孔昭年，陳 卓，田忠祿，張振中，周同旭，楊遠(yuǎn)生，向 東

（1.中國水利水電科學(xué)研究院，北京 100038；2.天津電氣科學(xué)研究院有限公司，天津 300186；3.新疆巴利爾斯水利開發(fā)有限公司，新疆 富蘊(yùn)縣 836100）

1 研究背景

我國水電站調(diào)壓井的設(shè)計(jì)計(jì)算長期以來借鑒國外的有關(guān)經(jīng)驗(yàn)，原蘇聯(lián)制定的水電站設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定調(diào)壓井的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足：∑LiVi/Hr≥K，當(dāng)電站獨(dú)立運(yùn)行或大于系統(tǒng)總?cè)萘?0%的電站，建議K=16～20；裝機(jī)容量只占系統(tǒng)容量10～20%電站，建議K≥50；法國及日本設(shè)置調(diào)壓井的條件為∑LiVi/Hr≥45換算成通用的術(shù)語即：Tw≥1.6～4.5 s； 我國有關(guān)規(guī)程建議［1-2］：電站水流慣性時(shí)間Tw＞2～4 s為設(shè)置調(diào)壓井的判據(jù)。

在水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SL655《水利水電工程調(diào)壓室設(shè)計(jì)規(guī)范》的附件的條文說明中寫道：“水電站是否需要設(shè)置調(diào)壓室，最終要依據(jù)壓力水道布置及水道沿線的線的地形、地質(zhì)條件，機(jī)組運(yùn)行條件機(jī)組調(diào)保參數(shù)的限制值，及機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)品質(zhì)等由水電站水力機(jī)械過渡過程分析計(jì)算，并通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較最后確定”?！盀楸ＷC工程安全大、中型水電站施工設(shè)計(jì)階段應(yīng)根據(jù)主機(jī)廠家提供的機(jī)組參數(shù)采取數(shù)值模擬的方法進(jìn)行機(jī)組調(diào)節(jié)保證計(jì)算、運(yùn)行穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)品質(zhì)分析，復(fù)核是否設(shè)置調(diào)壓室”。

《水電站調(diào)壓室設(shè)計(jì)規(guī)范》NB/T 35021中指出水電站是否需要設(shè)置調(diào)壓室，最終要根據(jù)壓力水道布置，水電站在電力系統(tǒng)中的作用，壓力管道沿線的地形、地質(zhì)條件，電站運(yùn)行條件，機(jī)組調(diào)保參數(shù)的限制值，及電站運(yùn)行穩(wěn)定性和條件品質(zhì)等有水電站水流過渡過程分析計(jì)算，并通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較最后確定。為工程安全，大中型水電站技術(shù)設(shè)計(jì)階段，應(yīng)根據(jù)機(jī)組廠家提供的機(jī)組參數(shù)，進(jìn)行水力過渡過程計(jì)算、機(jī)組穩(wěn)定性及調(diào)節(jié)品質(zhì)分析，復(fù)核水道系統(tǒng)調(diào)壓室設(shè)計(jì)。但是具體設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容、計(jì)算步驟都沒有提及。

文獻(xiàn)［3］詳細(xì)規(guī)定了考核、檢驗(yàn)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的多項(xiàng)方法；已發(fā)表的大量文獻(xiàn)基本上分析線性化、小波動(dòng)特性系統(tǒng)，秋元德三在給定調(diào)壓閥運(yùn)動(dòng)形式的條件下計(jì)算分析管道中的壓力變化［4］；喬杜里注意到引水系統(tǒng)大波動(dòng)過渡過程的計(jì)算分析，但對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的核心控制裝置卻采取理想、線性化簡化［5］，來分析水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性問題；值得注意的是文獻(xiàn)［6］開始注意到制定標(biāo)準(zhǔn)，建立、推廣規(guī)范化的數(shù)學(xué)模型。程遠(yuǎn)楚已注意到將MATLAB與水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)過渡過程數(shù)值計(jì)算結(jié)合起來［7］。

