3　测试的实践

3　测试的实践

各种能量转化过程中都有能量损失，水力发电站中水能转化为电能过程中也有能量损失，衡量水轮发电机组能量转化程度的指标是机组的效率，效率往往通过模型数据和通过计算间接得到。

水轮发电机组的效率由机组的水头、发电出力和流过水轮机的流量等参数决定，用现代的电工技术可以较精确地测量出机组的水头和发电出力，但流过水轮机的流量的测量仍是一大难题，特别是对于大流量或大口径压力钢管的电站，流量的测量更加困难。

在浙江省有一水力发电站HX，这是一座引水式水电站，水从高山上一小型前池经过压力钢管至发电厂房，再经过两台7500kW水轮发电机组后流入尾水渠。

HX水电站的压力钢管在进入发电厂房之前由一总管分叉成两条分管分别供两台机组。压力钢管有600多m长，压力达到2.5MPa。

超声波法测量采用在钢管外表面布置探头的测量方式，即外贴式布置，这种布置方式的特点在于测量工作量小，不影响发电，测量精度能满足要求。超声波流量计布置图见图3。

电站及机组基本参数如下：

图3　流量计布置示意图

（a）压力钢管布置图；（b）超声波流量计布置位置详图；（c）压力钢管布置图

为验证机组的保证值，2003年9月，水利部农村电气化研究所参照IEC60041—1991标准，要求对HX电站的两台机组进行了测量，其中流量测量的方法就是采用超声波法进行。2号机组的测量结果如图4所示。图4中有两条曲线：一条为制造厂提供的从模型曲线转化过来的保证曲线；另一条为通过原型效率测量的真机曲线。两条曲线的形状相似，曲线光滑。

图4　HX水电站#2机组模型与原型效率特性曲线对比（H=264m）