则
L=LT+Lc+ Lb
Vm=( LT VT +Lc Vc + Lb Vb)/L
am
L /( LT aT
Lc ac
Lb ) ab
(2) 以管道、蜗壳、尾水管三部分水体动能为权，将水击锤力
值 进行分配，求出压力管道、蜗壳末端和尾水管进口的水
锤压力。
压力水管末端最大压力上升相对值为：
T
( LT
LTVT Lc Lb )Vm
在机组调节过程中，转速变化通常以相对值表示，称为转速变化
率β。
丢弃负荷： 增加负荷：
nmax n0
n0
n0 nm in
n0
一、机组转速变化率计算近似公式
(一) 列宁格勒金属工厂公式
丢弃负荷时：
1
365N 0Ts1 n02GD2
f
1
增加负荷时
1
1
365N 0Ts1 n02GD2
f
(二)《长江流域规划办公室》公式
1．当机组容量占电力系统总容量的比重较大，且担负调频 任 务时， βmax宜小于45％； 2．当机组容量占电力系统总容量的比重不大或担负基荷时， βmax宜小于55％；对斗叶式水轮机， βmax宜小于30％。 注：当大于上述值时，应有所论证。
(三) 调节保证的计算条件
1．水锤压强计算条件 管道中的最大内水压强一般控制在以下两种工况： (1) 上游最高水位时电站丢弃负荷。 此时电站流量和水锤压强都不是最大值，但由于管道中
f
)
1
第七节 调节保证计算标准和改善调节 保证的措施
一、调节保证计算标准和计算条件
所谓调节保证计算标准，是指水锤压力和转速变化在 技术经济上合理的允许值。 这种标准在技术规范中有所规定，但这是在一定时期 和一定技术水平和经济条件下制定的，应用时应结合 具体情况加以确定。
(一) 水锤压力的计算标准
2．转速上升率的控制工况
设计水头+水电站丢弃全负荷。
蜗壳末端最大水锤压力上升相对值：
c
LTVT LcVc (LT Lc Lb )Vm
尾水管进口处压力下降相对值为：
yb
(LT
LbVb Lc Lb )Vm
注：尾水管在导叶或阀门之后，水击现象与压力管道相反。
(3) 求出尾水管的负水锤后，应校核尾水管进口处的真空
度Hr，以防水流中断。
Hr
Hs
yb H 0
Vb2 2g
8
~
9m
式中 Hs — 水轮机的吸出高度； Vb — 尾水管进口断面在出现yb时的流速。
注：对于中高水头水电站：压力管道较长，蜗壳和尾水
管的影响较小，通常可略去不计。
对于低水头水电站：必须考虑蜗壳和尾水管的影响 ，而尾水管的影响往往较蜗壳更为显著。
第六节 机组转速变化计算
水轮机调节机构开始关闭导叶，水轮机的引用流量逐渐减小，机组 出力逐渐下降，同时在引水系统产生水锤压力。当关闭到空转开 度时，出力变为零，导叶关闭过程中所产生的能量，完全被机组 转动部分所消耗，造成机组转速的升高。
(二) 转速变化的计算标准
限制机组转速过大的变化主要是为了保证机组正常运行和供 电的质量。在丢弃全负荷的情况下，主要是防止机组强度破 坏、振动和由于过速引起过电压而造成发电机电气绝缘的损 坏。
最大转速变化值相对值βmax＝(nmax-n0)/n0表示。考虑到目前国 内机组的设计、制造、运行等情况，其允许值βmax可按以下 情况考虑：
的静水压较高，叠加的结果可能成为控制工况。 (2) 设计水头下电站丢弃负荷。
管道中的静水压较低，但电站的流量和水锤压力较大， 叠加的结果也可能成为控制工况。
管道中的最小内水压强一般控制在以下两种工况
(1) 上游最低水位时电站丢弃负荷。 导叶关闭后的正水锤经水库和导叶反射而成的负水锤； (2)上游最低水位时，电站最后一台机组投入运行。
m
amVm 2 gH 0
m
LVm gH 0Ts
tr
2L am
求出管道平均特性常数后，可按简单管的间接水锤计算 公式求出复杂管道的间接水锤值。
二、分岔管的水锤压力计算
分Hale Waihona Puke 管的水锤计算方法之一是截肢法。 特点：当机组同时关闭时，选取总长为最大的一根支管，将其 余的支管截掉，变成串联管道，然后用各管段中实际流量求 出各管段的流速，再用加权平均的方法求出串联管中的平均 流速和平均波速，最后采用串联管的简化公式相应地求出水 击值。
三、蜗壳、尾水管水锤压力计算
(1) 首先将蜗壳视作压力水管的延续部分，并假想把导叶移至 蜗壳的末端，尾水管也作为压力管道的一部分,把压力管道 、蜗壳和尾水管组合视为一串联管，再将该串联管简化为 等价简单管进行计算。
设压力水管、蜗壳及尾水管长度、平均流速和水锤波速分别
为LT、VT、cT；Lc、Vc、cc；Lb 、Vb、cb，
1．压力升高
水锤压力的最大升高值相对值：ξmax＝(Hmax-H0)/H0
当H0＞100m时， ξmax＝0.15~0.30 当H0=40~100m时，ξmax＝0.30~0.50 当H0＜40m时， ξmax＝0.50~0.70 2．压力降低
在压力引水系统的任何位置均不允许产生负压，且应有 2~3m水柱高的余压，以保证管道尤其是钢管的稳定和 防止水柱分离。尾水管进口的允许最大真空度为8m水 柱高。
列宁格勒工厂公式未考虑迟滞时间，我国“长办”提出 修正公式。当水电站突丢负荷后，由于调速系统惯性的 影响，导叶经过一小段迟滞时间Tc以后才开始关闭动作 ，机组转速经历Tc和升速时间Tn。(Tn定义为水轮机出力 自N0降到零时的历时)后达到最大值nmax。
1
365N 0 n02 .GD2
(2Tc
Tn
一、串联管水锤的简化计算
等价水管法: 把串联管转化为等价的简单管来计算 等价原则： 管长、相长、管中水体动能与原管相同
设一根串联管的管道特性为：
L1，V1，c1； L2，V2，c2； …… ；Ln，Vn，cn
(1) 等价管的总长为：
n
L Li
i 1
(2) 根据管中水体动能不变的要求: LVm=L1V1+L2V2+……+LnVn=∑LiVi ，
由此可得加权平均流速：
n
LiVi
Vm
i 1
L
(3) 根据相长不变的要求，水锤波按平均波速由断面A传到断面B所需的时间
等于水锤波在各段传播时间的总和，
即 L L1 L2 Ln n Li
cm c1 c2
cn c i1 i
cm
L n Li
c i1 i
对于间接水锤，管道的平均特性常数为