水电站机组在稳定运行时水轮机的出力与负荷相互平衡,此时机组转速不变且水电站有压引水系统(即压力隧洞、压力管道、蜗壳及尾水管等)中的水流处于恒定流状态。水电站实际运行过程中,其电力系统的负荷有时会突然发生变化(比如因事故突然丢弃负荷或在较短的时间内启动机组或增加负荷等),从而破坏水轮机与发电机负荷间的平衡,此时机组转速就会发生变化且水电站的自动调速器会迅速调节导叶开度以改变水轮机的引用流量使水轮机的出力与发电机负荷达到新的平衡(机组转速也就可恢复到原来的额定转速),这种由于负荷的变化而引起的导水叶开度、水轮机流量、水电站水头、机组转速变化称为水电站的不稳定工况。水电站不稳定工况的主要表现形式是能引起机组转速的较大变化。由于发电机负荷的变化是瞬时发生的而导叶的启闭则需要一定的时间,故水轮机出力不能及时地发生相应变化因而也就破坏了水轮机出力和发电机负荷之间的平衡并导致了机组转速的变化。丢弃负荷时水轮机在导叶关闭过程中产生的剩余能量将转化为机组转动部分的动能从而使机组转速升高,反之增加负荷时机组转速则降低。能在有压引水管道中发生水击现象。当水轮机流量发生变化时其管道中的流量和流速也要发生急剧变化,由于水流惯性的影响其流速的突然变化会使压力水管、蜗壳及尾水管中的压力也随之变化(即产生水击)。导叶关闭时在压力管道和蜗壳中将引起压力上升,而在尾水管中则会造成压力下降。反之,导叶开启时会在压力管道和蜗壳内引起压力下降而在尾水管中则引起压力上升。能在无压引水系统(渠道、压力前池)中产生水位波动现象。

水击压力和机组转速变化的计算一般称为调节保证计算,调节保证计算的任务及目的主要表现在以下4个方面：①计算有压引水系统的最大和最小内水压力。最大内水压力是设计或校核压力管道、蜗壳和水轮机强度的依据之一;最小内水压力是压力管道线路布置以及防止压力管道中产生负压和校核尾水管内真空度的依据。②计算丢弃负荷和增加负荷时的机组转速变化率并检验其是否在允许范围内。③选择水轮机调速器合理的调节时间和调节规律以保证压力和转速变化不超过规定的允许值。④研究减小水击压力及机组转速变化率的措施等。(www.daowen.com)