水轮机各参数之间的关系称为水轮机的特性，反映参数之间的关系曲线就是水轮机的特性曲线。然而水轮机的特性曲线有其独特的特点，主要是它的参数太多，包括：结构参数：导叶高度b0，转轮直径D1，导叶开度和叶片转角等；工作参数：等；综合参数：等；在讲水轮机速度三角形时，我们就知道，上述参数之间的关系可用函数关系表达：，，,。但目前难于用数学公式来表达，只能通过模型试验绘制关系曲线。然而水轮机参数太多，所以根据实验结果绘制特性曲线时，必须固定某一部分参数，在这样的条件下，来反映其他部分参数之间的关系。（两个参数之间的变化）a点：空转点，对应的开度称为空转开度；c点：最高效率点；d点：最大出力点；e点；限制出力点。混流式水轮机特性曲线上一般都注明E点；转浆式的限制点是受汽蚀特性的限制；水斗式水轮机没有禁区。定浆式：曲线陡陵，高效率区狭窄，稍偏离最优工况迅速下降；转浆式：高效率区比较宽广，效率变化平稳；混流式：效率较高，但平稳性不足；水斗式：效率较低，但变化平稳。2、转速特性曲线从的曲线中可以看出①n＝0时，N＝0，；②n＝n0时，，n0称为最优转速。要使水轮机能常在高效率下运行，应使它的额定转速尽可能接近最优转速；③时，能量耗损在水头损失、机械损失中，输出N＝0，。称为飞逸转速(对于某一开度)，飞逸转速一般是最优转速的1.8-2.4倍。出现飞逸时，机组产生强烈的振动，所以在运行中要防止机组发生飞逸事故。两个概念：空转开度：每种类型水轮机都存在一个空转开度，在此开度时，水轮机不能输出功率，只有超过此开度，水轮机才能出力。飞逸转速：机组在正常运行时，其转速保持为额定转速不变。只有当机组甩负荷，而由于某种原因导叶拒动时，才能出现飞逸现象。此时输出功率为零，而水流输入功率依然存在。于是机组转速迅速升高，直至水流能量与转速升高时机械摩擦损失能量相平衡，转速才达到某一稳定的最大值，即飞逸转速。长时间的飞逸，会引起机组转动部件的破坏和机组厂房的强烈振动。因此工程上常设置快速阀门的措施，在2分钟内截流，使水流的出力为零Ns＝0，促使机组转速很快下降，并停止转动。将坐标系n、Q换成单位参数、，在其坐标场里绘制的等值线图。该等值线图称为模型综合特性曲线。对于混流式水轮机还有95%的出力限制线。综合特性曲线的好处在于同一轮系的水轮机就只有一个综合特性曲线图。水斗式：效率较低，但变化平稳。节省设计工作量，并可尽早供货，使水电站提运转综合特性曲线能更直观、更方便地指导水电厂运行。为了不发生气蚀，应该选择最小值。Hmax不能超过该轮系的适用水头的上限；Hr对应的水轮机引用流量最大长轴与短轴相差较小，且长轴与坐标轴近似平行。在选择水轮机转速时必须套用同步转速。四、反击式水轮机的主要参数选择（一）用应用范围图选择水轮机的主要参数上述资料均由买家提供。95%出力限制线靠近最优效率区。这种水轮机适用于低水头、大流量、水头变化大而负荷变化较小的水电站。a点：空转点，对应的开度与选取的水轮机直径有关，目前正是计算D1，所以只能初估。河床式：坝后式：水头为横坐标，根据单机容量和设计水头可从图水头)是水轮机发出额定出力时所需的最小水头水轮机模型综合特性曲线表示了同一轮系水轮机的全部特性。不同型式水轮机的模型综合特性曲线也有它自身的特点：*轴流转浆式：等线近似于椭圆。长轴与短轴相差较小，且长轴与坐标轴近似平行。(或出力N)在较大范围内变化时，的变化不大。这种水轮机适用于低水头、大流量、负荷及水头变化较大的水电站。*轴流定浆式：等线是狭而长的椭圆。长轴与短轴相差较大，且长轴与坐标轴成相当大的倾斜角。这反映了效率对(水头)变化不敏感，而(出力)稍有变化，效率急剧降低。这种水轮机适用于低水头、大流量、水头变化大而负荷变化较小的水电站。*中高比转速混流式：等线接近于椭圆。长轴与短轴相差不大，长轴与坐标轴成某一较小角度。效率对(或出力N)及(水头)变化的敏感程度在各类型水轮机中均属中等。95%出力限制线靠近最优效率区。这种水轮机适用于中低水头、流量不大、水头变化较大及负荷变化小的水电站。*低比转速混流式：等线类似于扁平椭圆。长轴与短轴相差较大，长轴与坐标轴接近于平行。效率对(或出力N)变化不敏感，但对(水头)变化很敏感。这种水轮机适用于高水头、小流量、水头变化小及负荷变化大的水电站。*水斗式：等线更扁平。长轴与短轴相差更大，长轴与坐标轴平行。效率对(水头)变化很敏感，但(或出力N)在很大范围内变化，变化很小。这种水轮机也适用于高水头、小流量、水头变化小及负荷变化大的水电站。但得出的结果不够精确，多适用于规划阶段或小型水轮机的选择。河床式：坝后式：所以需将模型综合特性曲线转换成原型水轮机运转综合特性曲线。