2 测试方法

水泵水轮机模型试验依据国际标准《Hydraulic turbines,storage pumps and pumpturbines-model acceptance tests》(IEC 60193)[2]和国家标准《水轮机、蓄能泵和水泵水轮机模型验收试验》(GB/T 15613)[3-5]实施,“S”区特性测试在高精度水力机械通用模型试验台进行,试验设备和试验方法见文献[6]。

测试过程为:首先进行水泵水轮机的四象限特性曲线试验,根据四象限特性试验结果,在临界开度附近微调导叶开度,从水轮机工况开始经过飞逸直至水轮机制动工况进行试验,连续采集工况点,并在试验界面上绘制n11-Q11n11-M11曲线。观察n11-M11曲线与n11坐标轴(M11=0)的交点处,其切线与n11坐标的夹角是否等于90°,若大于90°(负斜率)则稍微开大导叶开度继续试验,若小于90°(正斜率)则稍微关小导叶开度继续试验,直至其切线与n11坐标的夹角等于90°为止,该处的n11值即为“S”特性区的临界值,如图1所示。将单位转速换算成原型水头(临界水头),临界水头与考虑电网正常频率变化的最小水头的差值即为“S”特性安全裕量。

对“S”特性临界区的压力脉动进行了测试,在保持开度不变的条件下,对水轮机工况、水轮机制动工况和飞逸工况的压力脉动进行比较,压力脉动采样频率为2560Hz,分析并给出了97%置信度的压力脉动峰峰值(ΔH/H)。

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图1 “S”特性区临界点测量结果