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摘要：在抽水蓄能水电站初步设计过程中，需要充分考虑尾水调压室设置条件，这对于水电站的机组运行具有直接的影响。调压室具有造价高、尺寸大的特点，如果不合理的进行设置，就会对工程施工产生不利影响，所以一定要在合理的条件下进行调压室的设置。本文在此对抽水蓄能水电站尾水调压室设置条件进行相应的探讨，希望能够为相关工作者提供借鉴。
关键词：抽水蓄能水电站；尾水调压室；设置条件
近年来，随着我国社会经济的不断发展，对能源需求逐渐增加，但是由于各行业的发展消耗大量的不可再生能源以及资源，不利于我国可持续发展，因此为了满足人们的能源需求，还应加强水电资源的开发，这主要是因为水电资源作为清洁能源、成本低，符合我国的可持续发展战略。因此我国水电站建设规模不断扩大，为我国提供大量电能，因此其水电站稳定性以及安全性至关重要，而尾水调压室的设置与水电站的稳定性以及质量建设具有直接影响，因此本文在此进一步探讨了抽水蓄能水电站尾水调压室设置条件，以此提高抽水蓄能水电站的质量。
1抽水蓄能水电站尾水调压室设置条件分析
近年来，随着我国社会的不断进步，水电站数量不断的增多，而且水电站建设规模也不断的扩大，为我国各行各业的发展提供了大量的电力资源。调压室作为抽水蓄水水电站初步设计的重要依据，具有造价高、尺寸大的特点，应充分考虑尾水调压室设置的条件，如果不合理的进行设置，就会对工程施工产生不利影响，所以在合理的条件下进行调压室的设置至关重要，所以还应推导抽水蓄能水电站尾水调压室设置条件。对于水电站的过渡过程，受抽水蓄能水电站的水泵水轮机特点影响较大，机组过流量在倒叶直线关闭过程中，不符合直线变化规律。以往人们在研究过程中，均为将力矩特性以及水轮机流量作为抽水蓄能水电站调压室设置条件，因此在具体推导过程中，不能用常用水电站调压室方法，日本对针对抽水蓄能水电站，进行取消了下游调压室的试验，并推导出了初步判断公式，但是该试验针对高水头水电站，因此还无法判断在低水头水电站，推导出的公式是否具有一定的实用性。因此本文在对抽水蓄能水电站尾水调压室设置条件进行研究过程中，控制参数为尾水管真空度，且仅将其作为唯一的参考条件。在本次研究过程中，首先针对抽水蓄能水电站，进行了过渡过程数据仿真计算，然后一方面分析了水泵水轮机特性，另一方面分析了水泵水轮内在规律，进而实现抽水蓄能水电站尾水调压室设置条件推导。
2抽水蓄能水电站尾水调压室设置条件研究过程
在对抽水蓄能水电站尾水调压室设置条件进行研究对水电站正常具有重要影响，克服调压室造价高、尺寸大的特点，避免工程施工产生不利影响。下面就针对对抽水蓄能水电站尾水调压室设置条件进行相应的探讨，具体研究过程中如下：
2.1抽水蓄能水电站过渡过程数值分析
2.1.1数值分析
在数值模拟过程中，主要以四座抽水蓄能水电站为例，采用水电站过渡过程软件，对数值进行准确的计算，计算过程中需要充分三方面因素，一是水体及管壁弹性作用、二是机组特性，三是导叶关闭规律，计算工况主要包括两种，一种为额定负荷正常运行时突甩全负荷，另一种为机组额定水头，同时数值的模拟主要分为导叶不动作、导叶30s直线关闭、导叶40s直线关闭、导叶50s直线关闭、导叶60s直线关闭，数值模拟后，计算结果如图1、图2、图3以及4所示抽水蓄能水电站数值模拟结果图。
图1数值模拟结果图图2数值模拟结果图
图3数值模拟结果图图4数值模拟结果图
对抽水蓄能水电站数值模拟结果图进行分析，可以以下内容：（1）对于机组的升速时间，导叶关闭对其影响不大。（2）通过对机组流量的观察，其变化过程具有明显的非线性，并且整个变化过程主要分为上下波动段、平缓段以及快速减小阶段三个阶段。（3）在快速减小阶段，不仅流量变化率比较大，而且流量变化量也比较大，且在该阶段出现尾水管最小压力值。
2.1.2可逆式机组及常规机组流量变化特性对比分析
