青羊溝水電站水錘及調(diào)節(jié)保證計算

1、青羊溝水電站水錘及調(diào)節(jié)保證計算1概述青羊溝水電站工程位于甘肅省酒泉市肅北蒙古族自治縣魚兒紅鄉(xiāng)境內(nèi)的疏勒河干流上，為甘肅省境內(nèi)疏勒河干流昌馬水庫以上河段水電開發(fā)規(guī)劃中的梯級電站之一。電站廠房距玉門鎮(zhèn)約109km，距玉門市昌馬鄉(xiāng)38km，距肅北縣魚兒紅鄉(xiāng)政府約52km，對外交通便利。電站采用有壓引水式開發(fā)方式，是以發(fā)電為主的日調(diào)節(jié)中型水電站工程，電站額定水頭116m。主廠房裝設2臺單機容量為23MW（以下稱大機）和1臺單機容量為10MW（以下稱小機）共3臺混流式水輪發(fā)電機組，并要求大、小機在運行水頭介于116m至范圍內(nèi)能超額定出力運行，其超額定出力范圍為10%（機組具有10%的超發(fā)能力），即大機為

2、26.356 MW、小機為11.583MW。電站保證出力為10.23MW，多年平均年發(fā)電量為2.131億kW.h，裝機年利用小時數(shù)為3805h。電站引水發(fā)電系統(tǒng)由進水口、引水發(fā)電隧洞、調(diào)壓井、壓力管道主管、壓力管道支管組成，水流通過水輪發(fā)電機組后由尾水渠流入河道。引水發(fā)電隧洞長，設計流量m3/s，隧洞為圓形有壓洞，縱坡1/265.837，洞徑D=m，設計流速m/s。調(diào)壓井布置于副廠房上游側(cè)，調(diào)壓井型式為阻抗式調(diào)壓井，豎井內(nèi)徑m，阻抗孔直徑m，底部高程2286.00m，頂部高程233m。調(diào)壓井底部垂直接壓力管道主管，壓力主管由垂直管、彎管和水平管組成，其中垂直管長，彎管長（R=12m，a=900

3、），水平管長，主管總長310m，主管內(nèi)徑m（暫定），設計流速m/s。壓力主管末端3條支管為 “卜”型布置，1#大機支管長31m，內(nèi)徑，2#大機支管長24m，內(nèi)徑，3#小機支管長30m，內(nèi)徑。廠內(nèi)安裝2臺23MW和1臺10MW共3臺混流式水輪發(fā)電機組，水輪機型號分別為HLA685LJ177和HLA685LJ122；單機引用流量m3/s和10m3/s，額定水頭116m。本電站采用的主接線方案為：發(fā)電機側(cè)采用兩機一變、一機一變10kV單元接線，110kV側(cè)采用單母線接線，35kV側(cè)采用單母線接線。電力系統(tǒng)要求青羊溝水電站的發(fā)電機具有功率因數(shù)為0.9的進相運行能力。2調(diào)節(jié)保證計算意義21調(diào)節(jié)保證計算的

4、任務水錘及調(diào)節(jié)保證計算的任務就是按照水電站過水系統(tǒng)和水輪發(fā)電機組的特性，合理選擇開度的調(diào)節(jié)時間和調(diào)節(jié)規(guī)律，進行水錘和機組轉(zhuǎn)速變化計算，使二者的數(shù)值限制在允許范圍內(nèi)，并力求使水錘壓強最小。22調(diào)節(jié)保證計算的內(nèi)容水錘及調(diào)節(jié)保證計算的內(nèi)容包括：1）當丟棄全部負荷或部分負荷時，轉(zhuǎn)速的最大升高值、壓力水管和蝸殼內(nèi)的壓強最大升高值及最大降低值、尾水管內(nèi)的最大真空值。2）當增加全部負荷或部分負荷時，轉(zhuǎn)速的最大降低值、壓力水管和蝸殼內(nèi)的壓強最大降低值。機組調(diào)節(jié)保證計算1）機組最大轉(zhuǎn)速升高按水力發(fā)電廠機電設計技術規(guī)范，當機組容量占電力系統(tǒng)工作總?cè)萘康谋戎夭淮?，或不擔負調(diào)頻任務時，機組最大轉(zhuǎn)速升高相對值宜小于60

