Page 99 - 2024年第55卷第9期

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在蜗壳进口测点，通过观察信号的频谱特征可以看出，在 １机组中，蜗壳进口压力脉动的主频为
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５ｆ，同时伴有 ２０ｆ，以及 ３１Ｈｚ的频率成分。在 ２机组中，压力脉动的主频同样为 ５ｆ，但是 ＢＰＦ及
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其谐波频率幅值有所减小，３１Ｈｚ频率幅值有所增强。
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在尾水管测点，尾水管锥管进口压力脉动表现出低频特性。１机组尾水管压力脉动的主频为０．２ｆ，
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次主频为 ５ｆ，同时伴有多个低频成分。在 ２机组中，压力脉动的主频和次主频同样为 ０．２ｆ和 ５ｆ。杨
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建东等 ［１４］ 通过实测压力数据分析指出，机组在稳定运行期间，尾水管压力波动主要受低频涡带的影
响，频率范围为 ０．２ｆ～０．４ｆ。但是对于安装分流叶片的水泵水轮机而言，机组在满负荷稳定运行期
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间，尾水管内的压力脉动也会受到无叶区动静干涉频率的影响。初步推断，这是由于分流叶片过流特
性更好，无叶区内由动静干涉作用产生的 ＢＰＦ的半次谐波向下游传播至尾水管，而且传至尾水管内的
ＢＰＦ半次谐波的强度越大，尾水管内的流态越紊乱。
综合以上分析可以得出，蜗壳进口、顶盖测点均会受无叶区动静干涉的影响，三者的频率成分均
包含 ＲＳＩ引起的 ＢＰＦ及其谐波。尾水管内由于受低频涡带的影响，频率组成成分以低频为主，频率区
间为 ０．２ｆ～４ｆ。另外，两台机组的尾水管内均包含 ５ｆ，这是由于无叶区内产生的 ＢＰＦ的半次谐波向
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下游传播的结果。

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图 ６ １机组 ４个测点处的脉动压力时域和频谱图 图 ７ ２机组 ４个测点处的脉动压力时域和频谱图
为了更加清晰地了解机组稳定运行期间压力脉动频率成分的时变特性，采用 ＳＴＦＴ对提取得到的
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脉动压力进行时频分析。图 ８示出了 １、２机组四个测点处脉动压力的 ＳＴＦＴ时频图。从图中可以清
晰地看出各个频率成分在稳定运行 ３０ｓ内随时间的变化特性。可以看出，各个测点处压力脉动的频率
成分一直存在于整个运行时段。在无叶区和顶盖处，由 ＲＳＩ引起的 ＢＰＦ及其谐波的强度基本不随时间变
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化，反映了稳定运行时无叶区和顶盖处稳定的流动状态。在 ２机组顶盖处，可以看到频率为 ２２１．５Ｈｚ的
频率成分的强度随时间变化明显。相似地，蜗壳进口 ３１Ｈｚ的频率成分也表现出类似的特征。在尾水
锥管进口测点，可以清晰地观察到频率集中在低频区域，低频脉动以及 ＢＰＦ的半次谐波的强度随时间
呈现出间歇性变化，这反映了尾水管内部与其他测点相比最为紊乱和不稳定的流态特征。
４．４ 水泵水轮机甩负荷过渡过程瞬态数据分析 为了分析机组在甩负荷过渡过程过程中压力脉动的时
频特性，选择机组从稳定运行至导叶完全关闭 ６０ｓ之间的压力脉动数据进行分析。从 １３８ｓ到 １４０ｓ，

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