水轮机主机选型--毕业设计.doc

摘 要
水电站机电部分设计主要根据获得的设计材料中给定的水头范围进行的主机选型，根据选择的三方案中择优进行模型综合特性曲线的绘制，即选出一方案进行绘制，再根据效率，转速等选其一进行蜗壳、尾水管、水轮发电机外形的计算和绘图，最后进行水轮机的调节保证计算和调速器设备选择。

关键字：水轮机主机选型；水电站机电设备初步计算；外形设计；调节保证计算。

前 言
毕业设计是高等教育教学中的最后一个教学环节，是实践性教育的环节。
毕业设计与其他教学环节构成有机的整体，也是各个教学环节的继续、深化补充和检验，是将分散、局部的知识内容加以全面的结合，这次设计提高了我们运用知识的综合能力，将知识化为能力，巩固和加深所学知识，培养知识，综合了系统化的运用。
目前，我国大陆水力资源理论蕴藏在1万KW以上的河流共3886条，水力资源理论蕴藏年发电量6082.9Tw·h；技术可开发装机容量541.64GW。经济可开发装机容量401.8GW。我国水力资源具有三个鲜明特点：第一、在地域上分布极不平衡，西部多，东部少。西部水利资源开发出了满足西部电力市场的需要，更重要的是考虑东部电力市场。第二、大多数河流年内、年际经流分布不均。第三、水力资源集中于大江大河，有利于集中开发和规模外送。
本次设计的主要内容为主机选型、蜗壳、尾水管、发电机确定和调节保证计算。设计过程中，依据资料水电站水头，单机引水流量，总装机，对水轮机发电进行初选，并根据单位转速，模型综合特性曲线，对水轮机型号，转速，效率出力等进行认真计算，校验，对选择方案的蜗壳水管，水轮机选型和绘图。对水轮机进行调节保证机算。
通过这次对相关专业知识的课题设计，更加深入的认识知识和实际应用，学会知识与实际结合、与实践结合，得以充分利用知识为以后工作打下了坚实的基础。
编者
2012年5月
目 录
摘要 ……………………………………………………………………………...1
前言……………………………………………………………………………….2
目录……………………………………………………………………………….3
第一章 水轮机型号选择………………………………………………………..5
第一节 水轮机型的选择…………………………………………………….5
第二节 初选水轮机基本参数的计算……………………….………………6
第三节 水轮机运转综合特性曲线的绘制…………………………………17
第四节 待选方案的综合比较和确定………………………………………19
第二章 蜗壳计算………………………………………………..…………….…21
第一节 蜗壳形式、进口断面参数选择………………………………...….21
第二节 蜗壳各断面参数计算………………………………………………23
第三节 金属蜗壳图…………………………………………………………25
第三章 尾水管选型…………………………………………………………….26
第四章 水轮发电机的初步选择计算…………………………………………27
第五章 调节保证计算及设备的选择…………………………………………33
第一节 调节保证计算………………………………………………………33
第二节 调速设备选型………………………………………………………52
结论………………………………………………………………………………55
总结与体会……………………………………………………………………….56
谢辞……………………………………………………………………………….57
参考文献………………………………………………………………………….58
附录

第一章 水轮机型号选择
第一节 水轮机机型选择
一、确定初选机型
根据电站实际水头范围（一般按最大水头定）来进行选择合适的转轮，由最大水头Hmax=119m查转轮模型综合特性曲线得到初选的六个转轮型号，所选机型原始参数如下。
水轮机型号初选参数表 表1-1
参数

转轮型号
n110m
η110m

Qm限
ηm限
A12-25
69.0
0.894
0.086
890
0.870
A232-35
69.5
0.907
0.080
1040
0.884
A278-35
78.0
0.918
0.135
1165
0.870
A28-25
71.0
0.898
0.100
895
0.870
A285-35
74.0
0.918
0.139
1240
0.860
A611-35
71.0
0.914
0.080
976
0.889

二，确定机组台数
在选择机组台数时，应在以下几方面综合考虑
⑴成本因素
⑵运行效率因素
⑶电厂主接线图
⑷运行维护的因素
⑸电力系统因素
⑹制造、运输及安装的因素
三，布置方式
根据ZSQ水电站设计资料，电站最大水头119m，设计最小水头95m，装机容量220000KW。
当机组台数Z=2时：
N单=N电站/Zηf=220000/2×0.98=112245KW
当机组台数Z=3时：
N单=N电站/Zηf=220000/3×0.98=74830KW
—ηf为发电率，一般取0.96～0.98
根据装机容量的大小，可以选用立式布置方式。
第二节 初选水轮机基本参数计算
一，计算参数
从初选的六个转轮型号中根据n110越高，机组效率越好等因素选出三个转轮型号进行基本参数计算。
三个转轮型号分别为：A232-35 , A 278-35 , A28-25