5、%。本電站機組容量占電力系統(tǒng)工作總?cè)萘康谋戎夭淮螅梢钥紤]對本電站定為max60%。2）蝸殼最大動態(tài)水壓力按上述規(guī)范，對額定水頭在100m300m的水電站，蝸殼水壓力升高相對值 max可在30%25%之間選擇。本電站額定水頭116m，故可以選擇max30%。本電站水庫正常蓄水位為m，校核洪水位為，蝸殼進口中心高程為，額定水頭為m，因此蝸殼設計最大動態(tài)水壓力 Hmax2325-+0.3116=m，蝸殼校核最大動態(tài)水壓力 Hmax-116=m。3）尾水管進口最大真空度按上述規(guī)范，尾水管進口最大真空度應小于8.0m。但本電站海拔在2000多米，尾水管進口最大真空度宜適當小于7.0m。）的歷時。本電站

6、有超發(fā)10%的要求，2009年11月甲方要求大機在118m及以上時超發(fā)10%，小機在116m及以上時超發(fā)10%。為了滿足上列要求，取模型導葉開度基值為27，已經(jīng)位于5%出力限制線上。計算表明模型導葉開度大于27時，水輪機流量增加，但由于水頭和效率下降，機組出力增加甚少，甚至不增加。因此模型導葉開度基值不宜大于27。表6.1 額定水頭，三臺機導葉全開初始工況工 況起始轉(zhuǎn)速r/min起始導葉開度起始水頭m起始流量m3/s起始功率MW機組號上游，下游，三臺機導葉全開123注：模型導葉開度基值取為27表6.2 直線關閉規(guī)律時，三臺機同時事故甩全負荷過渡過程計算結(jié)果序號起始工況直線關閉時間s最大轉(zhuǎn)速Hz

7、最大轉(zhuǎn)速升高蝸殼進口最大水壓力mH2O蝸殼末端最大水壓力mH2O蝸殼末端最大水壓力升高尾水管進口最低水壓力 mH2O機組號1151232161233171234181235110122736112123由表6.2可見，只有當直線關閉時間小于等于6s時，機組最大轉(zhuǎn)速升高小于允許值，但蝸殼最大水壓力升高大大超過允許值；只有在直線關閉時間大于等于12s時，蝸殼最大水壓力升高小于允許值，但機組最大轉(zhuǎn)速升高超過允許值。因此本電站不可能采用直線關閉規(guī)律。本電站必須采用分段關閉規(guī)律，對表6.1所示工況進行分段關閉規(guī)律優(yōu)化計算，計算結(jié)果見表6.3表6.5。導葉關閉規(guī)律優(yōu)化計算時采用1號機的轉(zhuǎn)速升高和水壓力升高

8、之和為目標函數(shù)。本報告中，第一段關閉時間Ts1定義為導葉以第一段關閉速度（快關）從全開關至全關的歷時；第二段關閉時間Ts2定義為導葉以第二段關閉速度（慢關）從全開關至全關的歷時；分段點Y12定義為導葉關閉速度從第一段速度（快關）轉(zhuǎn)為第二段速度（慢關）時的導葉開度值。表6.3 1號機Ts1=4s時，分段關閉規(guī)律優(yōu)化計算結(jié)果序號第一段關閉時間s第二段關閉時間s分段點機組轉(zhuǎn)速升高蝸殼水壓力升高尾水管進口最低水壓力mH2O目標函數(shù)123450.52867891011121314151648表6.4 1號機Ts1=5s時，分段關閉規(guī)律優(yōu)化計算結(jié)果序號第一段關閉時間s第二段關閉時間s分段點機組轉(zhuǎn)速升高蝸殼

9、水壓力升高尾水管進口最低水壓力mH2O目標函數(shù)12345678910111213141516表6.5 1號機Ts1=6s時，分段關閉規(guī)律優(yōu)化計算結(jié)果序號第一段關閉時間s第二段關閉時間s分段點機組轉(zhuǎn)速升高蝸殼水壓力升高尾水管進口最低水壓力mH2O目標函數(shù)1230.88045678910111213141516由表6.3可見，可以選取關閉規(guī)律為4-14-0.6，即第一段關閉時間Ts1=4s，第二段關閉時間Ts2=14s，分段點開度Y12=0.6；由表6.4可以選取關閉規(guī)律5-15-0.5，即第一段關閉時間Ts1=5s，第二段關閉時間Ts2=15s，分段點開度Y12=0.5；由表6.5可以選取關閉規(guī)

