水电站：水电站水击及调节保证计算PPT教学课件.pptxVIP

《水电站》;;目录;7.1水击现象及特征;7.1水击现象及特征;水击现象对水电站有压引水系统和机组的运行均有不利影响。若水击压强升高过

大，可能会导致压力水管强度不够而爆裂；若尾水管中的水击压力降低过多，形成过

大的负压，可能使尾水管发生严重的汽蚀，水轮机运行时机组会产生强烈振动；水击

压力的上下波动，将影响机组稳定运行和供电质量；同时，水击现象还可能引起明钢

管的振动破坏。因此，为了保证工程运行的安全可靠，必须研究水击现象，以便采取

工程措施，防止水击压强过大，避免对工程带来危害。;目录;7.2水击基本方程和水击的传播速度;目录;7.3水击计算;水击的连锁方程

（一）水击的基本方程

由《水力学》知，水流在压力管道中流动应满足运动方程及连续方程。当压力管

道的材料、厚度及直径均沿管长度不变，且忽略水流摩阻损失时，管道的水击基本方

程为：;（二）水击的连锁方程

逆行波

顺行波

（三）水击计算的边界条件

利用水击的基本方程求解水击问题，必须利用已知的初始条件与边界条件。

1.初始条件

初始条件是阀门（或导水叶）尚未发生变化的情况，此时管道内水流为恒定流。;2.边界条件

在下图所示的水电站压力引水系统中，A点为阀门端，A为封闭端，B点为水库，

调压室或压力前池端，C点为管径变化点，D点为分岔点。;目录;7.4改善调节保证的措施;二、调节保证计算的内容和标准

调节保证计算一般是在最大水头、设计水头和最小水头三种工况下进行。最大水

头下发生水击压力可能是最大内水压力。设计水头时引用流量最大，机组上升速率可

能最大，也可能产生最大的内水压力。

甩负荷过程中最大水击压力上升率：

甩负荷过程中最大转速上升率：;在调节保证计算过程中，压力升高和转速升高都不超过允许值。此允许值就是进

行调节保证计算的标准。

我国的调节保证计算的标准为：

当机组容量占系统总容量的比重较大且担负调频任务时，转速上升不超过45%；

当机组容量占系统总容量的比重不大或担负基荷运行时，不超过55%；当机组为独立

运行时，不超过30%；当机组为冲击式水轮机时，不超过30%。

尾水管内的最大真空度不宜大于8m水柱。;一、缩短压力管道的长度

缩短压力管道的长度，可减小水击波的传播时间，从进水口反射回来的水击波能

较早地回到压力管道的末端，增加调节过程中的相数，加强进口反射波削弱水击压强

的作用，从而降低水击压强。

在比较长的压力引水系统中，可在靠近厂房的适当位置设置调压室，利用调压室

具有较大的自由水面反射水击波，实际上等于缩短了管道的长度，这是一种有效地减

小水击压强的工程措施。但造价较高，应通过技术经济分析，决定是否设置。;二、采用合理的导叶（阀门）启闭规律

在调节时间一定的情况下，采取合理得导叶（或阀门）的启闭规律能有效降低水

击压强值。目前，工程中常采用分段关闭规律以有效减小水击压强。

三、设置调压阀（空放阀）

减压阀又称空放阀，一般装置于压力水管末端或蜗壳上，是一种过压保护装置。

当机组丢弃负荷时，在导叶关闭的同时，调压阀开启，一部分机组引用流量经由调压

阀流向下游，从而减小了水管中流量的改变量，也即减小水击值。与调压室相比，调

压阀有节省投资的优点，但调压阀在电站突然增加负荷时不起作用。;四、增大机组转动惯量

中、小型机组，特别是转速较高的小型机组，由于其本身的转动惯量较小，常用

加装飞轮的办法来增加。

五、设置水阻器

水阻器是一种利用水阻抗消耗电能的设备，它与发电机母线相联。当机组突然丢

弃负荷时，通过自动装置使水阻器投入，将机组原来输出的电能消耗于水阻抗中，然

后在一个较长的时段内将导叶关闭，这样就延长了关闭时间，从而减小了水击压强。

六、设置折向器（偏流器）

折向器是一种设置在冲击式水轮机喷嘴出口下方的偏流设备。;