近年在沒有合適的規(guī)范情況下我國水輪機(jī)調(diào)速器研發(fā)單位已成功嘗試將在水電站引水系統(tǒng)水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw為25 s、水輪發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量達(dá)480 MW時(shí)采用調(diào)壓閥代替調(diào)壓井技術(shù)；我國水輪機(jī)輔機(jī)設(shè)備制造廠已研發(fā)了水輪機(jī)調(diào)壓閥系列產(chǎn)品。在國家能源局“替代調(diào)壓井的新型調(diào)壓閥及其控制系統(tǒng)研究與電站示范應(yīng)用”科技項(xiàng)目支持下，本文作者和有關(guān)單位開展了本論文相關(guān)的研究工作。為促進(jìn)水電建設(shè)各相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域協(xié)調(diào)發(fā)展，在編制中國電力聯(lián)合會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CEC419《帶調(diào)壓閥水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則》時(shí)提出了規(guī)范化計(jì)算算法的建議，動(dòng)態(tài)特性計(jì)算應(yīng)包含下列基本內(nèi)容：（1）啟動(dòng)過程計(jì)算；（2）空載擾動(dòng)調(diào)節(jié)過程計(jì)算；（3）帶負(fù)荷調(diào)節(jié)過程計(jì)算；（4）甩負(fù)荷調(diào)節(jié)過程計(jì)算。只要帶調(diào)壓閥的水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在上述過渡過程中保證穩(wěn)定運(yùn)行，從技術(shù)角度看可以采用調(diào)壓閥替代調(diào)壓井方案，從而拓寬了調(diào)壓閥的應(yīng)用領(lǐng)域，降低水電站引水系統(tǒng)的造價(jià)。本文結(jié)合具體工程，給出一洞三機(jī)條件下的混流式水輪發(fā)電機(jī)組Tw=8.5 s時(shí)實(shí)現(xiàn)以調(diào)壓閥替代調(diào)壓井的計(jì)算過程。

2 過渡過程計(jì)算數(shù)學(xué)模型

2.1 水輪機(jī)數(shù)學(xué)模型 由水輪機(jī)單位流量、水輪機(jī)單位力矩、水輪機(jī)單位轉(zhuǎn)速計(jì)算公式：

式中：α為導(dǎo)葉開度；D1為水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑；H為水輪機(jī)水頭；n為機(jī)組轉(zhuǎn)速。由水輪機(jī)流量、力矩計(jì)算公式：

采用相對(duì)參數(shù)值計(jì)算方法用下標(biāo)“o”表征穩(wěn)態(tài)值；“r”表征額定值；“Δ”表征偏差值則有：n=no+Δn；xo=no/nr；x=Δn/nr；ho=Ho/Hr；h=ΔH/Hr；q11=Q11/Q11r；m11=M11/M11r；yo=Yo/Ymax；y=ΔY/Ymax。

在線性化假設(shè)條件下，導(dǎo)葉相對(duì)開度α=Y/Ymax=a/amax，由以上相應(yīng)公式可得水輪機(jī)相對(duì)單位轉(zhuǎn)速、流量、力矩計(jì)算公式：

在編制有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，提出用水輪機(jī)流量和力矩的特性矩陣，計(jì)算水輪機(jī)流量和力矩值［8，10］，可得水輪機(jī)動(dòng)態(tài)流量、動(dòng)態(tài)力矩的計(jì)算表達(dá)式：

2.2 一洞三機(jī)系統(tǒng)原理圖 由圖1，取基本假設(shè)：隧洞o-x段按近似彈性水擊模型；分叉管段按剛性水擊模型；序號(hào)i=1，2，3代表叉管后每支壓力鋼管計(jì)算末端相應(yīng)機(jī)組號(hào)及與機(jī)組號(hào)相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)如Tai、Twi等；下標(biāo)x表示分叉點(diǎn)，則在分叉管處可得水流連續(xù)方程：

圖1 一洞三機(jī)引水系統(tǒng)示意圖

主引水段o-x彈性水錘計(jì)算公式［9］：

利用傅里葉級(jí)數(shù)將雙曲正切函數(shù)展開，則有：

如僅取基波，略去高次諧波的影響，最后得主引水段o-x近似彈性水錘計(jì)算公式：

用剛性水擊方程描述分叉點(diǎn)x到機(jī)組蝸殼間動(dòng)力方程式［9-10］：

在計(jì)算支管水流慣性時(shí)間常數(shù)時(shí)應(yīng)計(jì)入尾水管的影響［11］。

由式（11）—式（17）及Twj的定義可有一洞三機(jī)引水系統(tǒng)水擊計(jì)算微分方程式組：

圖2給出一洞三機(jī)：包括水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)組、引水系統(tǒng)水擊瞬變過渡過程計(jì)算的信號(hào)流程。