10、律6-12-0.5，即第一段關閉時間Ts1=6s，第二段關閉時間Ts2=12s，分段點開度Y12=0.5。比較而言，5-15-0.5的機組轉(zhuǎn)速升高略低，有一定的余量，因此建議本電站采用分段關閉規(guī)律5-15-0.5。即關閉規(guī)律：Ts1=5s；Ts2=15s；Y12=0.5。2009年11月甲方反饋意見，希望將機組最大轉(zhuǎn)速升高控制在55%左右，為此將導葉關閉規(guī)律改為5-10-0.5，即關閉規(guī)律：Ts1=5s；Ts2=10s；Y12=0.5。以下計算均采用導葉關閉規(guī)律5-10-0.5。三臺機同時事故甩負荷過渡過程計算不同初始工況時，三臺機同時事故甩全負荷后過渡過程計算結(jié)果見表6.7，相應初始工況見表

11、6.6。表6.6 初始工況序號工況起始轉(zhuǎn)速r/min起始導葉開度起始水頭m起始流量m3/s起始功率MW機組號1上游，下游，三臺機帶額定負荷1232上游，下游，三臺機導葉全開或帶額定負荷1233上游，下游2198.7，三臺機導葉全開或帶額定負荷1234上游，下游，三臺機帶額定負荷1235上游，下游，三臺機導葉全開1236上游，下游2199.6，三臺機導葉全開1237上游，下游2198.7，三臺機導葉全開1238上游，下游，三臺機導葉全開123注：模型導葉開度基值為27表6.7 各種初始工況時，三臺機同時事故甩全負荷過渡過程計算結(jié)果序號起始工況關閉規(guī)律最大轉(zhuǎn)速Hz最大轉(zhuǎn)速升高蝸殼進口最大水壓力mH

12、2O蝸殼末端最大水壓力mH2O蝸殼末端最大水壓力升高尾水管進口最低水壓力 mH2O機 組 號115-10-0.5123225-10-0.51623335-10-0.5123445-10-0.5123555-10-0.5123665-10-0.5123775-10-0.5123885-10-0.5123機組調(diào)節(jié)保證計算時有壓輸水系統(tǒng)的糙率一般取平均值，從表6.7可見，機組最大轉(zhuǎn)速升高、蝸殼末端最大水壓力和尾水管進口最大真空度均未超過調(diào)節(jié)保證計算允許值；機組最大轉(zhuǎn)速升高發(fā)生在工況5，即上游水位為正常蓄水位，機組導葉全開，三臺機同時事故甩全負荷工況；蝸殼末端最大水壓力發(fā)生在工況6，即上游水位為校核洪

13、水位，機組導葉全開，三臺機同時事故甩全負荷工況；尾水管進口最大真空度一般發(fā)生在工況5。各機組的動參數(shù)極值見表6.8。表6.8 各機組的動態(tài)參數(shù)極值序號機組號關閉規(guī)律機組最大轉(zhuǎn)速升高蝸殼末端最大水壓力mH2O尾水管進口最低水壓力mH2O115-10-0.5225-10-0.5335-10-0.5由表6.8可見，機組最大轉(zhuǎn)速升高、蝸殼最大動態(tài)水壓力和尾水管進口最低水壓力均未超過調(diào)節(jié)保證允許值。三臺機組工作，部分機組事故甩負荷過渡過程計算三臺 表6.9 三臺機工作，部分機組事故甩全負荷過渡過程計算結(jié)果序號起始工況關閉 規(guī)律最大 轉(zhuǎn)速Hz最大轉(zhuǎn)速升高蝸殼進口最大水壓力mH2O蝸殼末端最大水壓力mH2O

