武都水库工程水轮机过渡过程计算
水轮机发电量计算公式
水轮机发电量计算公式水轮机是一种利用水能转换成机械能的装置，广泛应用于水电站的发电过程中。
水轮机发电量的计算是水电站运行管理的重要内容之一，也是评价水电站发电效率的重要指标之一。
本文将介绍水轮机发电量的计算公式及其相关参数。
水轮机发电量的计算公式为：Q = η × ρ × g × H × A其中，Q为水轮机的发电量，单位为千瓦时（kWh）；η为水轮机的效率；ρ为水的密度，单位为千克/立方米（kg/m³）；g为重力加速度，取9.81米/秒²；H为水头，单位为米（m）；A为水轮机的有效叶轮面积，单位为平方米（m²）。
水轮机的效率是指水轮机将水能转换成机械能的能力，通常取值在0.8~0.9之间。
水的密度随温度和压力的变化而变化，一般取值为1000千克/立方米。
重力加速度是一个恒定值，取值为9.81米/秒²。
水头是指水从水库或水坝的高度到水轮机的有效叶轮面积的高度差，是水轮机发电量的重要参数之一。
水轮机的有效叶轮面积是指水轮机叶轮上能够接受水流的面积，是水轮机发电量的另一个重要参数。
在实际的水电站运行中，水轮机发电量的计算还需要考虑到水轮机的负荷特性、水流量、水轮机的启停时间等因素。
水轮机的负荷特性是指水轮机在不同负荷下的效率和发电量的变化规律，通常用负荷曲线来表示。
水流量是指水轮机每秒钟接受的水流量，是水轮机发电量的另一个重要参数。
水轮机的启停时间是指水轮机从停止状态到达额定运行状态所需的时间，也是影响水轮机发电量的重要因素之一。
水轮机发电量的计算公式是一个综合考虑水轮机效率、水头、有效叶轮面积等因素的公式，是水电站运行管理的重要内容之一。
在实际的水电站运行中，还需要考虑到水轮机的负荷特性、水流量、水轮机的启停时间等因素，以确保水轮机的发电量达到最大化。
水力过渡过程计算
水力过渡过程计算嘿，朋友！咱们今天来聊聊水力过渡过程计算这回事儿。
你知道吗，水力过渡过程就像是一场水流的大冒险！想象一下，水在管道里、渠道中奔跑，突然遇到了一些状况，比如阀门关闭、水泵启动或者管道破裂。
这时候，水的流动状态可就发生了巨大的变化，就像一个调皮的孩子突然改变了玩耍的方式。
水力过渡过程计算，那可是相当重要的！比如说，在城市的供水系统中，如果不进行准确的计算，一旦出现紧急情况，比如突然停水或者水压骤变，那可就麻烦大啦！家里的水龙头可能不出水，洗澡洗到一半变成冷水澡，这得多难受啊！水力过渡过程计算其实就像是给水流规划路线。
我们要考虑水的速度、压力、流量这些因素，就像给一个旅行团安排行程，要考虑路程、时间和费用一样。
如果计算不准确，水流就可能“迷路”，造成各种问题。
比如说，在水电站中，水轮机的调节如果没有基于准确的水力过渡过程计算，那电力供应可能就会不稳定，一会儿亮堂堂，一会儿黑黢黢，这可咋整？再看看长距离的输水管道，如果不精心计算水力过渡过程，管道可能承受不住压力，出现破裂，那水就像脱缰的野马一样四处乱跑，这得造成多大的损失啊！那怎么进行水力过渡过程计算呢？这可不是拍拍脑袋就能搞定的。
得有专业的知识和工具。
就像厨师做菜要有好的食材和刀具一样。
我们要建立复杂的数学模型，把水流的各种特性都考虑进去。
这可不容易，就跟拼图一样，一块一块地拼凑，直到呈现出完整清晰的画面。
而且，还得根据实际情况不断调整参数，这就好比裁缝给人做衣服，得量体裁衣，不断修改，才能合身。
计算过程中，每一个数据都不能马虎，一个小差错可能就会导致整个结果大错特错，这难道不就像下棋走错一步满盘皆输吗？总之，水力过渡过程计算可不是一件轻松的事儿，但它又极其重要。