圖2 一洞三機(jī)機(jī)引水系統(tǒng)水壓信號(hào)計(jì)算原理圖

2.3 發(fā)電機(jī)動(dòng)力方程

式中：Ta為機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)，Δm(t)為擾動(dòng)力矩，增負(fù)荷為正；S為微分算子。

2.4 調(diào)壓閥及其分叉管

調(diào)壓閥段連續(xù)方程式：

調(diào)壓閥段動(dòng)力方程式：

式中：qv1為管路總流量相對(duì)偏差；qv2為水輪機(jī)流量相對(duì)偏差；qv3為調(diào)壓閥流相對(duì)偏差量；qv為調(diào)壓閥最大開口時(shí)的相對(duì)流量，通常取0.8，即水輪機(jī)額定流量的80%，其最終值由調(diào)壓閥選型計(jì)算確定；av為調(diào)壓閥開度相對(duì)偏差；h0為調(diào)壓閥初始水頭；hvt為調(diào)壓閥水頭相對(duì)偏差；Twv1計(jì)算前端點(diǎn)到分叉管的水流慣性時(shí)間常數(shù)；Twv2為分叉點(diǎn)到水輪機(jī)組的水流慣性時(shí)間常數(shù)；Twv3為分叉管到調(diào)壓閥的水流慣性時(shí)間常數(shù)。在缺少相關(guān)資料時(shí)，常取線性化假設(shè)，即導(dǎo)葉、各類閘閥相對(duì)開度與相應(yīng)的接力器相對(duì)位移線性相關(guān)，如：Y=α；Yv=αv。

在一管多機(jī)系統(tǒng)時(shí)，每臺(tái)機(jī)組調(diào)壓閥進(jìn)水口安裝（分叉點(diǎn)1）在每臺(tái)機(jī)組的進(jìn)水閥后、蝸殼進(jìn)口附近；為防止調(diào)壓閥管道發(fā)生冰凍現(xiàn)象，常將調(diào)壓閥布置在尾水管上部，其出口直接伸入水輪機(jī)尾水管頂部以便向下游排水［12］。

2.5 帶調(diào)壓閥水輪機(jī)調(diào)速器計(jì)算原理圖 帶調(diào)壓閥水輪機(jī)調(diào)速器原理圖見圖3，其中Y(t)為水輪機(jī)導(dǎo)葉接力器位移；Yv(t)為調(diào)壓閥接力器位移；調(diào)速器主配壓閥特性見圖4。計(jì)算經(jīng)驗(yàn)表明，在水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)過渡過程計(jì)算中水輪機(jī)調(diào)速器，計(jì)算時(shí)不能忽略水輪機(jī)調(diào)速器配壓閥的非線性。

圖3 帶調(diào)壓閥水輪機(jī)調(diào)速器原理圖

圖4 調(diào)速器配壓閥的速度特性（未標(biāo)示主配壓閥死區(qū)）

圖3中xn為機(jī)組轉(zhuǎn)速相對(duì)偏差（標(biāo)幺值）；cf為轉(zhuǎn)速指令（標(biāo)幺值）；Tn為加速時(shí)間常數(shù)，s；Tn′為轉(zhuǎn)速測量環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)，s；G1為中間接力器引導(dǎo)閥行程限位環(huán)節(jié)；Ty為中間接力器時(shí)間常數(shù)，s；G2為中間接力器行程限位環(huán)節(jié)；Ty1為導(dǎo)葉接力器時(shí)間常數(shù)，s；G3為緩沖器行程限位環(huán)節(jié)；bt為暫態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)；G4為導(dǎo)葉接力器主配壓閥行程限位環(huán)節(jié)；bp為永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)；G5為導(dǎo)葉接力器行程限位環(huán)節(jié)；Y(t)為導(dǎo)葉接力器位移（標(biāo)幺值）；G6為調(diào)壓閥接力器控制閥行程限位環(huán)節(jié)；Tyv為調(diào)壓閥接力器時(shí)間常數(shù)，s；G7為調(diào)壓閥接力器行程限位環(huán)節(jié)；Td為緩沖時(shí)間常數(shù)，s；Y0v為調(diào)壓閥接力器開度指令（標(biāo)幺值）；Yv(t)為調(diào)壓閥接力器位移（標(biāo)幺值）。y0為導(dǎo)葉接力器開度指令（標(biāo)幺值）。