方案一：转轮型号 A232-35 Z=2时；
⑴N单=112245 KW
⑵水轮机转轮直径
D1==
ηT=η限+（1～3）%=0.9
按计算值查《设计手册》P36选标准直径为D标=3.8m
⑶原型机最大效率
=1-(1-)=1-(1-0.925)=0.942
⑷原型效率修正值

⑸判断单位参数是否修正
-1=-1=0.019<3% 不修正
⑹原机型的转速
n===177.41(r/min)
根据《水轮机》P326表得发电机的同步转速n=187.5r/min
⑺原机型的平均效率
η=ηm+Δη=0.884+0.035=0.919
⑻校核出力
N′=9.81Q11η
=9.81×1.040××0.919×=145669.6KW
N/N’=1.30 校核不成功

方案二：转轮型号为A232-35 Z=3时
⑴N单=74830KW
⑵水轮机转轮直径
D1===2.746m
ηT=η限+（1～3）%=0.904
按计算值查《设计手册》P36标准直径为D标=2.75m
⑶原型机最大效率
=1-(1-)=1-(1-0.907) =0.938
⑷原型效率修正值

⑸判断单位参数是否修正
-1=-1=0.017<3% 不修正
⑹原机型的转速
n===258.9(r/min)
根据《水轮机》P326表得发电机的同步转速=300r/min
⑺原机型的平均效率
η=+Δη=0.884+0.031=0.915
⑻校核出力
N′=9.81η
=9.81×1.040××0.915×=75957.87KW
N′/N==1.29 校核不成功

方案三：转轮型号为A278-35 Z=2时
⑴N单=112245KW
⑵水轮机转轮直径
D1==
ηT=η限+（1～3）%=0.9
按计算值查《设计手册》P36标准直径为D标=3.3m
⑶原型机最大效率
=1-(1-)=1-(1-0.918) =0.9476
⑷原型效率修正值

⑸判断单位参数是否修正
-1=-1=0.016<3% 不修正
⑹原机型的转速
n===242.2(r/min)
根据《水轮机》P326表得发电机的同步转速n=250r/min
⑺原机型的平均效率
η=+Δη=0.87+0.029=0.899
⑻校核出力
N′=9.81Q11η
=9.81×1.165 ××0.899×=1203383.36KW
N′/N==1.07 校核成功
⑼计算原机型的吸出高度

=10（0.135+0.02）×105=-6.991m
⑽计算n11

查《转轮模型综合性曲线》A378-35模型综合特性曲线。根据n11得存在最高效率区。

方案四：转轮型号为A278-35 Z=3时
⑴N单=112245KW
⑵水轮机转轮直径
D1==
ηT=η限+（1～3）%=0.9
按计算值查《设计手册》P36标准直径为D标=2.75m
⑶原型机最大效率
=1-(1-)=1-(1-0.918) =0.946
⑷原型效率修正值

⑸判断单位参数是否修正
-1=-1=0.0151<3% 不修正
⑹原机型的转速
n===290.64(r/min)
根据《水轮机》P326表得发电机的同步转速n=300r/min
⑺原机型的平均效率
η=+Δη=0.87+0.028=0.898
⑻校核出力
N′=9.81Q11η
=9.81×1.165 ××0.899×=190365.3KW
N′/N==1.043 校核成功
⑼计算原机型的吸出高度

=10（0.135+0.02）×105=-6.991m
⑽计算n11

查《转轮模型综合性曲线》A278-35模型综合特性曲线。根据n11得存在最高效率区。

方案五：转轮型号为A28-25 Z=2时
⑴N单=112245KW
⑵水轮机转轮直径
D1==
ηT=η限+（1～3）%=0.9
按计算值查《设计手册》P36标准直径为D标=3.8m
⑶原型机最大效率
=1-(1-)=1-(1-0.878) =0.924
⑷原型效率修正值