只有把这个计算做好了，我们的水利工程才能稳定运行，为我们的生活带来便利，不是吗？。
中小型水电站水力过渡过程计算及甩负荷试验
警＝． ｄ ￡ Ａ
１ ３ 水 轮机特 性方 程 ．
以混流式水轮机为例 ， 其特性方程如下 ： Ｐ，＝， ｎ （ ）
㈣
（） ９ （０ １）
（ １ １） （２ １）
用连续方程和动量方程来描述 。连续方程为
ｌ Ｌ ： ｌ
Ｍｌ １＝， ｎ （ … ）
（） １
第３ ２卷第 ２期 ２１ ０ ０年 ２月
人
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ＹＥＬ Ｌ０Ｗ ＲＩ ＶＥＲ
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【 水利 水 电工 程 】
中小型水 电站水力过渡过程计算及甩 负荷试验
龙 斌
（ 州 中水 建设 项 目管理 有 限公 司 ， 州 贵 阳 ５ ００ ） 贵 贵 ５ ０ ２
１ ２ 圆筒式调压 井 ．
阻抗 式 调 压 井 的 数 学模 型 为
＝ ＋ｒｉ Ｑ ｌ Ｉ （） ５
的发生而突然 与系统 解列 ， 时其转速 会急剧 加大 ， 此 转速过 大 会影响机组的强度 、 寿命 ， 可能诱发厂房振动 ， 因此必须 及时关
闭水轮机的导 叶。导 叶关闭时 ， 引水 管道 中的水流在惯 性的作
收 稿 日期 ：０９ ２ １ ２ ０ —０ — ３
。
Ｊ
作者简介 ： 龙斌（ ９０ ） 男， 州黄平人 ， １８ 一 ， 贵 助理 工程师， 主要 从事 水电站水 力
机械 设 计 工作 。
Ｅ－ ｉ： ｎ ｂ ｎ ２ ＠ １ ３ ｃ ｒ ｍａｌｌ ｇ ｉ３ １ ｏ ６．ｏ ｎ
式 中： Ｈ为测压管压力 ； 为平均流速 ； 为水体微 元移 动距离 ； ｏ
为水锤波波速 ； ｇ为重力加速度 ； 为管道 中心线与水平 线的夹
【抽水蓄能】5 水泵水轮机过渡过程
5 水泵水轮机过渡过程5.1水泵水轮机过渡过程抽水蓄能电站的水道系统均较复杂，同时又要作水泵和水轮机两种工况运行，运行组合工况综合起来更多，再加上抽水蓄能机组的流量特性和力矩特性，故水泵水轮机过渡过程通常比常规水轮机过渡过程要复杂得多。
水泵水轮机正常运行时主要有水轮机工况、水泵工况、水轮机工况调相、水泵工况调相和旋转备用工况，各工况之间的互相转换以及机组在各工况下正常与事故停机等组合成20多个过渡过程工况。
实际上抽水蓄能电站关注的主要有水轮机工况甩负荷、水泵工况断电等几种工况。
5.1.1 水轮机工况甩负荷过程1图5-1 水轮机工况甩满负荷机组在四象限特性曲线中的运行轨迹水轮机工况甩负荷过程通常出现在电网或机组发生故障导致机组紧急停机时，这时导叶关闭或拒动引起水道系统产生水锤现象。
此时机组运行工况可能在水轮机工况区、水轮机制动工况区及反水泵工况区，其在流量特性曲线中的运行轨迹如图5-1所示，其中A→B→C→D为额定工况甩满负荷时导叶紧急关闭的运行轨迹，A→B→F→G为相应导叶拒动时的运行轨迹，并在E→G之间沿等导叶开度线上产生振荡。
图5-2 水轮机工况甩满负荷导叶拒动过渡过程曲线2图5-3 水轮机工况甩满负荷导叶快速关闭过渡过程曲线图5-2所示为额定工况甩负荷导叶拒动过渡过程工况下各参数的变化过程线，图5-3所示为额定工况甩负荷导叶快速关闭过渡过程工况下各参数的变化过程线。
由图5-2可以明显地看出，由于导叶拒动，机组转速快速上升，随着机组转速的快速上升，在机组转轮离心力的作用下、机组流量也随着快速下降，使机组转速上升越来越慢，进而使机组转速下降，此时由于转轮的制动作用引起的水锤压力在蜗壳进口达到最高，同时随着机组转速下降，转轮的制动作用随之减弱，流量开始增加，进而又引起机组转速上升，这样就进入一个压力、流量以及机组转速周而复始的变化循环。