圖5給出了在甩負(fù)荷過程中導(dǎo)葉接力器及調(diào)壓閥接力器運(yùn)動(dòng)特性，由圖5可以看出在大波動(dòng)調(diào)節(jié)過程中接力器的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，接力器開啟及關(guān)閉運(yùn)動(dòng)速度可由配壓閥行程或節(jié)流孔加以整定；其中TOV為調(diào)節(jié)過程中形成的隨機(jī)參數(shù)，其最小值為零。

圖5 調(diào)速器導(dǎo)葉和調(diào)壓閥接力器運(yùn)動(dòng)規(guī)律示意圖

圖5中Y（t）為導(dǎo)葉接力器行程（標(biāo)幺值）；Yv（t）為調(diào)壓閥接力器行程（標(biāo)幺值）；Tfv為調(diào)壓閥接力器關(guān)閉時(shí)間，s；Th為導(dǎo)葉接力器延緩時(shí)間，s；Tov為調(diào)壓閥接力器在全開位置的滯留時(shí)間，s；Tgv為調(diào)壓閥接力器開啟時(shí)間，s。

3 討論與計(jì)算

應(yīng)注意在這些公式中用到Twi，i=1，2，3；Twj，j=4，5，6；它們都有具體的計(jì)算定義，出現(xiàn)在微分方程式中。而一洞三機(jī)系統(tǒng)電站Tw=Tw0x+Tw1+Tw2+Tw3標(biāo)稱性的水流慣性時(shí)間常數(shù)，它不獨(dú)立出現(xiàn)在微分方程式中。

3.3 過渡過程計(jì)算 計(jì)算數(shù)例取實(shí)際工程參數(shù)。電站為一洞三機(jī)引水系統(tǒng)，兩臺(tái)大機(jī)組，一臺(tái)小機(jī)組；原設(shè)計(jì)有調(diào)壓井。

大機(jī)組基本參數(shù)：水輪機(jī)型號(hào)HLD267-LJ-220；水輪機(jī)額定出力Pr=20 MW；額定轉(zhuǎn)速nr=300 rpm/min；額定流量Qr=39.7 m3/s；額定水頭Hr=61.3 m；機(jī)組慣GD2=550 t/m2；轉(zhuǎn)輪直徑D1=2.20 m；選用直徑1.20 m的調(diào)壓閥。

小機(jī)組基本參數(shù)：水輪機(jī)型號(hào)HLA883-LJ-158；水輪機(jī)額定出力Pr=10 MW；額定轉(zhuǎn)速nr=375 rpm/min；額定流量Qr=18.3 m3/s；額定水頭Hr=61.3 m；機(jī)組慣GD2=166.8 t/m2；轉(zhuǎn)輪直徑D1=1.58 m；選用直徑0.9 m的調(diào)壓閥。

根據(jù)工程資料有引水系統(tǒng)管路L≈2006 m，得水擊波相時(shí)間Tr=2L/C=4.0 s。

由工程參數(shù)∑LV=5103.10 m2/s可計(jì)算隧洞水流慣性時(shí)間常數(shù)TW0x=8.49 s。

隧洞管道特性系數(shù)hw=2.12，滿足末相水擊的發(fā)生條件。由末相水擊升壓值表達(dá)式：Tvf=Tw/hm，如果要求水擊升壓hm值小于0.2～0.25，則要求Tvf大于4～5Tw，即大于36～45 s。

叉管1、叉管2、叉管3水流慣性時(shí)間常數(shù)計(jì)算：Twi（i=1，2，3）經(jīng)計(jì)算分別為0.16、0.23、0.26 s；按照文獻(xiàn)［11］的推薦，可計(jì)算大、小機(jī)組蝸殼－尾水管附加水流慣性時(shí)間，分別為0.16和0.24 s，最后有：

Tw1=0.16+0.16=0.32s

Tw2=0.16+0.16=0.32s

Tw3=0.16+0.16=0.32s

通過計(jì)算計(jì)入機(jī)組蝸殼－尾水管附加水流慣性時(shí)間常數(shù)后，該電站各分叉管的水流慣性時(shí)間常數(shù)均遠(yuǎn)低于隧洞的水流慣性時(shí)間常數(shù)。