⑸判断单位参数是否修正
-1=-1=0.026<3% 不修正
⑹原机型的转速
n===191.5(r/min)
根据《水轮机》P326表得发电机的同步转速n=214.3r/min
⑺原机型的平均效率
η=+Δη=0.87+0.046=0.916
⑻校核出力
N′=9.81Q11η
=9.81×0.895 ××0.913×=124950.7KW
N′/N==1.113 校核不成功

方案六：转轮型号为A28-25 Z=3时
⑴N单=74830KW
水轮机转轮直径
D1==
ηT=η限+（1～3）%=0.9
按计算值查《设计手册》P36标准直径为D标=3m
⑶原型机最大效率
=1-(1-)=1-(1-0.898) =0.9336
⑷原型效率修正值

⑸判断单位参数是否修正
-1=-1=0.0196<3% 不修正
⑹原机型的转速
n===242.5(r/min)
根据《水轮机》P326表得发电机的同步转速n=250r/min
⑺原机型的平均效率
η=+Δη=0.87+0.036=0.906
⑻校核出力
N′=9.81Q11η
=9.81×0.895××0.906×=77027.68KW
N′/N==1.02 校核成功
⑼计算原机型的吸出高度

=10（0.100+0.02）×105=-3.316m
⑽计算n11

查《转轮模型综合性曲线》A28-25模型综合特性曲线。根据n11得存在最高效率区。

二、初选方案初步选择比较

从初算的六个方案中根据D1、n、、σ、HS校核出力是否存在最高效率区选出两方案。 表1-2
转轮型号
标准直径D1
标准转速n（r/min）
最高效率ηmax（%）
气蚀系数σ
吸出高度HS（m）
运 行 范 围
是否包含最高效率区
A278-35
3.3m
250
94.8
0.135
-6.991
75.6～84.6
包含
A28-25
3m
250
93.4
0.100
-3.316
68.8～76.95
包含

第三节 水轮机运转综合特性曲线的绘制
一、 水轮机型号A278-35;Z=2时的运转综合特性曲线的绘制
表1-3
D1=3.3m n=250(r/min) =119m Hr=105m Hmin=95m △η=0.029

N=
N=

N=

62
0.450
0.649
28889.47
71
0.490
0.739
41621.24
74
0.495
0.769
52789.66
65
0.465
0.679
31232.38
74
0.535
0.769
47289.09
77
0.530
0.799
58727,29
68
0.500
0.709
35066.99
77
0.570
0.799
49133.92.
80
0.570
0.829
65530.99
71
0.535
0.739
39109.34
80
0.620
0.829
59078.17
82
0.600
0.849
70144.66
74
0.570
0.769
43359.42
82
0.655
0.849
63918.98
84
0.640
0.869
77731.46
78
0.610
0.799
48212.42
84
0.695
0.869
69420.13
86
0.705
0.889
86917.70
80
0.655
0.829
53712.84
86
0.760
0.889
77659.79
88
0.795
0.909
100218.60
82
0.690
O,849
57948.08
88
0.860
0.909
89855.19
89
0.840
0.919
107056.27
84
0.740
0.869
63611.23
89
0.895
0.919
94540.82
90
0.875
0.929
112730.41
86
0.825
0.889
72550.10
90
0.925
0.929
98773.01
91
0.925
0.939
124036.24
88
0.925
0.909
83174.06
91
0.960
0.939
103613.81
91
1.000
0.939
130221.57
89
0.965
0.919
87725.35
90
1.010
0.939
109010.39
90
1.040
0.929
133988.15
90
1.005
0.929
92355.78
90
1.060
0.929
173188.53
89
1.095
0.919
139555.50
90
1.010
0.929
92815.26
89
1.095
0.929
115667.20
88
1.140
0.909
143709.09

88
1.130
0.909
118065.54

5%出力限制线上的点
89
1.095
0.919
99543.28
88.2
1.135
0.910
117544.28
87.5
1.175
0.904
147307.08
⑴=1-(1-)=0.9476
⑵ 0.946-0.919=0.029
⑶等效率曲线表为表1-3
⑷转轮型号A278-35水轮机运转综合特性曲线图 见附录一
二、转轮机型号A28-25;Z=3时的运转综合特性曲线的绘制
表1-4
D1=3m n=150(r/min) Hmax=119m Hr=105m Hmin=95m △η=0 .036

