3　试验分析

（1）南奔水电站进行的甩负荷试验捕捉到非常有趣的蜗壳水压力脉动现象，由图4～图6可归纳出表2中有关数据。

图4　南奔水电站机组甩3MW负荷自动调节

图5　南奔水电站机组甩6MW负荷自动调节

图6　南奔水电站机组甩12MW负荷自动调节

表2　南奔水电站甩负荷试验水击压力变化　单位：MPa

由表2可以看出，在甩25%负荷时出现甩中蜗壳压力大幅降低现象，观察图4～图6可知，在分别甩25%、50%、100%负荷前一时刻，导叶接力器开度分别为33.92%、47.37%、72.94%，但每次甩负荷，调压阀接力器均由0开至100%开度，致使甩25%时甩中压力下降现象更强烈的状况，3种工况甩中压力上升均不大，这些现象是这种带调压阀的水轮机调节系统过渡过程的重要特点。

为检验在长引水系统条件下调速器的调节能力，研发单位还特别进行了带厂用电负荷自动调节的试验，经观察也证明整个系统稳定，接力器位移摆动幅度为18.41%～21.13%，频率摆动幅度为49.80～50.16Hz。

（2）杨村水电站更具有典型性。由表1可知：机组惯性时间Ta=6s，水流惯性时间Tw=25s，Ta/Tw仅为0.24。

1）杨村水电站自动启动开机过程试验（图7）。调速器处于自动运行之等待（备用）状态，中控室发出开机令干接点信号，使调速系统由等待（备用）状态进入水轮机工况开机状态，观测并记录频率、导叶接力器行程的变化过程。由图7可见开机过程平稳正常：从机组启动加速开始至机组转速达到80%额定转速的时间t0.8=11.3s，从机组启动加速开始至机组空载转速偏差小于同期带（+1%～-0.5%）的时间tsr=36s，tsr/t0.8=3.2。

图7　杨村水电站自动启动开机过程试验

2）杨村水电站空载频率扰动试验（图8）。自动空载工况下，频率始终置于50Hz，通过手动操作接力器，人为改变当前的实际频率，然后迅速切至自动，观测并记录机组转速、导叶接力器行程的变化，选取转速超调量小、波动次数少的一组调节参数，以供空载运行使用。此试验没有考核指标，仅是寻求最佳参数以供使用。

图8　杨村水电站空载频率扰动试验

3）杨村水电站空载转速摆动试验（图9）。空载工况自动调节方式下，采用空扰所得的较佳的一组调节参数进行试验，记录并测定机组在3min内转速摆动值。经试验得转速摆动仅为±0.1%。

4）杨村水电站甩100%负荷试验（图10）。置空载与负荷调节参数于选定值，调速器处于自动发电方式负荷平衡状态。依次分别甩掉25%、75%、100%的额定负荷，观测并记录机组转速、导叶接力器行程、调压阀接力器行程的变化及有关特征参数。由示波图得最大转速上升36%，Hmax=134m，满足设计要求；波峰数Nf=0.5；从甩负荷开始至转速升至最高转速所经历的时间tm=12s；从机组甩负荷时起，到机组转速相对偏差小于±1%为止的调节时间te=46s；te/tm=3.8，要求小于15，满足技术标准要求。

图9　杨村水电站空载转速摆动试验

图10　杨村水电站甩100%负荷试验

（3）普胡水电站甩100%负荷试验（图11）。普胡水电站的控制系统特点是在低负荷条件下，调压阀不动作。故本文未纳入在该电站进行的甩25%负荷试验资料，普胡水电站甩100%负荷试验进一步表明在Tw=25s、Ta/Tw=0.17的条件下水轮机调节系统稳定。

图11　普胡水电站甩100%负荷试验