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HH0，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 HH0，在水管进口处造成压力差H。在H的作用下，水体流向水库，使得水管中的水体压能转变为动能，管中水体的压力从 HH0降为0H ，流速变为0v，这相当于产生一个反射波，反射波以a 的...