N=

N=

N=

78
0.450
0.816
30019,23
80
0.490
0.836
38913.28
80
0.455
0.836
43596.30
80
0.525
0.836
35880.83
82
0.540
0.856
43909.95
82
0.500
0.856
49054.15
82
0.570
0.856
39888.30
84
0.570
0.876
47464.81
84
0.540
0.876
54216.29
84
0.605
0.876
43326.79
86
0.630
0.896
52806.31
86
0.580
0.896
59516.18
86
0.670
0.896
49077.20
88
0.675
0.916
58773.16
88
0.630
0.916
66140.58
88
0.725
0.916
54291.32
89
0.710
0.926
62454.65
89
0.675
0.926
71638.54
89
0.790
0.926
59804.66
89
0.830
0.926
72221.12
89
0.815
0.926
86496.90
88
0.870
0.916
65149.58
88
0.870
0.916
75702.49
88
0.850
0.916
89237.29
5%出力限制线上的点
87
0.880
0.906
65179,.02
87.5
0.895
0.911
77452.76
87.5
0.880
0.911
93448.72

⑴=1-(1-)=1-（1-0.898）=0.9336
⑵
⑶等效率曲线表为表1-4
⑷转轮型号A28-25水轮机运转综合特性曲线图 见附录二

第四节 待选方案的综合比较和确定
根据绘制的两种方案的水轮机综合特性曲线和其比较转速ns，飞逸转速nR及其它参数综合比较选择最优方案作为终选机型。
一、转轮型号A278-35
N单=112245KW H=100 n标=250 n11R=140.7
1.比转速计算
ns===264.84
其中：n为标准转速，N为单机容量 ，H为出力限制线与水轮机额定出力的交点对应的水头。
2.飞逸转速计算
nR= n11R ==465.11
其中：n11R为模型水轮机的单位飞逸转速
二、转轮型号A28-25
N单=74830KW H=100m n标=250 n11R=134
1.比转速计算
ns===208.42
其中：n为标准转速，N为单机容量， H为出力限制线与水轮机额定出力的交点对应的水头
2.飞逸转速计算
nR=n11R==487.26
其中：n11R为模型水轮机的单位飞逸转速
根据水轮机的标准直径、标准转速、比转速、最高效率及气蚀系数、吸出高度列下表综合比较

水轮机终选方案经济技术综合比较表
表1-5
项目

转轮
型号
标准直径D1(m)
标准转速n
（r/min）
比转速ns
飞逸转速（r/min）
最高效率ηmax（%）
气蚀系数σ
吸出高度HS（m）
运行范围
方案选择
A278-35
3.3
250
264.84
465.11
90
0.135
-6.991
75.6～84.6

方案三
A28-25
3
250
208.45
487.25
90
0.100
-3.316
68．8～76.95
由上表综合比较，标准转速越大越好，比转速越大越好，最高效率越高越好，空化系数越低越好，比较选出最优方案为方案三，即A278-35（Z=2）

第二章 蜗壳计算
第一节 蜗壳形式、进口断面参数选择
一、蜗壳形式选择
水轮机蜗壳分金属蜗壳和钢筋混泥土的蜗壳，蜗壳自鼻端至进口断面所包围的角度称为蜗壳的包角。混泥土蜗壳一般用于水头在40m下，包角=180°～270°，高水头水轮机多采用金属蜗壳，包角=340°～350°
所设计的方案水头H=119m最高水头，采用金属蜗壳。
根据应用水头不同铸造蜗壳采用不同的材料，水头小于120m的小机型机组一般用铸铁。
二、蜗壳进口断面参数选择计算
1.包角的选择
由于选择为金属蜗壳，所以包角=340°～350°选=345°2.进口断面平均流速
=K==8.3m/s
式中K—蜗壳的流速系数。查《水轮机》P120得K=0.81
H—设计水头
3.进口断面的流量Q
====124.91
式中：—进口断面的包角，=345°
—设计水头所对应的限制工况的单位流量，经查模型特性曲线图。
4.进口断面面积
===15.05
5.进口断面半径
===2.19m
6.确定座环内外径
由《设计手册》P128，表2-16查得 =5.2m =4.4 m
7.蝶形边锥角 =55°
8.蝶形边高度h
h==0.850 m
式中：K、查《设计手册》P128表2-16得
K=0.25m =0.3m
由《转轮模型综合特性曲线》查得
=0.2×3.3=0.66
9.蝶形边半径
=+K=+K= 2.85m
10.进口断面的中心距
=+=4.868
11.进口断面的外半径
=+=7.058
12.蜗壳系数C
C==662.91
13.圆形断面与椭圆形断面的分界判定数S
S=h/=1.482
当<S时由圆断面转入椭圆断面计算。

