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一种水轮机功率的暂态计算方法，其特征在于：在额定水头下计算特征参数，分别计算水轮机内部各项功率损失，再扩展到任意水头下的功率损失计算，建立水轮机功率的暂态计算方法，具体包含以下步骤：步骤一：计算水轮机功率模型的特征参数，计算出水轮机流道的水力损失系数k<sub>h</sub>，机械摩擦损失ΔP<sub>m</sub>，空载流量Q<sub>nl</sub>，并通过空载载流量点数据(Qnl，0)加入水轮机模型综合特性读数数据(Q,Pt)构成新的数据组，拟合得到新的P<sub>t</sub>＝f(Q)曲线，其中P<sub>t</sub>是水轮机输出功率，KW；Q是水轮机流量，m<sup>3</sup>/s；步骤二：提取和拟合撞击损失功率额定水头撞击损失功率为：ΔP<sub>i</sub>＝γH<sub>r</sub>Q(1‑k<sub>v</sub>)‑ΔP<sub>m</sub>‑k<sub>h</sub>Q<sup>3</sup>‑9.81H<sub>r</sub>Qη其中，ΔP<sub>i</sub>是撞击损失功率，KW；γ＝9.81KN/m<sup>3</sup>是水的密度；H<sub>r</sub>是水轮机额定水头，单位m；Q是水轮机流量，m<sup>3</sup>/s；k<sub>v</sub>是水轮机容积损失系数，k<sub>v</sub>＝0.000～0.004；ΔP<sub>m</sub>是机械摩擦损失功率，KW，根据步骤一计算得到；k<sub>h</sub>是水轮机流道的水力损失系数，根据步骤一计算得到；η是额定水头下对应给定流量点的效率；根据Q‑P拟合方程，给定Q值，按上述公式可计算给定流量的撞击损失，分离出撞击损失随流量的变化数据，以(Q‑Q<sub>z</sub>)为变量进行拟合获得水轮机撞击损失随流量变化曲线，即ΔP<sub>i</sub>＝F(Q‑Q<sub>z</sub>)，其中Q<sub>z</sub>是额定水头最高效率点流量，单位m<sup>3</sup>/s；步骤三：建立额定水头水轮机功率计算模型P<sub>t</sub>(Q)＝γH<sub>r</sub>Q(1‑k<sub>v</sub>)‑ΔP<sub>m</sub>‑k<sub>h</sub>Q<sup>3</sup>‑F(Q‑Q<sub>z</sub>)，其中P<sub>t</sub>(Q)表示水轮机功率P<sub>t</sub>是流量Q的函数，单位是功率的单位，KW；F(Q‑Q<sub>z</sub>)是撞击损失函数。步骤四：扩展为任意水头下的水轮机暂态功率计算公式撞击损失功率进行修正，得到任意水轮机水头下的水轮机功率计算公式为：<img file="FDA0001097518620000011.GIF" wi="1310" he="77" />其中P<sub>t</sub>(Q,H<sub>t</sub>)是水轮机功率函数，单位KW；H<sub>t</sub>是任意水轮机水头，单位m；<img file="FDA0001097518620000012.GIF" wi="245" he="142" />Q<sub>zH</sub>是任意水轮机水头H<sub>t</sub>下的最高效率点流量，单位m<sup>3</sup>/s，h<sub>Δ</sub>是水头折算系数h<sub>Δ</sub>＝H<sub>r</sub>/H<sub>t</sub>；ΔF为误差修正。 |
