第九章水电站水力过渡过程(4)

水利水电工程建筑物,书稿

这时调压室处在最低水位。在水库与调压室之间的水位差的作用下，引水道水流开始流向调压室，这样调压室的水位回到开始时的状态，也是周期性的波动。

理论上引水道—调压室系统水位波动是周期性的波动过程，但是由于引水道摩阻力的存在，引水道—调压室系统水位波动过程会慢慢停止下来。

调压室水位波动过程与压力管道的水锤现象、机组调速系统的工作是相互联系的。压力管道的水锤过程变化快，持续时间短，一般仅为几秒。而调压室水位波动过程相对来说是变化慢、周期长、幅度小，整个过程要经历几十秒到几百秒的时间。因此，调压室水位波动过程与压力管道的水锤现象相互干扰少，一般可分别研究。

三、机组转速变化

在恒定工作状态下，水轮发电机组匀速运行，这时水轮机出力与发电机负荷之间相互平衡。当负荷变化时，水轮机的出力与发电机负荷出现不平衡状态，导致机组转速的变化。尽管机组通过调速系统的调节，逐渐使水轮机的出力与发电机负荷重新回到平衡状态，但是机组短时间内出现的转速变化，将影响供电质量和机组正常运行。特别是在机组丢弃全部负荷时，机组转速升值最大，这时应防止机组的强度破坏、振动和由此引起的过电压对电气设备的损坏。

此外，机组调速系统在调节工作过程中，也存在稳定问题。机组调速系统的稳定问题与压力管道的水锤、调压室的水位波动都有关，也是水电站动力系统中的过渡问题之一。这个问题可参考有关的教材和专著，本教材将不涉及此问题。

四、研究有压引水系统水力过渡过程的目的

水电站动力系统包括水、机、电各方面，系统的过渡过程在前面已作简单的介绍。在水利工程中主要涉及到的是引水系统部分的水力过渡过程：水锤、调压室的水位波动和机组转速变化等问题，其中水锤和机组转速变化的问题是相互关联的。它们都与调速器动作的快慢有关，换一句话来说，与导水机构总关闭时间Ts有关。一方面要求选用较大的Ts，以便控制水锤压强，减小引水管道的基建投资；另一方面要求选用较小的Ts，防止机组过速，影响供电质量和机组正常运行。实际工程中是通过调节保证计算来协调Ts的取值。因此，研究有压引水系统水力过渡过程的目的有两个：一是通过调节保证计算，其中包含水锤计算和机组转速变化计算，选择合理的Ts，并提供压力水管设计所需的水锤动水压强值；二是通过计算调压室水位波动的幅度，为调压室结构设计提供依据。同时，通过稳定分析，掌握调压室水位波动稳定性机理，提出波动稳定的判据，据此来制定相应的工程措施。

五、调节保证计算的标准和条件

调节保证计算就是通过水锤计算和机组转速变化计算来确定调速器总关闭时间Ts，使得引水建筑物和机组设备在技术经济上最为合理。工程上，衡量引水建筑物和机组设备在技术经济上的合理性，是通过规范规定压力管道水锤相对值和机组转速变化相对值的允许范围——允许值来判断。这是在一定的时期，一定的技术条件和经济条件下制定的，随着技术经济的发展将不断加以修订。 1、水锤压力的计算标准 （1）压力升高

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