第二节 蜗壳各断面参数计算
一、圆形断面参数计算
表2-1
断面号

2

X

1
345°
0.52
2.85
2.964
0.725
1.496
2.016
4.06
2.19
4.866
7.056
2
330°
0.50
2.85
2.850
0.725
1.458
1.958
3.83
2.13
4.808
6.938
3
315°
0.48
2.85
2.736
0.725
1.418
1.898
3.60
2.08
4.748
6.828
4
300°
0.45
2.85
2.565
0.725
1.356
1.806
3.26
2.00
4.656
6.656
5
285°
0.43
2.85
2.451
0.725
1.314
1.744
3.04
1.94
4.594
6.534
6
270°
0.40
2.85
2.280
0.725
1.247
1.647
2.71
1.85
4.497
6.347
7
255°
0.39
2.85
2.223
0.725
1.224
1.614
2.60
1.82
4.467
6.287
8
240°
0.36
2.85
2.052
0.725
1.152
1.512
2.29
1.73
4.362
6.092
9
225°
0.34
2.85
1.938
0.725
1.121
1.441
2.08
1.67
4.391
5.961
10
210°
0.32
2.85
1.824
0.725
1.048
1.368
1.87
1.61
4.218
5.828
11
195°
0.29
2.85
1.653
0.725
0.963
1.353
1.57
1.51
4.103
5.613
12
180°
0.27
2.85
1.539
0.725
0.902
1.172
1.37
1.44
4.022
5.462
13
165°
0.25
2.85
1.425
0.725
0.836
1.086
1.18
1.38
3.936
5.316
14
150°
0.23
2.85
1.311
0.725
0.766
0.996
0.99
1.31
3.846
5.156
表2-1中所用相关公式有：
① x=+ ②=
③=+X ④=+
当断面号为10，=150°时。=1.61<=1.73，所以可以进行椭圆断面的计算。
二、椭圆形断面的参数计算
=-1.345L
L==1.04 =2.6 ==2.00
椭圆形断面各参数计 表2-2
断面号

D
A
L

10
210
0.32
2.00
1.22
0.6
5.19
1.04
1.11
2.93
3.36
9.29
11
195
0.27
2.00
1.44
0.6
4.60
1.04
0.99
2.72
3.21
5.93
12
180°
0.27
2.00
1.09
0.6
4.22
1.04
0.90
2.57
3.10
5.57
13
165°
0.25
2.00
1.03
0.6
3.83
1.04
0.81
2.42
2.99
5.41
14
150°
0.23
2.00
0.98
0.6
3.51
1.04
0.73
2.28
2.89
5.17
15
135°
0.20
2.00
0.89
0.6
2.98
1.04
0.60
2.06
2.73
4.79
16
120°
0.18
2.00
0.83
0.6
2.66
1.04
0.51
1.91
2.62
4.53
17
105°
0.16
2.00
0.77
0.6
2.35
1.04
0.43
1.77
2.52
4.29
18
90°
0.14
2.00
0.71
0.6
2.08
1.04
0.35
1.64
2.43
4.07
19
75°
0.11
2.00
0.61
0.6
1.66
1.04
0.22
1.41
2.27
3.68
20
60°
0.09
2.00
0.54
0.6
1.41
1.041
0.14
1.28
2.17
3.45
21
45°
0.07
2.00
0.43
0.6
1.07
1.04
0.01
1.06
2.01
3.95
22
30°
0.05
2.00
0.38
0.6
0.95
1.04
-0.03
0.99
1.96
2.95
23
15°
0.02
2.00
0.23
0.6
0.66
1.04
-0.15
0.78
1.05
1.83
表2-2中所用公式有：
①=-1.345L ②
③ ④d=-
⑤A=或者A=
⑥ ⑦
第三节 金属蜗壳图
金属蜗壳图如图3.见附录三
第三章 尾水管选择
一、尾水管类型选择
为了减小开挖深度，经济合理且该设计为大型水轮机。所以选用弯肘形尾水管。

二、尾水管尺寸的确定
因为=240.88r/min查《设计手册》P26得可选HL310
1，尾水管高度： h=2.6D1=8.58 m
2 , 尾水管宽度： B5=2.72D1=8.972 m
3，尾水管水平段长度： L=4.5 D1=14.85 m
4 , 转轮出口直径： D2=1.036 D1=3.4188 m
5，锥形管进口直径： D3= D2=3.4188 m
6，锥形管出口直径： D4=1.35D1=4.455 m
7，以下参数看《设计手册》P129图2-37的几何关系可得:
h1=0.173D1=0.5709
h4=1.35D1=4.455
h5=1.22D1=4.026
h6=0.675D1=2.2275
h3=h- h1- h4=3.55