大機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)計(jì)算：

小機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)：

以Ta、Tw為設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)，選取圖3、圖4及圖5中調(diào)速器及調(diào)壓閥有關(guān)參數(shù)［7］：bt，Tg，Tf，Td，Tn，Ty，Tvg，Tvf及有關(guān)限幅、初始值等后即可開展計(jì)算分析工作。

在圖6上載有電站三機(jī)系統(tǒng)同時(shí)甩負(fù)荷時(shí)小機(jī)組自動(dòng)調(diào)節(jié)過渡過程。導(dǎo)葉快速關(guān)閉時(shí)間：10 s；分段關(guān)閉點(diǎn)：40%；導(dǎo)葉二段關(guān)閉時(shí)間：40 s；導(dǎo)葉開啟時(shí)間：10 s；調(diào)壓閥開啟時(shí)間：6 s；調(diào)壓閥關(guān)閉時(shí)間：40 s；hmax=0.195；hmin=-0.065；xmax=0.369；xmin=-0.013；調(diào)壓閥接力器在全開位置的滯留時(shí)間Tov約40 s；在調(diào)壓閥關(guān)閉后，20 s內(nèi)系統(tǒng)自動(dòng)穩(wěn)定調(diào)節(jié)在空載工況。

圖6 三臺(tái)機(jī)組同時(shí)甩100%負(fù)荷小機(jī)組過渡過程計(jì)算

在圖7上載有電站三機(jī)系統(tǒng)同時(shí)甩負(fù)荷時(shí)大機(jī)組自動(dòng)調(diào)節(jié)過渡過程。導(dǎo)葉快速關(guān)閉時(shí)間：10 s；分段關(guān)閉點(diǎn)：40%；導(dǎo)葉二段關(guān)閉時(shí)間：40 s；導(dǎo)葉開啟時(shí)間：10 s；調(diào)壓閥開啟時(shí)間：6 s；調(diào)壓閥關(guān)閉時(shí)間：40 s；hmax=0.201；hmin=-0.066；xmax=0.405；xmin=-0.013；調(diào)壓閥接力器在全開位置的時(shí)間Tov約30 s；在調(diào)壓閥關(guān)閉后，30 s內(nèi)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)穩(wěn)定在空載工況。

圖7 三臺(tái)機(jī)組同時(shí)甩100%負(fù)荷大機(jī)組過渡過程計(jì)算

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，很容易取得調(diào)節(jié)保證條件參數(shù)。實(shí)現(xiàn)以閥代井后，機(jī)組調(diào)節(jié)保證條件滿足電站設(shè)計(jì)要求。比較圖6及圖7的壓力上升曲線也印證了3.2節(jié)的分析，該電站叉管很短，它們的水流慣性時(shí)間常數(shù)僅有0.32～0.5 s，而引水洞高達(dá)8.5 s，三臺(tái)機(jī)甩負(fù)荷在分叉點(diǎn)形成的壓力上升，不論是形態(tài)還是數(shù)值，都反饋影響到小機(jī)組機(jī)端處的壓力上升值。

在圖8及圖9上載有大、小兩種型號(hào)機(jī)組啟動(dòng)自動(dòng)調(diào)節(jié)過渡過程曲線；機(jī)組啟動(dòng)后可以在40秒鐘內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)數(shù)，滿足同期并網(wǎng)的運(yùn)行要求。在圖10及圖11上載有大、小兩種型號(hào)機(jī)組空載擾動(dòng)自動(dòng)調(diào)節(jié)過渡過程曲線；計(jì)算證明這兩種小開度工況下水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)均能保持穩(wěn)定。實(shí)際上國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 9652.2水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)試驗(yàn)中，列有機(jī)組空載擾動(dòng)試驗(yàn)項(xiàng)目，但是沒有考核調(diào)節(jié)系統(tǒng)的具體技術(shù)指標(biāo)，試驗(yàn)的目的是尋求最優(yōu)整定參數(shù)供運(yùn)行使用。