因此在设计时应充分重视包括蜗壳进口压力在内的水道系统压力振荡以及机组流道内的压力振荡。
水道水力过渡过程计算大纲范本
FJD34270 FJD水利水电工程技术设计阶段水道水力过渡过程计算大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1998年3月1水电站技术设计阶段水道水力过渡过程计算大纲主编单位:主编单位总工程师:参编单位:主要编写人员:软件开发单位:软件编写人员:勘测设计研究院年月2目次1. 引言 (4)2. 设计依据文件和规范 (4)3.计算基本资料 (4)4.大波动水力过渡过程计算 (7)5.小波动水力过渡过程计算 (15)6.专题研究（必要时） (16)7.应提供的设计成果 (17)3１引言＿＿抽水蓄能电站位于＿＿，在电力系统中的功能是＿＿。
电站总装机容量＿＿MW，单机容量＿＿MW。
机组型号＿＿。
电站开发方式(首部开发、中部开发、尾部开发) ＿＿。
引水系统由＿＿组成。
本工程为＿＿等工程。
可行性研究报告于＿＿年＿＿月审查通过。
2 设计依据文件和规范2.1 有关本工程文件(1) 工程可行性研究报告；(2) 工程可行性研究报告审批文件；(3) 技术设计任务书。
2.2 主要设计规范(1) SD 303—88 水电站进水口设计规范(2) SD 144—85 水电站压力钢管设计规范(试行)(3) DL/T 5058-1996 水电站调压室设计规范(4) SDJ 173—85 水力发电厂机电设计技术规范(5) SD 134—84 水工隧洞设计规范(试行)(6) GB 9652—88 水轮机调速器与油压装置技术条件2.3 参考资料和手册《水电站机电设计手册》(水力机械部分)。
3 计算基本资料3.1 水库(水池)特征水位(1)上库(上水池)水位：正常蓄水位＿ｍ；死水位＿ｍ。
(2) 下库(下水池)水位：正常蓄水位＿ｍ；死水位＿ｍ。
4提示：对于混合式抽水蓄能电站，尚应补充上、下库设计、校核洪水位。
3.2 引水系统布置(1)引水系统平面布置(2)引水系统纵剖面布置(3)引水系统特征参数，见表1表1 引水系统特征参数表管道编号部位直径m面积m2长度m管道末端高程m水头损失系数，×Q2备注局部水头损失沿程水头损失水轮机工况水泵工况最大值平均值最小值1…注：（1）引水系统编号示意图，可表示在上表备注栏中。
水轮机效率计算
水轮机效率计算全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：水轮机是一种利用水流能量来驱动转子运动的机械装置，是水力发电厂中的主要设备之一。
水轮机的效率指的是水轮机转化输入的水能为机械能的能力，是衡量水轮机性能的重要指标之一。
本文将介绍水轮机效率的计算方法，以便读者更好地了解水轮机的工作原理和性能。
一、水轮机效率的定义水轮机的效率通常用η表示，其定义为水流通过水轮机时被转化为机械功率的比例。
即，水轮机输出的机械功率与输入水能的比值，通常用公式表示为：η = P_out / P_inP_out为水轮机输出的机械功率，单位为瓦特（W）或千瓦（kW）；P_in为水轮机输入的水能，单位为瓦特（W）或千瓦（kW）。
水轮机的效率通常为0.7至0.92之间，受水轮机设计、制造质量、运行状况等多方面因素影响。
1. 理论效率计算方法水轮机的理论效率可根据水轮机的设计参数和水流参数进行计算。
