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水轮机在各种运行工况下具有的性能和特征。水轮机特性，包括能量特性、空化特性、力特性、飞逸特性、稳定性和过渡过程等。 （1）水轮机能量特性表示水轮机能量参数（出力、效率）随工况变化的性能。它反映了能量的输入、输出和损失三者之间的相互关系。水轮机的能量特性主要通过模型试验测定，用综合特性曲线表征。用相似理论将模型的综合特性换算成原体水轮机的运转特性。 （2）水轮机空化特性表示水轮机不同工况下转轮和过流部件的空化性能。它是衡量水轮机性能的重要指标之一。各类水轮机的空化特性由水轮机模型试验测定，用空化系数（σ）表示，绘制在综合特性曲线上。空化特性是确定水轮机安装高程的重要依据，它关系到水电站投资大小、机组寿命长短和运行是否安全可靠。 （3）水轮机力特性，指作用在转轮、导叶与其他过流部件上的水作用力、水力矩随水轮机工况而变化的性能。它与水轮机型式、尺寸及运行工况有关。力特性主要由水轮机模型试验或参照经验公式确定，为水轮机及其零部件的设计、选择提供依据。 （4）水轮机飞逸特性，是水轮机在各种负荷下与电力系统突然解列，同时调速器失灵，水轮机转速迅速升高的性能。转速升高过程中所达到的最高转速为飞逸转速。模型水轮机在各种开度下的飞逸转速由水轮机模型试验得出，飞逸特性用水轮机导叶开度与单位飞逸转速关系表示。原体水轮机的最大飞逸转速，由单位最大飞逸转速按相似律换算得出。最大飞逸转速与额定转速之比称飞逸系数。水轮机飞逸特性对机组的设计制造有着重要意义，机组转动部件的强度和刚度是按最大飞逸转速进行校核计算的。 （5）水轮机稳定性，指水轮机在运行中保持稳定运行的特性。稳定运行的标志，是机组的摆度、振动、噪音和流道内的压力脉动等的幅值在允许范围内。影响机组运行稳定性的有水力、机械、电气等方面的因素。反击式水轮机在非设计工况下运行时，易发生水力脱流、产生各种类型的空化及水力不稳定现象，形成干扰力，引起机组运行的不稳定。一般在高水头、部分负荷运行时的不稳定现象对机组危害较大，需通过模型试验研究，并根据具体情况采取补气等相应的措施。 （6）水轮机过渡过程，是水轮机由一种工作状态向另一种工作状态转变的过程，如机组启动、停机、增减负荷、甩负荷、飞逸过程等。在过渡过程中，水轮机的水头、流量、转速、轴力矩及功率等参数的大小与方向，将随时间发生变化。水轮机设计和运行均要考虑过渡过程的性能。水泵水轮机具有水轮机与水泵2种工作状态，除上述水轮机工况过渡过程外，还将经历水泵工况的启动、停机、电机动力切断、水泵倒流倒转等过渡过程，过渡过程较为复杂。
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