在图5和图6分别表示的为可逆式机组和常规水轮机流量及开度变化过程线，从图5可逆式机组流量及开度变化过程线可以看出，流量变化具有一定的非线性，而对于尾水管进口动力真空，一个重要影响因素就是流量变化斜率，因此这就是在快速减小阶段尾水管最小压力值出现的原因，在快速减小整个阶段，整个时间可以用Ts来表示，从图6可以看出，在快速减小阶段与导叶关闭阶段，二者之前的斜率产生较大的差异，所以求出快速减小阶段的斜率非常关键。
图5可逆式机组流量及开度变化过程线图6常规水轮机流量及开度变化过程线
2.2抽水蓄能水电站调压室设置条件推导
由上述可知，在快速减小阶段，总出现尾水管最小压力值，在常规水电站调压室设置条件中，带入快速减小阶段的斜率Ts后，就会推导出抽水蓄能水电站下游调压室设置条件，所以需求求出快速减小阶段的斜率Ts
2.2.1流量变化时间
在求流量变化时间Ts时，要满足以下工况，首先是额定符合正常运行时突甩全负荷，二是机组额定水头，三是导叶时间直接关闭。想要求出流量变化时间Ts，一方面要求出机组钻速上升时间Tn，另一方面要求机组钻速上升时间Tn时刻对应的流量Q2。（1）机组钻速上升时间Tn。通过分析和研究，得出Tn计算式为按照该公示，对转速上升时间进行计算，得出的结果后，还应进行误差分析，结合工程实际为例，对比实际数据，确定结果误差范围在规定范围内，因此该计算公式具有一定的实用性。（2）机组钻速上升时间Tn时刻对应流量Q2。在对机组钻速上升时间Tn时刻对应流量Q2进行计算过程中，要先确定2点对应的开度，通过飞逸特性曲线，确定其对应流量为Q`12，其开度流量按照公式。（3）TS值求解。按照公式进行求解，在该式子中，Q0表示的为初始时刻，Q2表示的为初始时刻，Tn和T`分别表示时刻机组引用流量、流量平缓段持续时间。（4）流量变化斜率对比分析。完成的数值计算后，还应与流量变化进行对比，以工程实例为例，并且要在一定的工况下进行对比，即首先是额定负荷正常运行时突甩全负荷，其次是机组额定水头，再次是导叶40s直线关闭。
2.2.2调压室设置条件推导
在对抽水蓄能水电站调压室设置条件推导过程中，流量变化时间Ts带入到常规水电站调压室设置条件中得出。对于抽水蓄能水电站，尾水道极限长度计算式为。
2.3研究过程的分析以及总结
在抽水蓄能水电站尾水调压室设置条件研究过程，首先进行了抽水蓄能水电站过渡过程数值分析，包括数值分析、可逆式机组及常规机组流量变化特性对比分析，通过分析发现抽水蓄能水电站尾水调压室设置条件的关键在于快速减小阶段的斜率计算，之后开始进行抽水蓄能水电站调压室设置条件推导，计算流量变化时间，包括机组钻速上升时间Tn、机组钻速上升时间Tn时刻对应流量Q2、TS值求解流量变化斜率对比分析。最后得出尾水道极限长度。除此以外，还得出在抽水蓄能水电站尾水调压室推导过程中，不能直接套用公式规范，这样得出的结果不合理。在本文中提到日本通过实验得出的公式，在低水头抽水蓄能水电站进行使用过程中，得出的计算结果，存在一定的误差，小于标准值。
总结：
近年来，随着我国社会的不断进步，水电站数量不断的增多，而且水电站建设规模也不断的扩大，为我国各行各业的发展提供了大量的电力资源，满足人们的生产和生活需求，而且水电资源作为一项清洁能源，具有成本低等特点，符合我国的可持续发展战略。因此我国水电站稳定性以及安全性至关重要，对社会的发展具具有直接的影响，而尾水调压室的设置与水电站的稳定性以及质量建设具有直接影响，调压室具有造价高、尺寸大的特点，如果不合理的进行设置，就会对工程施工产生不利影响，所以一定要在合理的条件下进行调压室的设置。所以本文重点对抽水蓄能水电站尾水调压室设置条件进行深入的探讨，以此提高抽水蓄能水电站的质量，保证水电站安全、稳定的运行，进而促进我国社会的和谐发展。
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