理论效率η_t的计算公式为：η_t = 1 - (1/λ)λ为水轮机的比速度，定义为：v_1为水轮机叶片进口处的水流速度（m/s）；g为重力加速度（m/s²）；H为水轮机的有效落差高度（m）。
水轮机的实际效率通常通过实际测量来确定，可以根据以下公式计算：P_out为水轮机输出的机械功率，通常通过功率计等设备来测量；P_in为水轮机输入的水能，通常通过流量计等设备来测量。
在实际应用中，可以通过连续监测水轮机的输出功率和输入水能，计算出水轮机的实际效率，并进行调整和优化。
1. 设计和制造质量：水轮机的设计和制造质量直接影响其效率，良好的设计和制造工艺能够提高水轮机的效率和性能。
2. 运行状况：水轮机的运行状况对其效率也有很大影响，定期检查和维护水轮机可以提高其效率。
3. 水流参数：水轮机的效率和水流参数密切相关，包括水流速度、水流压力、水流量等参数。
4. 负荷变化：水轮机的负荷变化也会影响其效率，需要根据实际负荷情况进行调整。
通过合理设计、制造、运行和维护，可以提高水轮机的效率，减少能源浪费，实现更好的经济效益和环境效益。
第九章水电站水力过渡过程
第九章 水电站水力过渡过程教学要求：了解水电站水力过渡过程的水力现象和有关基本方程的建立，掌握水锤和机组转速变化计算的基本方法，熟悉调节保证计算的控制指标和基本措施；掌握调压室水位波动分析的基本方法。
水电站的引水系统、水轮机及其调速设备、发电机、电力负荷等组成一个大的动力系统。
这个系统有两个稳定状态：静止和恒速运行。
当动力系统从一个状态转移到另一状态，或在恒速运行时受到扰动，系统都会出现非恒定的暂态（过渡）过程，由此产生一系列工程问题：压力水管（道）的水锤现象、调压室水位波动现象、机组转速变化和调速系统的稳定等问题。
本章主要介绍水电站水力过渡过程的现象和基本方程。
第一节 概述一、水锤（一）水锤现象及其传播引水系统是水电站大系统中的子系统，水锤是发生在引水系统中的非恒定流现象。
当水轮发电机组正常运行时，如果负荷突然变化，或开机、停机，引水系统的压力管道的水流会产生非恒定流现象，—般称为水锤。
水锤的实质是水体受到扰动，在管壁的限制下，产生压能与动能相互转换的过程，由于管壁和水体具有弹性，因此这一转换过程不是瞬间完成的，而是以波的形式在水管中来回传播。
为了便于说明水锤现象，我们首先研究水管材料、管壁厚度、管径沿管长不变，并且无分叉的水管（一般称为简单管），阀门突然关闭时的水锤现象，见图9-1：管图9－1 水锤压力传播过程 中水流的初始状态是水压力为0H ，流速为0v 。
当阀门突然关闭时，首先在阀门附近长度为l ∆的管段发生水锤现象——水体被挤压，水压力上升为H H ∆+0，流速变为0，这时管中水体的动能转变为压能。
由于管壁膨胀，水体被压缩，在管段l ∆中会产生剩余空间，待后面的水体填满剩余空间后，邻近管段水体又会发生水体挤压，引起水压力上升，流速变为0，也产生剩余空间。
这样在水管中，从阀门开始逐段产生水锤现象，水锤波以一定的速度a 从阀门传向进口（水库）。
当水锤到达引水管进口时，这时进口外的水压力为0H ，管内水压力为H H ∆+0，在水管进口处造成压力差H ∆。
水轮机计算部分
D1
7
转速计算值介于发电机同步转速 107.1r/min 和 100r/min 之间。
（1-4）
2
（《水轮机》P165）
（3）效率 的计算：
查表，得
HL240
型水轮机模型参数：转轮直径
D 1m
=
0.35
m，最优工况下的最高
效率 mo = 0.92。则可求出原型效率为：
max 1 (1mo)5
D1m D1
g
（1-15）
