— —
0
第九章 水电站的水锤与调节保证计算
第一节 概 述
一、水电站的不稳定工况
机组在稳定运行时,水轮机的出力与负荷相互平衡,这时机组转速不变,水电站
有压引水系统(压力隧洞、压力管道、蜗壳及尾水管)中水流处于恒定流状态。
在实际运行过程中,电力系统的负荷有时会发生突然变化(如因事故突然丢弃负荷,
或在较短的时间内启动机组或增加负荷),破坏了水轮机与发电机负荷之间的平衡,机
组转速就会发生变化。此时水电站的自动调速器迅速调节导叶开度,改变水轮机的引
用流量,使水轮机的出力与发电机负荷达到新的平衡,机组转速恢复到原来的额定转
速。由于负荷的变化而引起导水叶开度
、
水轮机流量、水电站水头、机组转速的变化,
称为水电站的不稳定工况。其主要表现为:
(1) 引起机组转速的较大变化
由于发电机负荷的变化是瞬时发生的,而导叶的启闭需要一定时间,水轮机出力
不能及时地发生相应变化,因而破坏了水轮机出力和发电机负荷之间的平衡,导致了
机组转速的变化。丢弃负荷时,水轮机在导叶关闭过程中产生的剩余能量将转化为机
组转动部分的动能,从而使机组转速升高。反之增加负荷时机组转速降低。
(2) 在有压引水管道中发生“水锤”现象
当水轮机流量发生变化时,管道中的流量和流速也要发生急剧变化,由于水流惯
性的影响,流速的突然变化使压力水管、蜗壳及尾水管中的压力随之变化,即产生水
锤。导叶关闭时,在压力管道和蜗壳中将引起压力上升,尾水管中则造成压力下降。
反之导叶开启时,在压力管道和蜗壳内引起压力下降,而在尾水管中引起压力上升。
(3) 在无压引水系统(渠道、压力前池)中产生水位波动现象。无压引水系统中产生
的水位波动计算在第八章已介绍。
二、调节保证计算的任务
水锤压力和机组转速变化的计算,一般称为调节保证计算。调节保证计算的任务
及目的是:
(1) 计算有压引水系统的最大和最小内水压力。最大内水压力作为设计或校核压力
管道、蜗壳和水轮机强度的依据之一;最小内水压力作为压力管道线路布置、防止压
力管道中产生负压和校核尾水管内真空度的依据。
评论18