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破坏的，只是在过渡过程结束后，机组处于稳定工况时才恢复协联关系。在过渡过程计算中还要包
含它们在过渡过程中特有的控制：（1）甩负荷。机组带满负荷运行，机组转速上升，导叶接力器迅速
向关闭方向运动，为防止在水轮机尾水管中出现负水击，产生抬机、甚至打断桨叶叶片现象，桨叶
接力器关闭时间 T 是导叶接力器关闭时间 T 的 4 ~ 6 倍；如果没有事故停机信号，机组在调速器的管
rf f
控下实现自动调节导叶至空载开度位置，桨叶接力器按协联曲线关至零位。（2）机组停机。发出机组
停机令后导叶由空载开度关至零位，机组转速下降，至 35%额定转速时，机组刹车风闸投入；机组
全停时，有信号将桨叶开至启动转角位置，为下次开机做准备。（3）机组自动开机。当下达机组启动
命令后，导叶自动开启到启动开度；为减少水推力、加快启动速度，在机组停机时将桨叶开启至启
动转角位置，在下达启动命令后，桨叶自动关至协联曲线的零位，转速陆续上升，自动调节在额定
频率附近，同期并网后陆续带负荷；桨叶接力器与导叶接力器按协联曲线自动带负荷。调压阀接力
器动作的特殊性。由带调压阀的转桨式水轮机调速器原理图（图 7）可以看出，在机组开机、空载扰
动、带负荷时，调压阀不动作，它仅在机组甩负荷时动作。它的配压阀、接力器系统没有位置反
馈，实际为“继电器特性”控制规律。

图 7 带调压阀控制的转桨式水轮机调速器原理图

在开发转桨式水轮机过渡过程计算程序时，除考虑上述水轮机调速器的自动控制功能外，选用
的水轮机调速器原理图载于图 7。这样水轮机调速器（含调压阀）、转桨式水轮机发电机组、引水系统
构成闭环的调节系统，按需要完成自动开机、空载扰动、甩负荷等自动调节过渡过程计算，并能提
取像调节保证条件这样的参数，以及分析整个水轮机调节系统的稳定性。由图 7 以看出，采用的调速
器为带中间接力器的缓冲器型调速器；由中间接力器引出协联系统；导叶及桨叶接力器分别构成随
动系统；具有 PID 调节规律。文献［15］详细分析了调速器配压阀非线性对水轮机调节系统过渡过程的
影响，本项目直接采用这一成果（详见图 7）。
图中：G1 为中间接力器引导阀、G2 为中间接力器、 G3 为缓冲器、 G4 为导叶接力器主配压阀、

G5 为导叶接力器、G6 为调压阀接力器控制阀、G7 为调压阀接力器、G8 为桨叶接力器主配压阀、G9
为桨叶接力器的行程限位；x n为机组转速相对偏差（标幺值）； C f为转速指令（标幺值）；T n为加速时间
′
常数，s； T 为转速测量环节时间常数，s；T d 为缓冲时间常数，s； b p为永态转差系数；b t为暂态转
n
差系数；T y、T y1、T v1、T r1 为中间接力器、导叶接力器、桨叶接力器及调压阀接力器时间常数，s；
Y（t）、Y r （t）、Y v （t）为导叶、桨叶、调压阀接力器位移（相对值）； Y 0、Y 0r、Y 0v为导叶、桨叶、调压阀
接力器开度初始值指令（相对值）。

3 具有长引水系统带调压阀的转桨水轮机调节系统过渡过程计算

渠首电站 3 台机组主要技术参数列于表 3，每台机组调压阀安装（图 6 上的分叉点 1）在每台机组的
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