14、蝸殼末端最大水壓力升高尾水管進口最低水壓力 mH2O機 組 號115-10-0.51225-10-0.50.108113325-10-0.51245-10-0.513545-10-0.51265-10-0.513755-10-0.51285-10-0.513985-10-0.512105-10-0.5131115-10-0.51125-10-0.531325-10-0.51145-10-0.531545-10-0.51165-10-0.531755-10-0.51185-10-0.531985-10-0.51205-10-0.53注：表中1-10項為兩臺機同時事故甩全負荷，11-20項為一臺機

15、事故甩全負荷由表6.9可見，在三臺機工作，部分機組事故甩全負荷時，機組最大轉(zhuǎn)速升高、渦殼最大水壓力和尾水管進口真空度均能滿足調(diào)節(jié)保證計算要求。3.5 部分機組工作，同時事故甩負荷過渡過程計算兩臺機工作，同時事故甩全負荷過渡過程計算結(jié)果見表6.11，初始工況見表6.10。表6.10 兩臺機工作初始工況序號工況起始轉(zhuǎn)速r/min起始導葉開度起始水頭m起始流量m3/s起始功率MW機 組 號1上游，下游，兩臺機帶額定負荷122上游，下游，兩臺機帶額定負荷123上游，下游，兩臺機帶額定負荷124上游，下游，兩臺機帶最大負荷125上游，下游2199.6，兩臺機導葉全開126上游，下游，兩臺機導葉全開127

16、上游，下游，兩臺機帶額定負荷138上游，下游，兩臺機帶額定負荷139上游，下游，兩臺機帶額定負荷1310上游，下游，兩臺機帶最大負荷1311上游，下游2199.6，兩臺機帶最大負荷1312上游，下游，兩臺機帶最大負荷13注：模型導葉開度基值為27表6.11 兩臺機工作，同時事故甩全負荷過渡過程計算結(jié)果序號起始工況關閉規(guī)律最大轉(zhuǎn)速Hz最大轉(zhuǎn)速升高蝸殼進口最大水壓力mH2O蝸殼末端最大水壓力mH2O蝸殼末端最大水壓力升高尾水管進口最低水壓力 mH2O機組號115-10-0.512225-10-0.515642335-10-0.512445-10-0.512555-10-0.512665-10-0.

17、512775-10-0.513885-10-0.513995-10-0.51310105-10-0.51311115-10-0.51312125-10-0.5113一臺機工作，事故甩全負荷過渡過程計算結(jié)果見表6.13，相應初始工況見表6.12。表6.12 一臺機工作初始工況序號工況起始轉(zhuǎn)速r/min起始導葉開度起始水頭m起始流量m3/s起始功率MW機組號1上游，下游，一臺機帶額定負荷12上游，下游，一臺機帶額定負荷213上游，下游，一臺機帶額定負荷14上游，下游，一臺機帶最大負荷15上游，下游2199.6，一臺機帶最大負荷16上游，下游，一臺機帶最大負荷127.4217上游，下游，一臺機帶額定

18、負荷38上游，下游，一臺機帶額定負荷39上游，下游，一臺機帶額定負荷310上游，下游，一臺機帶最大負荷311上游，下游2199.6，一臺機帶最大負荷312上游，下游，一臺機帶最大負荷3注：模型導葉開度基值為27表6.13 一臺機工作，事故甩全負荷過渡過程計算結(jié)果序號起始工況關閉規(guī)律最大轉(zhuǎn)速Hz最大轉(zhuǎn)速升高蝸殼進口最大水壓力mH2O蝸殼末端最大水壓力mH2O蝸殼末端最大水壓力升高尾水管進口最低水壓力 mH2O機組號115-10-0.51225-10-0.51335-10-0.51445-10-0.51555-10-0.51665-10-0.51775-10-0.53885-10-0.53995-

19、10-0.5310105-10-0.5311115-10-0.5312125-10-0.53由表6.11和6.13可見，在部分機組工作，同時事故甩全負荷后，機組最大轉(zhuǎn)速升高、渦殼最大水壓力和尾水管進口最大真空度均沒有超過調(diào)節(jié)保證計算允許值。小波動和穩(wěn)定性分析由于國內(nèi)電網(wǎng)的普及和加強，水電站一般均與較大電網(wǎng)并列運行，此時電網(wǎng)頻率穩(wěn)定，調(diào)節(jié)系統(tǒng)相當于處于開環(huán)運行，一般不存在穩(wěn)定性問題。但當由于某種原因（如事故）電站可能需要帶少量孤網(wǎng)負荷運行，此時就存在一個穩(wěn)定性問題，同樣機組在空載并網(wǎng)前也存在一個穩(wěn)定性問題。通常調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性和動態(tài)特性分析采用兩類方法，一類是求解非線性微分方程組，獲得在一定擾動下

