.721D1 

3.1D1 

22.63 

1

∑ 

LV1

⨯V1 

22.63⨯ 

4.14=93.688 

m2 

2、转轮室：

Qr398.7

22

2 

⎭⎝ 

⎭

前面已经计算出 

L2 

（0.65 

~ 

0.84）D1 

5.5 

LV2

⨯V2 

9.526 

52.39 

3、尾水管：

（）进出 

S/2

=4.02

L3 

（4.5 

5.0）D1 

34.5 

3

LV3

34.5⨯ 

4.02 

138.56 

则管道特性系数：

i1

∑LVi 

∑LV1 

∑L2V2 

∑L3V3 

284.64（m2 

s）

5.2.2 

水击压力升高计算

由于本电站采用导叶分段关闭规律，关闭时间长，且引水管短，故：

最大水击压力上

升率发生在末相，为末相水击。

对于该机组，导叶接力器直线关闭时间为

先设定 

Ts'

12s 

10~16s

σ 

LVi

H0TS'

g

284.64

5.3⨯12 

9.81

ξm 

0.456

ξmax 

Kξm

查《水轮机调节》 

P238 

得，对贯流式水轮机，取修正系数 

1.4 

1.4ξm 

0.572 

0.8

则导叶前压力升高为：

93.688

∆H1 

ξ1Hr 

0.263⨯ 

1.394 

尾水管最大压力降低为：

yb 

LBVB

138.56

校核尾水管进口处的真空度，以防止水流中断：

vb2

4g

vb为尾水管进口断面出现时vb 

D

7.1 

vb2 

10.072

4g 

由于真空度小于 

8m，满足压力升高要求。

5.2.3 

转速上升计算

得：

之前已经计算出 

），

1、机组惯性时间常数

GD2n02 

3926.9 

68.22

365⨯ 

P 

365⨯19073

2、调节系统迟滞时间

-gg

查《贯流式水轮发电机组实用技术设计施工安装运行检修（下册）》

1 

P639 

2~ 

这

bp 

— 

永态转差系数，一般取，在6%里取

5% 

3、水击修正系数

f 

0.456 

1.456

4、水轮机飞逸转速特性曲线系数

2TC 

TS 

f2 

0.266 

12 

⨯1.456

Ta2.62

相对转速上升：

查《水轮机调节》P247 

灯泡贯流式水轮机的单位飞逸转速

不仅取决于导叶开度 

a0 

，还取决于桨叶转角ϕ 

之前已计算出单位飞逸转速

n11p 

365.04 

r 

ne 

= 

1.688

由此：

365.04

n11 

216.26

1+ 

1+

-1 

1.688 

-1

β 

c 

Ta

（2 

+12 

⨯1.456）⨯ 

0.276 

0.502 

≤ 

60%

2.62

由以上计算可知，在设计水头下甩负荷时，压力升高和转速升高均在允许

范围内。

最大水头甩负荷

5.3.1 

在最大水头下的流量为：

Qmax 

Q11r 

D12 

3.25⨯ 

7.32 

451.63（m3 

Qmax

451.63

4.687=106.07 

Qr451.63

10.79 

59.35 

=4.57

4.57 

157.7 

323.12（m2 

5.3.2 

查《水电站机电设计手册》P213 

，得：

在最大水头下， 

TsH 

=Ts'

a01

a0

a01 

-最大水头下带额定负荷时的导叶开度

=11s

HmaxTS'

323.12

6.8⨯11⨯ 

0.44

0.547 

0.77

106.07

ξ1Hmax 

0.253⨯ 

1.72 

157.7

vb211.412

B4 

5.3.3 

0.44 

1.44

4、水