圖8 小機(jī)組啟動(dòng)自動(dòng)調(diào)節(jié)過渡過程（調(diào)壓閥接力器處于零位）

圖9 大機(jī)組啟動(dòng)自動(dòng)調(diào)節(jié)過渡過程（調(diào)壓閥接力器處于零位）

圖10 小機(jī)組空載擾動(dòng)+4%自動(dòng)調(diào)節(jié)過渡過程（調(diào)壓閥接力器處于零位）

圖11 大機(jī)組空載擾動(dòng)+4%自動(dòng)調(diào)節(jié)過渡過程（調(diào)壓閥接力器處于零位）

開發(fā)的水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)過渡過程計(jì)算數(shù)學(xué)模型是基于單機(jī)孤立帶負(fù)荷系統(tǒng)，這是綜合考核最為苛刻的水輪機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)過渡過程工況。在圖12及圖13上載有大、小兩種機(jī)組增負(fù)荷10%（50%增至60%）自動(dòng)調(diào)節(jié)過渡過程曲線，水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定過渡到新的平衡位置。

圖12 小機(jī)組增負(fù)荷（50%增至60%）10%自動(dòng)調(diào)節(jié)過渡過程（調(diào)壓閥接力器處于零位）

圖13 大機(jī)組增負(fù)荷（50%增至60%）10%自動(dòng)調(diào)節(jié)過渡過程（調(diào)壓閥接力器處于零位）

4 結(jié)論

（1）本文結(jié)合具體工程項(xiàng)目，給出了一洞三機(jī)條件下的混流式水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以調(diào)壓閥替代調(diào)壓井的計(jì)算分析過程。提出了一洞三機(jī)引水系統(tǒng)水擊計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，當(dāng)三臺(tái)機(jī)同時(shí)甩負(fù)荷時(shí)每臺(tái)機(jī)組蝸殼水擊升壓由三部分組成：本臺(tái)機(jī)組單獨(dú)甩負(fù)荷形成的水擊升壓及另外兩臺(tái)機(jī)甩負(fù)荷在引水洞中的水壓升壓力分量，通過分叉管反饋到該臺(tái)機(jī)組蝸殼。這是一管三機(jī)系統(tǒng)特有的特征：多目標(biāo)（三臺(tái)機(jī)組）、多變量（導(dǎo)葉開度、水壓、轉(zhuǎn)速）水輪機(jī)特性交互影響，約束在引水隧洞中形成的特殊的物理現(xiàn)象，即相鄰機(jī)組甩負(fù)荷過渡過程的機(jī)端水壓變化對(duì)本機(jī)機(jī)端水壓變化產(chǎn)生影響。

（2）本文討論分析了引水管特性系數(shù)hw=Tw/Tr=VC/ 2gH的特點(diǎn)，即它與輸水管長度無關(guān)，而且當(dāng)水輪機(jī)水頭小于200 m時(shí)引水系統(tǒng)易發(fā)生末相水擊現(xiàn)象：此時(shí)較易于滿足hw≥1.0條件，采用近似彈性水擊的數(shù)學(xué)模型可以獲得滿意的結(jié)果。

（3）該工程水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw≈8.49 s，按有關(guān)規(guī)范要求應(yīng)設(shè)置調(diào)壓井；利用開發(fā)的一洞三機(jī)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)過渡過程通用計(jì)算程序很適用于“以閥代井”的設(shè)計(jì)計(jì)算。依據(jù)計(jì)算水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在機(jī)組啟動(dòng)、空載擾動(dòng)、增減負(fù)荷擾動(dòng)、甩負(fù)荷時(shí)的過渡過程的全部穩(wěn)定，滿足運(yùn)行要求，可以不需設(shè)置調(diào)壓井，從而大大省去水電站調(diào)壓井的建設(shè)費(fèi)用。

（4）這些計(jì)算項(xiàng)目與有關(guān)水輪機(jī)調(diào)速器動(dòng)態(tài)特性考核指標(biāo)及試驗(yàn)方法一致，具有直觀性、可操作性的特點(diǎn)。計(jì)算程序采取模塊化結(jié)構(gòu)，只要少許調(diào)整計(jì)算框圖、選取不同的水輪機(jī)數(shù)據(jù)文件，就可計(jì)算分析不同工程問題。項(xiàng)目組已經(jīng)完成裝有轉(zhuǎn)槳式和沖擊式水輪機(jī)的水電站的過渡過程的工程計(jì)算分析；提出的一洞三機(jī)系統(tǒng)的分析方法，還可以方便地推廣到一洞帶雙機(jī)、一洞帶四機(jī)引水系統(tǒng)的水電站過渡過程計(jì)算。