河海大水电站课件05水轮机的工作原理、特性及选择

第五章水轮机的工作原理、特性及选择一、水轮机的工作原理水流在转轮中的运动（速度三角形）基本方程式能量损失、效率和最优工况能量损失和效率最优工况无撞击进口最优出流方向二、相似理论在水轮机中的应用相似条件相似公式转速相似公式流量相似公式出力相似公式水轮机的单位参数反击式水斗式第五章水电站

HYDROPOWERENGINEERING水轮机的比转数水斗式水轮机的比转数小轴流式水轮机的比转数大效率修正及其对单位参数的影响效率修正单位转速与单位流量修正第五章水电站

HYDROPOWERENGINEERINGLET‘SHAVEABREAK！课间休息思考题1、试简述水流能量转换原理及水流在混流式、轴流式与水斗式水轮机轮叶进出口的速度三角形。2、水轮机最优工况的含义是什么?如何提高反击式水轮机和冲击式水轮机的水力效率?3、水轮机水流流动力学相似的必要充分条件是什么?4、模型水轮机与原型水轮机即相似水轮机的转速之间、流量之间及出力之间的关系如何表述?5、水轮机的单位转速、单位流量、单位出力及比转速的物理意义是什么?6、水轮机的效率为什么要进行修正？怎样修正？对单位转速及单位流量有何影响?对非最高效率点怎样进行修正?三、水轮机模型试验能量试验台组成参数测量水头流量转速出力综合参数计算输入功率及效率单位转速单位流量第五章水电站

HYDROPOWERENGINEERING四、水轮机特性曲线水轮机参数结构参数；工作参数；综合参数模型水轮机特性曲线根据模型试验成果计算绘制转速特性曲线（H、D1、a0恒定）N=f（n）；η=f（n）；Q=f（n）主要（或模型）综合特性曲线等开度线等效率线出力限制线等汽蚀系数线第五章水电站

HYDROPOWERENGINEERING图5-9：HL220-46模型综合特性曲线图5-12：ZD760-25模型综合特性曲线图5-13：ZZ440-46模型综合特性曲线图5-14：CJ20模型综合特性曲线原型水轮机特性曲线工作特性曲线（H恒定，η=f（N）曲线）绘制方法与步骤HL、ZD、ZZ、CJ型水轮机工作特性曲线特点运转特性曲线等效率线出力限制线等吸出高度线第五章水电站HYDROPOWERENGINEERING二滩水利枢纽LET‘SHAVEABREAK！课间休息

思考题1、水轮机模型试验的意义?水轮机能量试验的基本概念及参数测定的方法步骤是什么?2、水轮机转速特性曲线的特征是什么?3、各型水轮机模型综合特性曲线有哪些特征?有何用途?如何绘制?4、各型水轮机的工作特性曲线有哪些特点?5、试论述水轮机运转综合特性曲线绘制的原理、方法和步骤。五、水轮机的选择水轮机选型设计是水电站设计中的一项重要工作，也是本课程的重点内容之一水轮机选型设计的原则水轮机选型设计要求提供的基本资料最大工作水头、最小工作水头、加权平均水头水电站引用流量水电站装机容量第五章水电站

HYDROPOWERENGINEERING水轮机选型设计的主要内容水轮机台数确定水轮机型号与装置形式选定水轮机直径、额定转速、最大允许吸出高度的确定绘制水轮机运转综合特性曲线机组台数的选择与水轮机类型的关系与水电站在电力系统中担任负荷类型的关系与供电可靠性的关系与水电站造价的关系综合考虑确定机组台数第五章水电站

HYDROPOWERENGINEERING水轮机型号选择利用水轮机系列型谱图表选型图5-20：中小型反击式水轮机使用范围图以及表5-4：8个转轮型谱参数表5-5：水斗式水轮机型谱资料表5-6：500kW以下水轮机型谱资料采用套用机组和通用机型选型《小型水电站机电设计手册》（水力机械）第五章水电站

HYDROPOWERENGINEERING反击式水轮机主要参数选择用系列水轮机应用范围图选择直径、转速和吸出高度

(图5-21：HL220；图5-22：HL260；图5-23：ZD760）用主要综合特性曲线选择直径、转速和吸出高度选择转轮标称直径计算效率修正值选择水轮机转速计算水轮机的额定出力绘制方块图，确定水轮机的工作范围计算吸出高度，确定水轮机安装高程水轮机选择方案的分析比较第五章水电站

HYDROPOWERENGINEERING水斗式水轮机主要参数的选择系列水轮机应用范围图方法公式计算方法神女应无恙当惊世界殊第五章IMPORTANTNOTE！第六章、水轮机的调速设备一、水轮机调节的任务调速器电能质量频率基本稳定的要求即为机组转速基本稳定的要求实际机组转动部件的动力矩与阻力矩是变化的，两者之差一般不等于零，导致角加速度不等于零，从而转速变化由于电力负荷变化，从而阻力矩变化，要使角加速度为零，则必须改变动力矩。反击式水轮机通过调节导叶开度即调节过流量来改变；冲击式水轮机通过调节喷针（针阀）来改变。水电站

HYDROPOWERENGINEERING水轮机调节的基本任务是：根据负荷的变化不断调节水轮发电机组的出力并维持机组转速在规定范围内。水轮机调速器是以机组转速偏差为依据来调节导叶开度，达到改变出力、保持转速稳定的目的。水轮机调节系统为复杂的反馈控制系统，含有测量、放大、执行、校正元件。二、水轮机调速器的分类手动调速器（200kW以下）自动调速器机械液压型电气液压型微机调速器第六章水电站

HYDROPOWERENGINEERING三、水轮机调速设备的选择油压装置压力油罐与回油箱分离压力油罐与回油箱组合为一体调速器调速功计算反击式冲击式常用小型调速器主要参数（见教材p105表6—2）第六章水电站

HYDROPOWERENGINEERING返回返回LET‘SHAVEABREAK！课间休息请课后阅读例题一请完成习题一请按时提交作业思考题1、水轮机选型设计中应遵循哪些原则?需要哪些基本资料?工作的具体内容有哪些?2、机组台数的确定需要考虑哪些主要问题?3、水轮机机型如何确定?4、试阐述用模型综合特性曲线选择水