20、的動態(tài)過程，并據(jù)此判斷該工況點在給定調(diào)速器參數(shù)條件下調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動態(tài)特性；另一類是求解近似的線性化微分方程，并獲得穩(wěn)定域，據(jù)此判斷該工況點的穩(wěn)定性。非線性系統(tǒng)就是大波動計算用的模型，它包括了水輪機特性，彈性水擊、調(diào)速器限幅等明顯的非線性。線性系統(tǒng)是從非線性系統(tǒng)推出，將有關非線性在特定工況點線性化。一般說，線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)有一定差別，特別在某些條件下，差別比較明顯。本報告同時采用求解非線性系統(tǒng)的方法和求解近似的線性化微分方程進行調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性和動態(tài)特性的分析研究。在分析調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性和動態(tài)特性時，必須設置調(diào)速系統(tǒng)數(shù)學模型，本報告采用有關水輪機調(diào)速系統(tǒng)技術條件規(guī)定的并聯(lián)PID調(diào)節(jié)器和電液

21、隨動系統(tǒng)，其主要參數(shù)為比例增益Kp、積分增益Ki和微分增益Kd。本報告采用在Kp、Ki和Kd空間中尋優(yōu)的方法，如果能找到一組或若干組調(diào)速器參數(shù)組合，使系統(tǒng)是穩(wěn)定的并有較好的動態(tài)過程，那么該系統(tǒng)是穩(wěn)定的。如果找不到這樣的調(diào)速器參數(shù)組合，那么該系統(tǒng)是不穩(wěn)定的，或者是穩(wěn)定的但動態(tài)特性達不到要求。同樣如果存在一定范圍的調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定域或者調(diào)壓室斷面面積大于需要的穩(wěn)定斷面面積，那么系統(tǒng)是穩(wěn)定的，反之，系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。速器參數(shù)優(yōu)化計算對下列工況進行了調(diào)速器參數(shù)優(yōu)化計算，本報告中調(diào)速器優(yōu)化計算采用遍歷法。1上游水位2325.0m，三臺機帶孤網(wǎng)額定負荷，同時施加10%減負荷擾動 調(diào)節(jié)時間s kp ki kd調(diào)節(jié)

22、時間=6.080000 s最大轉(zhuǎn)速偏差=0.049706 2）上游水位2325.0m，一臺大機帶孤網(wǎng)額定負荷，同時施加10%減負荷擾動 調(diào)節(jié)時間s kp ki kd調(diào)節(jié)時間=4.840000 s最大轉(zhuǎn)速偏差=0.026570 上游水位2325.0m，一臺小機帶孤網(wǎng)額定負荷，同時施加10%減負荷擾動 調(diào)節(jié)時間s kp ki kd調(diào)節(jié)時間=5.440000 s最大轉(zhuǎn)速偏差=0.020697 上游水位2325.0m，三臺機帶孤網(wǎng)最大負荷，同時施加10%減負荷擾動 調(diào)節(jié)時間s kp ki kd調(diào)節(jié)時間=17.540000 s最大轉(zhuǎn)速偏差=0.066734 a)上游水位2325.0m，一臺大機帶孤網(wǎng)最大

23、負荷，同時施加10%減負荷擾動 調(diào)節(jié)時間s kp ki kd調(diào)節(jié)時間=5.220000 s最大轉(zhuǎn)速偏差=0.030408 b)上游水位2325.0m，一臺小機帶孤網(wǎng)最大負荷，同時施加10%減負荷擾動 調(diào)節(jié)時間s kp ki kd調(diào)節(jié)時間=5.680000 s最大轉(zhuǎn)速偏差=0.023791 c)上游水位2325.0m，一臺大機空載，同時施加10%增頻給擾動 調(diào)節(jié)時間s kp ki kd調(diào)節(jié)時間=5.060000 s最大轉(zhuǎn)速偏差=0.024550 d)上游水位2325.0m，一臺小機空載，同時施加10%增頻給擾動 調(diào)節(jié)時間s kp ki kd調(diào)節(jié)時間=5.340000 s最大轉(zhuǎn)速偏差=0.0202

