1、 水电站复习思考题 （ 1） 复习思考题（水轮机部分）（一） 1.水电站的功能是什么，有哪些主要类型？ 2.水电站的装机容量如何计算？ 3.水电站的主要参数有哪些（ H、 Q、 N、 N 装、 P 设、 N 保），说明它们的含义？ 4.我国水能资源的特点是什么？ 5.水力发电有什么优越性？ 复习思考题（水轮机部分）（二） 1. 水轮机是如何分为两大类的？组成反击式水轮机的四大部件是什么？ 水轮机根据转轮内的水流运动和转轮转换水能形式的不同可分为反击式和冲击式水轮机两 大类。 组成反击式水轮机的四大部件是：引水部件、导水部件、工作部件、泄水部件 2. 反击式和冲击式水轮机各是如何调节流量的？ 反
2、击式水轮机：水流在转轮空间曲面形叶片的约束下，连续不断地改变流速的 大小和方向。 冲击式水轮机：轮叶的约束下发生流速的大小和方向的改变，将其大部分的动能传递给轮叶，驱动转轮旋转。 3.什么是同步转速，同步转速与发电机的磁极对数有什么关系？ 尾水管的作用是什么？ 同步转速：电机转子转速与定子的旋转磁场转速相同 (同步 )。同步转速与发电机的磁极对数无关。 尾水管的作用：将通过水轮机的水流泄 向下游；转轮装置在下游水位之上时，能利用转轮出口与下游水位之间的势能 H2；回收利用转轮出口的大部分动能 4.水轮机的型号如何规定？效率怎样计算？ 根据我国“水轮机型号编制规则”规定，水轮机的型号由三部分组成
3、，每一部分用短横线“ ”隔开。第一部分由汉语拼音字母与阿拉伯数字组成，其中拼音字母表示水轮机型式。第二部分由两个汉语拼音字母组成，分别表示水轮机主轴布置形式和引水室的特征；第三部分为水轮机转轮的标称直径以及其它必要的数据。 水轮机的效率：水轮机出力（输出功率）与水流出力（输入功率）之比。 =P/Pw 5.什么是比转速？ 54nNHsn 表示当工作水头 H=1m、发出功率 N=1kw 时，水轮机所具有的转速 n称为水轮机的比转速。 复习思考题（水轮机部分）（三） 1. 解释水轮机效率的组成，三种效率之间的关系如何？什么是水轮机的最优工况？ 水力效率 s、容积效率 v、机械效率 j。 其关系是=j
4、vs 。 水轮机运行效率最高的工况，称为水轮机的最优工况。对反击式水轮机，同时满足水轮机进口无撞击、出口无漩涡，即为最优工况。 2.解释：水 轮机的汽蚀、吸出高和安装高程。 水轮机的汽蚀 ： 水在通过水轮机流道时，由于各处的速度和压力不同，在低压区会产生水的汽化，出现气泡。当含气泡的水流到高压区时，气泡又会溃灭。汽泡在溃灭过程中，由于汽泡中心压力发生周期性变化，使周围的水流质点发生巨大的反复冲击，对水轮机过流金属表面产生破坏的现象。 吸出高：水轮机的吸出高度 Hs 是转轮叶片压力最低点到下游水面的垂直距离，随工况而改变。 立式水轮机的安装高程是指导叶高度中心面高程，卧式水轮机的安装高程是指水轮
5、机主轴中心线所在水平面高程。 3.水轮机的基本方程式如何表达， 方程式的实质是什么？ 4.水轮机的相似条件和相似定律是什么？研究目的是什么？ 相似条件：要使原型水轮机与模型水轮机相似，必须具备三个相似条件，即几何相似，运动相似和动力相似。 水轮机的相似定律又叫相似律，是指水轮机在相似工况下运行时各个工作参数（比如水头 H，流量 Q，转速 n 等）之间的关系。通常包括转速相似律，流量相似律和出力相似律。 研究目的：原型试验既不经济又很困难，为了研究问题方便，常将原型水轮机按比例缩小成模型，进行模型实验，获得实验数据后再设法换算成原型水轮机的特性参数。 5.什么是水轮机的单位 参数和比转速？比转速
6、和转速、机组类型、汽蚀系数有什么关系？ 当水轮机转轮直径 D1=1m 时、水头 H=1m 时，水轮机的转速、流量、出力分别称为单位转速、单位流量和单位出力，统称单位参数。 54sn nNH，表示当工作水头 H=1m、发出功率 N=1kw 时，水轮机所具有的转速 n 称为水轮机的比转速。 .比转速 ns 是一个能综合反映水轮机工作参数 n， H， N 和 Q之间关系的无量纲参数，其值不随工况变化而变化，因而是水轮机分类主要依据 当 H 一定时： sn N n。机组尺寸缩小，投资减少，因此提高比转速可以降低造价。 当 H 和 N 一定时， sn 越高，空蚀系数越大，需要增加厂房开挖。 6.水轮机的
7、参数和特性曲线有哪些？ 模型综合特性曲线的作用及其组成？轴流式和混流式水轮机的特性曲线有什么区别？ 水轮机的工作参数有水头、流量、转速、出力和效率 等 。其几何参数包括转轮直径 1D 、活动导叶的开度 0a ， 叶片转角 等 。 水轮机的综合特性曲线有 模型 综合特性曲线和运转综合特性曲线两种 。 运转综合特性曲线是针对原型水轮机绘制的，主要用于水电站的设计时检查所选水轮机在、是否正确和建成后指导水电站的合理经济运行。 复习思考题（水轮机部分）（四） 1.水轮机选择的内容是什么？选择方法有几种？ 水轮机选型设计的内容 1、 确定机组台数及单机容量 2、 选择水轮机型式（型号）及装置方式 3、