查《水轮机》，得 HL160 的最优单位转速 n110 = 77r/min。取最优单位转速 n110 与出 力限制线交点的单位流量为设计工况点的单位流量，则 Q11r = 1.098 m3/s，对应的模型效 率 m = 0.895。暂取效率修正值△ = 0.03，则设计工况下原型水轮机效率 = m +△ =
（备注：《水轮机》 P371） 1.3.2 对 HL240 型水轮机工作点的检查和修正 I 方案：6 台机组，单机 41.7 万千瓦。水轮机基本参数计算： (1)转轮直径 D1 的计算： 水轮机额定出力
Pt
nG
g
417000 0.98
425510（KW）
（1-2）
查《水轮机》，得 HL160 的最优单位转速 n110 = 77（r/min）。取最优单位转速 n110 与
（1-20）
Qr Q11r D12 Hr 1.0986.52 94 442.4 （m3/s） （5）几何吸出高度 Hs 的计算：
（1-21）
在设计工况下，模型水轮机的空化系数 m = 0.114
(《水轮机》P321)
查《水轮机》图 3-7，得 = 0.02。
则吸出高度 H s 为：
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武都水库工程水电站水轮机过渡过程计算成果
1.概述
根据技术协议的要求，完成所要求计算的过渡过程计算工况，并提出相应的初步计算成果。
2.计算条件
(1)上游水库
校核洪水位659.43m
设计洪水位656.96m
正常蓄水位658.00m
死水位624.00m
(2) 下游尾水位
校核洪水位581.368m
设计洪水位580.126m
正常尾水位572.5m
(3) 水轮机净水头
最大水头85.12m
加权平均水头68.09m
额定水头64.00m
最小水头49.35m
(4) 流量
多年平均流量142m3/s
电站引用流量259.2m3/s
2.3 布置型式
武都水库水电站位于四川省江油市武都镇境内，电站厂房距江油市约20 km。
该电站是涪江上游干流最后一级电站，具有不完全年调节性能，承担部分调峰的中型电站工程。
该工程总库容5.72亿m3，额定水头64m，装机容量3×50MW。
电站引水发电系统布置情况详见招标文件第8章引水系统布置图。
(5) 水轮发电机组基本参数
水轮机型号HLD267-LJ-320
转轮名义直径 3.2m
水轮机额定出力51.5MW
额定转速214.3r/min
飞逸转速465r/min
发电机GD23750t.m2
水轮机安装高程568.956m
水轮机导叶个数24
3.计算要求
机组最大转速升高率小于55%，蜗壳最大压力升高率小于50%。
若两个参数不能同时满足，应推荐合适的参数值。
尾水管内的最大真空度不宜大于8m水柱。
4.计算工况
根据武都水库工程电站引水系统的布置方式，水库和发电机组的运行调度情况，以下几种工况可以求出蜗壳最高压力、机组速率最高上升率和尾水管真空值，所选工况：
A)额定水头64m条件下，3台机同时甩全负荷3×51.54MW。
B)最大水头85.12.m条件下，3台机甩全负荷3×51.54MW。
C)机组运行水头68.09.m条件下，1台机组带最大负荷56.7MW。
5.计算结果
所述工况的调节保证计算结果，汇总列于表5－1。
表5－1 调节保证计算结果
6.结论
1）武都水库工程电站采用的引水系统，当机组GD2不小于3750t.m2，导叶关闭规律采用图(一)的关闭规律，机组速率上升小于55.0%；蜗壳最高压力升高率小于50.0%，尾水管真空度不大于8.0m。
7. 结算结果曲线（附图）
100
（％）（s）
图（一）
工况A
工况B
工况C。