24、25 由上述計算結(jié)果可見，在孤網(wǎng)運行時，在上列各種工況中，調(diào)節(jié)系統(tǒng)原則上是穩(wěn)定的。在三臺機帶孤網(wǎng)大負荷時，穩(wěn)定性較差，調(diào)節(jié)時間較長，在一臺機帶孤網(wǎng)額定負荷或最大負荷時，調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性較好，調(diào)節(jié)時間較短。在調(diào)速器制造、安裝和調(diào)試質(zhì)量符合相應國標要求時，本電站調(diào)節(jié)系統(tǒng)在一臺機孤網(wǎng)帶負荷或空載時應能獲得較好的動態(tài)特性。但計算時設定負荷自調(diào)整系數(shù)為零，若孤網(wǎng)中有較多的電熱負荷，則仍然穩(wěn)定性可能變差。應該說明，調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性與許多因素有關，如水輪機內(nèi)部水流情況，調(diào)速器的制造、安裝和調(diào)試質(zhì)量，系統(tǒng)負荷性質(zhì)等。在實際機組投運時，應通過現(xiàn)場試驗決定調(diào)速器參數(shù)，并在開始時應設置較穩(wěn)定的參數(shù)。線性系統(tǒng)調(diào)速器參數(shù)

25、穩(wěn)定域計算對6種不同工況進行線性系統(tǒng)調(diào)速器參數(shù)穩(wěn)定域計算，結(jié)果見表7.1。表7.1 線性系統(tǒng)調(diào)速器參數(shù)穩(wěn)定域計算序號工況穩(wěn)定域情況附圖號1上游2325m，三臺機帶孤網(wǎng)額定負荷較大2上游2325m，一臺大機帶孤網(wǎng)額定負荷大3上游2325m，一臺小機帶孤網(wǎng)額定負荷大4上游2325m，三臺機帶孤網(wǎng)最大負荷小5上游2325m，一臺大機帶孤網(wǎng)最大負荷大6上游2325m，一臺小機帶孤網(wǎng)最大負荷大在調(diào)速器參數(shù)穩(wěn)定域圖上，等Kd曲線將Kp-Ki平面分成兩部分，在曲線左側(cè)的區(qū)域為穩(wěn)定域，在曲線的右側(cè)為不穩(wěn)定域。本電站三臺機同時帶孤網(wǎng)大負荷時，系統(tǒng)穩(wěn)定域??；而一臺機帶孤網(wǎng)負荷穩(wěn)定域較大。應該說明，穩(wěn)定域只表明，當

26、調(diào)速器參數(shù)選在該范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特征根具有負的實部，因此在理論上系統(tǒng)是穩(wěn)定的。但若實部的絕對值太小，那么過渡過程的時間將很長，若虛部太大，過渡過程會有強烈的振蕩，在工程上是不能用的。調(diào)速器參數(shù)穩(wěn)定域是對線性系統(tǒng)繪制的，線性系統(tǒng)參數(shù)由軟件自動從原始的非線性系統(tǒng)產(chǎn)生，對本電站計算結(jié)果與非線性系統(tǒng)計算結(jié)果相近。線性系統(tǒng)調(diào)壓室斷面穩(wěn)定域計算對6種不同工況進行調(diào)壓室面積穩(wěn)定域計算，計算結(jié)果見表7.2。上游水位均為最低水位，糙率取最小值。表7.2 調(diào)壓室面積穩(wěn)定域計算結(jié)果序號工況穩(wěn)定斷面面積m2附圖號1三臺機同時帶額定孤網(wǎng)負荷652一臺大機帶額定孤網(wǎng)負荷503一臺小機帶額定孤網(wǎng)負荷504三臺機同時帶孤網(wǎng)

