技术特征：
1.一种水泵水轮机s特性曲线的动态测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、基于开敞式过渡过程试验台，进行水泵水轮机机组开机与并网；步骤2、水泵水轮机s特性曲线数据采集，保持水泵水轮机机组并网状态，调节活动导叶开度并维持恒定，关闭循环水泵，通过传感器高频率采集数据，观察实时监测数据波形，经过多个变化周期后水泵水轮机机组停机，关闭活动导叶；步骤3、根据采集到的数据，进行水泵水轮机s特性曲线绘制。2.根据权利要求1所述的水泵水轮机s特性曲线的动态测试方法，其特征在于：所述开敞式过渡过程试验台包括循环水泵、上游水箱、下游水箱和水泵水轮机机组，所述循环水泵通过上游补水管道与所述上游水箱相连为所述上游水箱充水，所述循环水泵通过下游补水管道与所述下游水箱相连为所述下游水箱充水，所述上游水箱一侧连接有上游溢流管，另一侧连接有上游主管，所述上游主管的高度低于所述上游溢流管的高度，所述上游主管与所述水泵水轮机机组的进水口相连，所述下游水箱底部设有下游排水管，侧面设有下游主管，所述下游主管与所述水泵水轮机机组的出水口相连，所述水泵水轮机机组上设有调速器，所述调速器用于调节活动导叶开度。3.根据权利要求2所述的水泵水轮机s特性曲线的动态测试装置，其特征在于：所述上游水箱和所述下游水箱内设有竖直方向的滑槽，所述滑槽上设有溢流堰，通过所述溢流堰在所述滑槽上上下移动以调节所述溢流堰的高度，以适应不同水头下的水泵水轮机s特性曲线的测试。4.根据权利要求2所述的水泵水轮机s特性曲线的动态测试方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：步骤1.1、基于开敞式过渡过程试验台，启动循环水泵，为上游水箱和下游水箱供水，将上游水箱和下游水箱充满水至溢流状态，形成恒定水头；步骤1.2、以水轮机模式开启水泵水轮机机组，运行稳定后并网；步骤1.3、通过调速器调节水泵水轮机机组活动导叶的开度，使水泵水轮机机组的活动导叶开度维持恒定。5.根据权利要求4所述的水泵水轮机s特性曲线的动态测试方法，其特征在于：在步骤1.1中，启动所述循环水泵，所述循环水泵通过上游补水管道为所述上游水箱充水，直到水能够从所述上游溢流管持续流出，使所述上游水箱呈溢流状态，所述循环水泵通过下游补水管道为所述下游水箱充水，使所述下游水箱呈溢流状态。6.根据权利要求1所述的水泵水轮机s特性曲线的动态测试方法，其特征在于：所述步骤2中，传感器测量水泵水轮机流量q、水头h、力矩t、转速n，传感器包括用于测量水泵水轮机流量q的电磁流量计测量、用于测量水头h的压力传感器、用于测量力矩t的机械力矩传感器以及用于测量转速n的频率传感器。7.根据权利要求6所述的水泵水轮机s特性曲线的动态测试方法，其特征在于：所述电磁流量计、所述压力传感器、所述机械力矩传感器以及所述频率传感器测量频率均在1000hz以上。8.根据权利要求6所述的水泵水轮机s特性曲线的动态测试方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：步骤3.1、根据采集的流量q、水头h、力矩t、转速n，变换为单位转速n
ed
、单位流量q
ed
、单
位力矩t
ed
，公式如下：其中，d2为水泵水轮机出口直径，单位为m；g为重力加速度，单位为m/s2，ρ为水的密度；步骤3.2、基于上述得到的单位转速n
ed
、单位流量q
ed
、单位力矩t
ed
，绘制活动导叶在一定开度下的s特性曲线。9.根据权利要求2所述的水泵水轮机s特性曲线的动态测试方法，其特征在于：在步骤2中，关闭所述循环水泵后，所述上游水箱与所述下游水箱不再被补水，所述上游水箱中的水首先通过溢流从所述上游溢流管排出，随后通过所述上游主管道经过所述水泵水轮机机组运输到下游，上游水位不断降低，所述水泵水轮机机组的水头不断减小，当所述水泵水轮机机组水头减小到显著低的程度时，流量反转，所述上游主管水位反而开始上升，当到达一个临界水位时，所述水泵水轮机机组的水头开始下降，最终，所述上游主管和所述下游主管中形成持续的往复运动，经过多个变化周期后所述水泵水轮机机组停机，关闭活动导叶。10.一种水泵水轮机s特性曲线的动态测试装置，用于实现权利要求1-8任一项的水泵水轮机s特性曲线的动态测试方法，其特征在于，包括：开敞式过渡过程试验台，用于完成水泵水轮机s特性曲线的动态测试实验；传感器，包括用于测量水泵水轮机流量q的电磁流量计测量、用于测量水头h的压力传感器、用于测量力矩t的机械力矩传感器以及用于测量转速n的频率传感器；存储器，用于存储传感器获取的数据；处理器，用于计算获取水泵水轮机s特性曲线；显示器，用于显示传感器监测数据波形和水泵水轮机s特性曲线。
技术总结
本发明公开一种水泵水轮机S特性曲线的动态测试方法及装置，包括基于开敞式过渡过程试验台，进行水泵水轮机机组开机与并网，水泵水轮机S特性曲线数据采集，保持水泵水轮机机组并网状态，调节活动导叶开度并维持恒定，关闭循环水泵，通过传感器高频率采集数据，观察实时监测数据波形，经过多个变化周期后水泵水轮机机组停机，关闭活动导叶，根据采集到的数据，进行水泵水轮机S特性曲线绘制，本发明提供的一种水泵水轮机S特性曲线的动态测试方法及装置，适用于开敞式过渡过程试验平台，可实现水泵水轮机S特性曲线的连续、完整测量，且获得的S特性曲线精度高。S特性曲线精度高。S特性曲线精度高。
技术研发人员：胡金弘 何相慧 杨建东 赵志高 段正刚 曾威 杨桀彬
受保护的技术使用者：武汉大学
技术研发日：2022.11.22
技术公布日：2023/3/31