3.2　额定转速选择

机组额定转速的优化选择，也应综合考虑各种因素，可采用下式计算：

式中，n110、Hw和D1分别为水轮机最优单位转速（r/min）、加权平均水头（m）与转轮直径（m）；K为偏离系数，表明在额定水头Hr下，机组以额定转速nr发额定功率Pr时，（而且是全厂发足电站装机容量时），其对应的单位转速n11偏离最优单位转速n110的程度。对于不同地区，不同河流的电站以及电站水头高低与变幅都有不同的K值，一般而言，对南方河流各水电站因流量变化较大，因而水头变幅也较大，因而K=0.2～0.3，其原因也在于汛期增大过流量以增加机组出力与电量。北方河流尤其是黄河上游各电站因水头变幅较小，又没有弃水电量可利用，K=0.1左右。

对于低水头径流式水电站无论是采用轴流转桨式还是灯泡贯流式水轮机，都必须防止在高水头区域运行时，水轮机叶片进口头部发生脱流而导致其空化性能与运行稳定性恶化，而且很难予以消除。例如，白龙江紫兰坝等水电站，设计安装3台34MW灯泡机组，原设计与机组招标书中都选择nr=125r/min，但2003年机组招标时，东电公司采用奥地利维奥（即VA）公司的转轮水力设计，而VA公司提出将nr=125r/min提高到136.4r/min，以防止Hmax时，叶片进口头部发生脱流。经分析研究后，同意厂家意见。

所以，额定转速nr的选择观念应当有所改进，不能墨守于过去nr=n110Hw0.5/D1的简单方法。至于如何避免叶片进口头部发生脱流现象，可采取如下一些方法：

有些厂家在转轮综合特性曲线上给出了叶片头部脱流的限制线，则遵照执行即可。若缺乏厂家资料时，在设计工作中可核算在Hmax时所对应的n11与最优单位转速n110的比值，一般要求Hmax时所对应的n11≥0.95n110。以紫兰坝机组为例，在其Hmax=19.9m，D1=5.35m，nr分别为125r/min与136.4r/min，而VA公司转轮的n110=165 r/min，则其比值相应为0.908n110与0.99n110。所以，必须选择nr=136.4r/min，当然按过去一般转轮n110=150r/min，则可选择125r/min。总之，nr选择时应当使Hmax时所对应的n11≥0.95n110为好，同时应在模型验收时仔细观察是否出现脱流现象，必要时应作叶片头部翼形修改。