水轮机稳定运行范围的调整方法

了解了过去水轮机稳定运行范围存在的问题及原因后，正确的方法则比较明显，即在全部水头范围内均以相应水头下水轮机最大可能出力的百分比为稳定运行范围。以混流式水轮机为例，其稳定运行范围为45%水轮机最大可能输出功率至100%相应水头下水轮机最大保证功率。在低水头和额定水头，水轮机最大可能输出功率和水轮机最大保证功率是相同的，和过去的处理方式无区别，表现在Pt—H曲线图上的是上宽下窄的倾斜区域。在额定水头以上的高水头运行区，上边界没有变化，仍然为额定输出功率或最大输出功率。调整后的稳定运行保证区域下边界产生了变化，由常数（额定功率或最大输出功率的45%）修正为随水头变化而变化的最大可能输出功率的45%。表现在Pt—H曲线图上，过去是上下等宽、限制在两条垂直线之内，现在则将下边界修正为一条斜线，如图1所示。

图1　水轮机运行范围示意图

需要说明的是，最大可能输出功率不是最大输出功率。最大输出功率是受发电机最大输出功率限制而确定的水轮机输出功率，而此处的最大可能输出功率是在电站条件下水轮机理论上可以输出的最大功率，和发电机无关。确定最大可能输出功率的目的是为了计算确定稳定运行范围的下边界，可参考水轮机模型综合特性曲线的5%出力限制线或电站最大导叶开度计算确定最大可能输出功率。