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  部分测试机构已根据机组内部压力脉动测试和 过流部件应力变化测试情况，结合模型试验和仿 真计算开展了内部流场和涡带研究工作，对尾水 管涡带振动、高水头机组梳齿自激振动、引水系 统共振等振动稳定性问题开展较为系统的试验研 究 [2] ， 提 出 了 一 些 新 颖 的 理 论 并 逐 步 通 过 现 场 测 试 得到了验证。

  水力机械现场测试具有模型试验和仿真计算不 可替代的作用，现场试验具备以下的特点和作 用，服务方向是生产运行、工程验收、改造设 计、解决实际问题和促进专业方面技术进步等，具体 作用如下[1]：

  （1） 可以做模型试验不能模拟的试验，比模型 试验更能发现和解决生产和科研中提出的问题；

  （2） 可以正确了解机组在电气、机械、水力等 方面的运行特性，鉴定水力机组的各种工作参数；

  水力机械是一门以试验科学为主的学科，高精 度的水力机械试验设备及测试技术是设计开发和 验证新型水力机械产品的必要条件，也是研究解 决现场运行中出现异常故障的重要手段。对于水 力机械的研究有模型试验、仿线 种手段侧重方向不同，目的也有差别， 现场测试能对模型试验和仿真计算做验证和校 核，真实反映真机的运行特性，为机组安全、经 济运行提供技术数据，也能校验设计、制造和安 装质量水平。 1.1 水力机械现场测试作用和内容

  同一参数在不同的运行工况测试时，根据信号 变动情况会选用不同采集方式和传感器，稳定运 行工况，各参数变化较为稳定。对于过渡过程测 试工况，由于信号变化较为迅速，历时较短，变 化不容易捕捉的特点，需要测试仪器具备高精 度、高分辨率和较好的采集同步性。

  进、出口压力测量（水头），一般都会采用高精度的 压 力（压 差）传 感 器 ， 安 装 在 机 组 水 力 测 量 断 面 引 出 管 路（水 轮 机）上 或 者 直 接 安 装 在 测 量 断 面（水 泵）上 ， 通 过 测 得 的 压 力 差 值 并 计 入 位 能 和 速 度 能，可较为准确获得工作水头或扬程参数，对于 不满足条件的机组，也可采用测量上、下游液位 或者吸入式水头测量装置获得毛水头。

  （3） 检验机组的理论、计算方式，根据现场试 验的资料积累，能为发展新型结构和新型机组提 供资料；

  （4） 是鉴定机组的设计是不是合理、制造和安装 质量优劣的有效手段和可靠依据；

  （5） 为 系 统 安 全 经 济 运 行 提 供 可 靠 地 运 行 资 料，正确指导到电站、泵站的运行。

  根据机组的安全经济运行和可靠性要求，水力 机械现场测试的内容主要有以下几个方面：

  逐渐扩展到专项参数试验研究、核心部件的应力测 试、转轮叶片动应力测试等方面，中国水利水电学 研究院在 2002 年开展了“大型水泵、水轮机动应力 测试技术探讨研究及装置研发”等课题研究 ， [3] 并进行 了国内。外的若干电站机组的转轮动应力测试，东 方电机厂、中国水科院、华中科技大学等也合作 开展过大朝山电站 6#机组。李家峡电站 1#机组转轮 动应力的现场测试，均取得不错的效果。

  （1） 反 映 能 量 特 性 和 水 电 厂 、 泵 站 优 化 方 面 的试验；

  （2） 反映调速系统和调速器性能，以及因调速 器和性能引起的机组过渡过程方面的试验；

  （3） 反映机组安全运作的稳定性方面的试验； （4） 反映机组主要设备部件的结构、运行性能 和力学特性方面的试验； （5） 反映机组轴承结构运行特性及润滑特性方 面的试验； （6） 反映机组过流部件的空蚀磨损特性方面的 试验等。 1.2 水力机械现场测试技术进展 我 国 水 力 机 械 现 场 测 试 技 术 的 发 展 基 本 在 20 世纪 80 年代之后，随着现代电子技术、传感器技 术，尤其是信息技术的发展，包括自动控制技术 和计算机技术的进步，推动水力机械测试技术的 迅猛发展，同时，测试技术的发展又促进科技的 发明和创新，也给水力机械的智能测试技术带来 了新的发展动力。流量、压力、转速、扭矩等参 数的新的电子测量设备替代原来的老旧设备。智 能电磁流量计、超声波流量计、智能压力变送 器、转矩转速传感器、微机扭矩仪、单片机、PLC 等先进的电子装置迅速地被应用于智能的自动测 试系统中，极大地提高了测试体系的自动化程 度、测试精度、响应速度和人工效率[2]。 近些年来，国内水力机械现场测试技术获得很 大提高，对机组性能常规测试和专项参数测试方 面的技术已进入国际领先水平，逐步参与国际上 有关标准的制定和讨论，参加和召开专业国际会 议，慢慢的变多地发出自己的声音，同时国内水力 机 械 现 场 测 试 技 术 方 面 ， 制 定 和 完 善 了 与 IEC、 ISO 等 接 轨 的 国 家 标 准 ， 现 场 试 验 技 术 更 加 规 范 化，重要参数的测试仪器需经过国家认可、授权 的计量机构的鉴定并保证在有效检定周期内。 试验内容从常规的性能测试、运行稳定性试验

  摘 要 水力机械现场测试经过多年发展，已从常规的能量性能测试研究到内特性、动力特性方面的研究，从 稳态运行工况到过渡过程工况的参数特性研究，通过智能测试技术、先进传感器制造和信息技术发展，极大地 提高了现场测试技术和测试精度。同时，在水力机械现场运行中的核心部件受力和转轮叶片动应力测试方面也 有了很大的提高，为机组运行疲劳和机组寿命预测研究做出了相应的贡献。 关键词 水力机械 现场测试 叶片动应力 动力特性 进展 中图分类号 TV732 文献标识码 A 文章编号 1007-6980（2018）02-0044-03

  水力机械现场测试中，较为重要的参数一类为 表 征 机 组 性 能 指 标 的 参 数 ， 如 ： 水 头（扬 程）、 功 率、流量等；另一类为表征运行稳定性能方面的 参数，如：转速、振动、摆度、压力脉动、噪 声、叶片动应力等。按照性质和测试对象可分： 机械参数、水力参数、电气参数、力学参数、调 节 参 数 和 热 量 参 数 等 [1] ， 不 同 参 数 的 测 试 方 法 有 多 种 ， 但 现 在 主 要 的 、 使 用 较 多 的 是 非 电 量（包 括 一 些电参数）的电测法。

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