27、最大負荷1155一臺大機帶孤網(wǎng)最大負荷606一臺小機帶孤網(wǎng)最大負荷50在調(diào)壓室斷面穩(wěn)定域圖上，等Kp線將S-Ki平面分成兩部分，在曲線的左上部為穩(wěn)定域，在曲線的右下部為不穩(wěn)定域，當調(diào)壓室實際面積大于曲線規(guī)定的面積，系統(tǒng)是穩(wěn)定的。顯然這個面積與調(diào)速器參數(shù)有關，若調(diào)壓室面積很小，系統(tǒng)也有可能穩(wěn)定，此時Ki應設的很小，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性差。由圖可見，等Kp線有一段比較平坦，若調(diào)壓室面積大于這一段相應的面積，那么Ki可以在較大范圍內(nèi)選取，就可能使調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性較好，這一段相應的面積可稱為穩(wěn)定斷面。本電站調(diào)壓室豎井直徑10m，面積2，與表7.2數(shù)據(jù)比較，除了三臺機同時帶孤網(wǎng)最大負荷（導葉全開）時，小

28、于需要的穩(wěn)定斷面，其它工況均大于所需的穩(wěn)定斷面。因此本電站在一臺機帶孤網(wǎng)負荷和空載時，調(diào)節(jié)系統(tǒng)均是穩(wěn)定的。五、有壓輸水管道最高、最低測壓管水位計算根據(jù)調(diào)壓室涌浪計算結(jié)果，確定有壓輸水道最高、最低測壓管水位計算的工況，計算結(jié)果見表8.1。表8.1 有壓輸水道最高、最低測壓管水位計算結(jié)果節(jié)點編號節(jié)點名稱節(jié)點高程m上游，下游，三臺機同時事故甩最大負荷時，最高測壓管水位m（糙率最?。┥嫌?，下游，兩臺機帶最大負荷，1號機從空載增至導葉全開，在200s時，三臺機同時事故甩全負荷，最高測壓管水位m（糙率最?。┥嫌?323m，下游，兩臺機帶額定負荷，1號機從空載增至額定負荷，最低測壓管水位m（糙率最大）上游2

29、323m，下游，三臺機同時甩負荷，在480s時，1號機從空載增至最大負荷，最低測壓管水位m（糙率最大）0進水口1進水口末2引水道中間3引水道中間4引水道中間5引水道中間6引水道中間7引水道中間8引水道中間9引水道中間10引水道中間11引水道中間12引水道中間13引水道中間14引水道中間15調(diào)壓室16壓力管下彎段后171號分岔182號分岔191號機蝸殼進口201號機蝸殼末端232號機蝸殼進口242號機蝸殼末端273號機蝸殼進口283號機蝸殼末端222O。六、小結(jié)1計算表明，對阻抗孔直徑為，調(diào)壓室阻抗孔下管道內(nèi)的最高測壓管水位超過調(diào)壓室豎井最高涌浪水位，且最高測壓管水位發(fā)生在導葉關閉過程中，該水壓

30、力將傳到有壓引水道中。此現(xiàn)象通常稱為“水擊穿透”，此時有壓引水道承受的最高水壓力大于調(diào)壓室最高涌浪水位。一般不允許發(fā)生“水擊穿透”現(xiàn)象，因此應該加大阻抗孔直徑。在阻抗孔直徑為時，調(diào)壓室阻抗孔下管道內(nèi)最高測壓管水位已經(jīng)低于或接近調(diào)壓室豎井最高涌浪水位，即不會發(fā)生“水擊穿透”現(xiàn)象。將調(diào)壓室阻抗孔直徑設定為。計算均設定阻抗孔直徑為。2在差動上室式調(diào)壓室豎井直徑為10m的條件下，在上游為最低水位，三臺機同時事故甩額定負荷時，調(diào)壓室豎井最低涌浪水位達，遠遠低于調(diào)壓室底部高程0.8的孔向豎井補水，補水量不足導致豎井水位過分降低。如將豎井直徑加到12m，則上游為，三臺機同時事故甩額定負荷時，調(diào)壓室豎井最低涌浪水位為，而調(diào)壓室底部高程，因此有足夠的安全余量。3對簡單上室式調(diào)壓室，在上游水位，三臺機同時甩額定負荷后，調(diào)壓室最低涌浪水位為，比差動上室式調(diào)壓室的最低涌浪水位高出許多，這是因為上室的水能及時流入豎井，從而使豎井水位不會過低。但這里最低涌浪水位的控制工況是工況7，即上游，兩臺機帶