中水头最高的水轮机，对叶片材料和制造质量提出
了很高的要求。
(4)水轮机设置数字式同步电液控制系统的简
阀，可有效减少机组漏水量及活动导叶空蚀。但筒
阀的强度及刚度要求高，安装工艺复杂，精度要求
高，对座环现场加工精度提出了更高的要求。
(5)调速器作为水轮机控制系统的核心设备，
采用公称直径为250 mm 的主配压阀，阀芯与阀套之
间配合精度要求高，其调节品质的好坏直接影响机
组安全稳定运行，对电力系统电能质量和安全可靠
性运行有着重大意义。
3 小湾水电站水轮机性能试验和测试
小湾水电站水轮机自2009年运行以来，为了进
一步掌握机组运行特点和功能技术， 电厂组织开展
对转轮、调速器、筒阀等核心部件的性能测试。
3．1 水轮机全水头、全负荷段稳定性试验
小湾水轮机转轮有15个“x”型负倾角叶片，公
称直径为6．6 m。小湾转轮利用德国海德海姆福伊
特水电集团的高水头水轮机试验平台进行了模型试
验。水轮机模型最高效率为95．06％ ，换算成原型后
为96．45％ ；模型机加权平均效率为94．09％ ，真机
加权平均效率为95．48％ ，水轮机转轮能量指标较
高，并且在整个运行范围内水轮机有较高的效率，
最优工况区较宽。
小湾机组安装有TN8000机组状态监测分析系统
和振摆保护系统，并邀请云南电力试验研究院开展
各水头全负荷段的稳定性及效率试验。根据试验监
测数据分析，小湾电站6台水轮机组运行稳定性能
基本相同，试验中对机组各部位振动摆度、压力脉
动进行监测， 同时结合机组动应力测试，对各负荷
段下的压力脉动、振动摆度情况进行测试和分析。
试验后根据机组运行稳定性特点， 全水头全负荷区
间可划分为：禁止运行区、限制运行区、振动区、
稳定运行区4类。
通过对水轮机全水头、全负荷段稳定性试验，
小湾电厂优化了机组运行方式， 调整AGC有功调节
策略，避免机组在禁止、限制运行区运行，避免频
繁跨越振动区， 积极和电网调度单位协调优化机组
负荷分配， 提高了小湾水轮机运行稳定性和可靠性。
3．2 6 600 mm 直径转轮动应力测试
小湾水轮机投入运行以来，多次发现转轮开裂
现象， 且多发生在叶片出水边与下环连接处。针对
于此，开展转轮动应力测试，对转轮叶片的静态应
力和动态应力进行测试。通过对各种工况下叶片的
应力、压力脉动测试显示，小湾水轮机在连续稳定
区和限制运行区内运行时， 动应力主要来自于无翼
区的动静干涉。特别是在200 Mw 负荷以下，多个
叶道涡带和水力绕流的混频作用， 动应力远超过正
常运行工况值，极易造成水轮机转轮的疲劳破坏。
通过转轮动应力试验，小湾电厂全面掌握了转
轮在各工况下的动、静应力情况， 评估在不同运行
条件下的转轮运行寿命，为合理划分机组安全运行
区域提供科学依据，较为全面的评价转轮安全可靠
性能，对进一步分析大型水轮机转轮叶片开裂原因
和深入开展转轮可靠性研究具有重要意义。
3．3 700 MW 级水轮机顶盖取水试验
小湾电站单台机组冷却用水量约2 100 Ill ／h，
机组技术供水采用单元水泵供水方式，采用离心水
泵从机组尾水管取水， 经DN450 的管路向机组供
水。此外，设计有从顶盖泄压排水管引出一路作为
顶盖取水，作为水泵取水的备用。
2011年， 小湾电厂在6号机组开展以顶盖取水
作技术供水水源的试验工作。在停机态下将供水方
式切至顶盖取水供水后开机带负荷运行，在空载、
200、450、550、650 Mw 等工况点下稳定运行至瓦
温、水量基本稳定。试验结果显示各负荷点下轴承
瓦温、机组振摆等均满足运行要求。
通过一系列的试验和分析， 电厂确定了顶盖取
水供水作为备用供水水源的技术可行性， 紧急情况
下可以进行供水切换， 满足机组供水需求。
3．4 高水头、大负荷下的简阀动水关闭试验
随着筒阀应用的不断推广， 筒阀的动水关闭性
能和安全性越来越受到重视。为了测试筒形阀在动
水关闭过程中接力器同步性、机组振摆、压力上升
及水力下拉力，小湾电厂专门开展了208 m水头下
筒阀带负荷下动水关闭试验。
电厂分别在200、350、500、665 Mw 负荷下进
行了筒阀动水关闭试验， 在动水关闭过程中， 关闭
时间无变化，筒阀系统对6个接力器位移同步调节
性能良好，偏差在2 mm 以内。接力器有杆腔压力随
着开度的减小逐渐升高，且关闭至0．5％ 开度时达到
最大，约两倍系统油压；水力下拉力方在几乎到达
全关状态瞬问时，达到最大。
此次筒阀动水关闭试验， 在国内首次实现了
700 Mw水轮机筒阀在高水头下平稳、快速的动水关
闭，测试了筒阀作为紧急事故情况下一种水机保护
的安全性，对同类型电厂筒阀运行有参考价值。
4 小湾水轮机重大设备优化和技术改造综述
4．1 顶盖泄压管节流板改造
小湾
