水轮机转速特性曲线分析

转速特性曲线表示水轮机在导叶开度a0、叶片转角φ 和水头H 为某常数时，其他参数与转速之间的关系。在水轮机的模型试验中，常规的做法是保持一定的水头，通过改变轴上的负荷（力矩）来改变转速，达到调节工况的目的。故整理模型试验的数据时，以转速特性曲线最为方便，水轮机的其他特性曲线，实际上都是从转速特性曲线换算而得。

如图8-1所示，由水轮机转速特性曲线可以看出水轮机在不同转速时的流量、出力与效率，还可以看出水轮机在某开度时的最高效率、最大出力及水轮机的飞逸转速。

图8-1　水轮机转速特性曲线

（a）n～Q 曲线；（b）n～P 曲线；（c）n～η曲线(www.xing528.com)

不同比转速的水轮机其转速特性也不同，比较图8-2曲线可以看出，低比转速水轮机的效率对转速的变化比较敏感，在偏离额定转速时，水轮机的效率下降较快；而高比转速水轮机则下降较慢。

图8-2　各类型水轮机转速特性的比较

（a）P～n曲线；（b）η、Q～n曲线

不同类型、不同比转速的水轮机，其飞逸转速不同。低比转速的混流式水轮机，其飞逸转速为额定转速的160%左右；而高比转速的轴流式水轮机则高达2.6～3.0倍的额定转速。此外，它们还具有不同的过流特性，高ns 水轮机的流量Q 随转速的增加而增加；而低ns 的水轮机流量Q 随转速变化趋势则相反；中等ns 水轮机流量则几乎不随转速变化。