第九章水电站水力过渡过程(5)

水利水电工程建筑物,书稿

规范采用相对压力升高值作为限制值指标，即 H H0 H0，其中H、H0分别为水锤作用水头和静水头。根据规范规定，最大相对压力升高值 max，应不超过下列数值：

当H0>100m时， max＝0.15～0.3 当H0＝40～100m时， max＝0.3～0.5 当H0<40m时， max＝0.5～0.7

（2）压力降低

压力降低的限制主要要求在压力引水系统的任何位置均不允许出现负压，且应有2～3m水柱高的余压，保证管道特别是钢管的稳定和防止水柱分离。同时，尾水管进口的允许最大真空度为8m水柱高。 2、机组转速变化的计算标准

机组转速变化会影响水电站机组正常运行和供电质量。特别是由于水电站丢弃全部负荷时，引起的机组转速过大，会造成机组振动和破坏，也会由于过速引起过电压造成发电机电气绝缘的破坏。所以，工程上主要限制机组相对转速变化的最大值。

相对转速变化的最大值 max nmax n0 n0，其中nmax、n0分别为机组暂态过程的最大转速和正常转速。目前对 max的限制尚无统一规定，可按以下情况来考虑：

当机组容量占电力系统总容量的比重较大，且担任调频任务时，宜小于0.45； 当机组容量占电力系统总容量的比不大或担负基荷时，宜小于0.55； 对冲击式水轮机，宜小于0.3。 当大于上述值时，应进行论证。 3、调节保证的计算条件

调节保证计算需要计算水锤的最大、最小值和机组转速变化的最大值，其计算条件主要考虑，上下游水位与增加全部（部分）负荷、丢弃全部（部分）负荷的组合：

（1）水锤最大值和机组转速变化的最大值，采用最大水头差与丢弃全部（部分）负荷的组合情况，例如上游为正常水位，丢弃全部负荷时的情况；

（2）水锤最小值，采用最小水头差与丢弃或增加全部（部分）负荷的组合情况，例如上游为最低水位，丢弃全部负荷或增加全部负荷时的情况。

第二节 基本方程

前面已讨论了水电站有压引水系统中的水锤和调压室水位波动现象，这是两种水力过渡现象，同属于非恒定流。本节主要建立水锤过程和调压室水位波动的基本方程式。

一、水锤基本微分方程及其基本解

压力管道水锤的基本方程包括动力方程和连续方程。在一维流的条件下，取出管道的一微小段进行分析，如图9-3示。作用于微小段的水锤压力为：

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