1　研究背景

我国大型水泵水轮机水头多超过400m、功率超过300MW，作为调节元件的导水机构立面间隙有的空蚀严重，造成漏水量增大，从而恶化了水泵水轮机过渡过程的动态品质，甚至无法实现开停机。

导水机构立面间隙的存在，使导叶在全关位置时也存在水流泄漏。泄漏的水流作用在转轮上，严重时会使水泵水轮机组产生空转；或当机组与外界负荷脱离时仍以一低速运转，机组长期低速运行对推力轴承极为不利；同时，导水机构漏水量大，可能造成钢管充水困难，无法达到平压，致快速门提起困难，甚至无法提起；此外，我国大型水电工程均处在西部高海拔地区，导水机构间隙高速射流漏水又因临界空化压力升高，导致空蚀破坏严重，破坏面积加大。导叶漏水量对水轮机正常运行影响不大，但在水轮机关停机时，其影响则不能忽视。尤其对高水头混流式水泵水轮机，严重时即使导叶全部关闭也无法停机，只能使用电站闸门来达到停机的目的。这给水电站的运行操作造成麻烦，是水电站的一个不安全因素。