水電機組轉動慣量測定中的關鍵要點探討

曹登峰，馬建峰，潘羅平，周 葉

（1.中國水利水電科學研究院，北京 100038；2.浙江富春江水電設備有限公司，浙江 杭州 310000）

1 引言

轉動慣量是衡量水電機組快速反應性能的關鍵指標，是水電站過渡過程計算、電力系統調節計算中的重要依據。轉動慣量的設計值和實際值往往存在一些差異；同時，隨著設計技術的不斷改進，水電機組的轉動慣量可設計出較小的數值，以降低制造成本，但較小的轉動慣量又可能影響水電機組的運行穩定性[1]。因此，有必要在現場對水電機組的轉動慣量進行實測，復核機組的設計性能指標。

隨著“一帶一路”倡議的大力推行和國內外大中型水電工程的持續投運，水電機組轉動慣量的測定已逐漸成為新機組投產前一項重要的性能測定。國內最常用的測定方法為甩負荷加速試驗[2]，但此試驗方法一直未收錄于相關的IEC國際標準中[3]。因此，研究和掌握轉動慣量的測定原理，嚴格執行試驗步驟，才能得出準確和有說服力的測定結果。

本文梳理了水電機組轉動慣量的不同測定方法，分析了轉動慣量的測定原理，探討了甩負荷加速試驗中的幾個關鍵要點，最后以一測定示例，對測定結果做了分析和總結。

2 轉動慣量的定義

物理學中，繞單一定軸旋轉的剛體所具有的能量為：

式中：

E——旋轉體旋轉時的能量，J

J——旋轉體對應旋轉軸的轉動慣量，kg·m2

ω——旋轉體的角速度，rad/s

剛體的轉動慣量是其固有性質，由剛體自身的結構（轉軸、質量、形狀）決定，與……