标准肘形管的主要尺寸 表3-1
型号

h6
a
h
L

3.3
4.46
4．46
3.55
2.23

8.58
14.85
8.98
4.03

三、尾水管单线图的绘制
1、尾水管单线图的绘制数据参考《设计手册》P129 图2-37
2、尾水管单线图如图4.见附录四

第四章 水轮机发电机初步选择计算
一，水轮机发电机型式的确定
水轮发电机按其轴线位置可分为立式布置和卧室布置两类，大中型机组一般采用立式布置，卧式布置通常用于中小型机组和贯流式机组。立式布置又分为悬式布置和伞式布置两种。根据悬式布置和伞式布置的适用条件，悬式适用于转速大于150r/min的机组，伞式适用于转速小于150r/min的机组。结合ZSQ水电站转速n=250r/min,所以选择水电站的型式为悬式。

二，待选水轮机的有关参数
1，发电机二点额定容量：112245kw
2，发电机型式：悬式
3，标准转速：250r/min
4，磁极对数：12对

三，主要尺寸估算 参看《设计手册》
1，极距
=kj （——发电机额定容量KAV）
= （P——磁极对数kj取8—10）
=84.90cm
=
2，定子内径
=
3，定子铁芯

（C系数查《设计手册》P160取3-5，额定转速）
4，定子铁芯外径
由于
所以+=648.95+84.90=733.85 cm

四，外径尺寸估算
（一）平面尺寸估算
1，定子机座外径
由于
所以
2，风罩内径
由于124716.67KVA>20000KVA
所以=+240=1120.62 cm
3，转子外径
= cm
(—单边空气间隙，初步计算时省略)
4，下机架最大跨度
由于>100000KVA
m
（—水轮机坑直径 查《设计手册》P162表3—6取=4600mm）
推力轴承外径和励磁机外径
查《设计手册》P162表3—7得
=4300mm=4.5m
=3800mm=3.8m

（二）轴向直径计算
1，定子机座高度
由于
所以cm
2，上机架高度

3，推力轴承高度，励磁机高度和永磁机高度查《设计手册》P163表3—8
推力轴承高度：
励磁机高度：
副励磁高度：
永磁体高度：
4，下机架高度

5，定子机座支承面或下挡风板之间的距离

6，下机架支承面至主轴法兰底面之间的距离
按于生产的发电机统计资料，一般取700—1500mm
取
7，转子磁轭轴向高度
无风扇
有风扇
8，发电机的主轴高度

=0.8
=0.81369.82
=1095.86
9，定子铁芯水平中心至主轴距离
=0.46

五，水轮发电机重量
1，水轮发电机重量

2，发电机转子重量G定
G定=
3，发电机飞轮了力矩（即转动惯量）

将于上数计算的数据列表如下
水轮发电机参数表 （单位：cm） 表4—1
转子重量

251.60
880.6
1120.6
647.0
580.0
460.0
430.0
367.5

162.2
200.0
77.83
97.29
100.0
277.7
1095.9
345.5

第五章 调节保证计算及设备的选择
第一节 调节保证计算
一、调节保证计算的任务
调节保证计算是研究机组突然改变较大负荷时调节系统过渡的特性，计算机组的转速变化和压力输水系统压力变化选定导水机构合理的调节时间和启闭规律，解决压力输水系统水流惯性，机组惯性力矩和调整性三者之间的矛盾，使水工建筑物和机组既经济合理，又安全可靠。

二、调节保证计算内容
1.确定基本数据：水电站型式、压力水管尺寸、水头、机组台数、水轮机流量、出力、水轮机型号及其特性、额定转速，。
1. 求出计算水头或最大水头及额定负荷时的
2. 给定直线关闭时间
3. 计算水机压力变化
4. 计算转速升高或确定机组
5. 在不满足要求时，重新给定，再重复上述步骤计算。

三、具体计算步骤

（一）调保基本参数计算
1.计算和工况下发出额定出力Nr时的流量
=119m时 ==103.66m/s
=105m时 ==119.00m/s
Nr—水轮机实际额定出力
H—实际设计水头
—水轮机在设计工况时的效率
2.确定压力钢管直径
d==