8、确定水轮机参数 D1、 n、 Hs、 Za； Z0、 d0 4、 绘制水轮机运转特性曲线 5、 确定蜗壳、尾水管 的形式及其尺寸，估算水轮机的重量和价格。 6、 调速器及油压装置选择 7、 根据选定的水轮机型式和参数，结合水轮机在结构上、材料、运行等方面的要求，拟定并向厂家提出制造任务书，最终双方共同商定机组的技术条件，作为进一步设计的依据。 选择方法： 1、 根据水轮机系列型谱选择 2、专题研究法 3、查系列范围图法 4、采用套用机组 5、直接查产品样本 6、统计分析法 2.水轮机的 工作特性曲线 和运转特性曲线各自的作用是什么？ 运转特性曲线研究目的：进一步分析比较原型水轮机各方案之间的能
9、量特性，指导水轮机的安全运行。 综合反映原型水轮机 H、 N、 Hs 等参数之间的关系曲线 3.模型水轮机的最高效率与原型水轮机的最高效率哪个更高一些，为什么？ 模型水轮机的最高效率更高 4.水轮机调节的原理，反击式和冲击式水轮机各自是如何调节流量的，水轮发电机在并网前后调节流量的目的和作用是否相同，有何不同？ 反击式：通过改变导叶开度 a0 ， ZZ：同时改变叶片转角。 冲击式：通过改变喷嘴开度。 水轮发电机在并网前 调节流量 的目的：尽可能的增大水轮机的发电效率和使水轮机处于良好的运行状态。 水轮发电机在并网 后 调节流量 的目的： 系统负荷变化 系统电压发生变化发电机励磁装置动作发电机的
10、端电压恢复并保持在许可范围内。 系统负荷变化系统电流的频率 f 发生变化，由于 f是磁极对数 p 和转速 n 的函数发电机调速器动作发电机的转速恢复并保持在许可范围内。 水轮发电机在并网 后 调节流量 的作用： 随外界负荷的变化，迅速改变机组的出力。 保持机组转速和频率变化在规定范围内，最大偏差不超过 0.5Hz，大电力系统不超过 0.2Hz。 启动、停机、增减负荷，对并入电网的机组进行成组调节 (负荷分配 )，以达到经济合理的运行。 5.中小型水电站如何为水轮机选择合适的调试 器？ 水轮机调速设备包括：调速柜、接力器、油压装置 中小型调速器是将上面的三部分结合在一起，成为一个整体设备，以主接
11、力器的工作容量 (也称为调速功 )为表征组成标准系列。用调速功来进行选择。 调速功：接力器活塞上的油压力与其行程的乘积。 反击式水轮机的调速功： A=(200250)Q(HmaxD1)1/2 Q 为最大水头下额定出力时的流量。 冲击式水轮机的调速功： A=9.81 Z0 (d0+d03 Hmax/6000) Z0为喷嘴数目 d0为额定流量时的射流直径。 水电站复习思考题（ 2） 复习思考题（引水部分）（一） 1.简述有压进水口的主要型式、有压进水口的顶部高程、底部高程如何确定高程、轮廓尺寸是如何确定的 ? 有压进水口的主要型式可分为竖井式、塔式、岸塔式、岸坡式和坝式等 有压进水口位置的选择应当
12、从水库地形、地质条件、水位变幅、引水路线、进水口型式以及其他进水口位置等方面来综合考虑。运行时应能保证流向进水口的水流平顺、对称、水头损失小、不产生回流和漩涡、不 产生淤积和聚集漂浮物等现象。同时在其他进水口通过水量或泄洪时不影响该进水口的进水量。引水隧洞的进水口应与隧洞路线的选择协调一致，布置在地形地质及水流条件均合适的地点。 有压进水口应低于运行中可能出现的最低水位，并有一定的淹没深度。有压进水口的底部应高于水库的设计淤积高程 1.0m 以上。 有压进水口沿水流方向可分为进口段、闸门段、渐变段三部分。这三部分的尺寸及形状，主要与拦污栅断面、闸门尺寸和引水道断面有关。进水口的轮廓就是使这三个
13、断面能平顺的连接起来。在保证引进发电所需流量的前提下，尽可能使水流平顺的进入引水 道，使水头损失小、避免因水流脱壁而产生负压，降低工程造价和设备费用。 2.拦污栅的工作要求 ?拦污栅的设计如何进行 ? 主要作用：防止漂木、树枝树叶、杂草、垃圾、浮冰等漂浮物随水流进入进水口，同时不让这些漂浮物堵塞进水口，以免影响机组正常运行。 确定面积： 1）先求其净面积 =过栅流量 /过栅流速： 2）净面积与挡水的面积之和即为拦污栅的面积。 3.水电站压力钢管进水口处应设置哪些闸门？其相互位置、作用、布置方式及运用要求是什么？ 水电站压力钢管进水口应设检修门和事故门，检修门在事故门前。事故门的作用是当水电站发生事故 时用来紧急截断水流，防止事故扩大。布置方式是一口一门，要求在动水中快速关闭，静水中开启；检修门是当检修事故门及门槽时作为临时挡水用的，多口共用一门，要求在静水中启闭。 3. 通气孔、通气阀的作用是什么？ 通气孔作用：引水道充气时用以排气，事故闸门紧急关闭放空引水道时，用以补气以防出现有害真空。 充水阀作用 ： 开启闸门前向引水道充水，平衡闸门前后水压，以便在静水中开启闸门，从而减小启门力。
