水電站復(fù)習(xí)重點

1、機密等級： 06 級水利水電工程專業(yè)水電站復(fù)習(xí)重點名詞解釋1. 設(shè)計保證率：水電站的設(shè)計保證率是指水電站正常發(fā)電的保證程度。一般用正常發(fā)電總時段與計算期總時段壁紙的百分?jǐn)?shù)表示。2. 保證出力：指水電站相應(yīng)于設(shè)計保證率的枯水時段發(fā)電的平均出力。3. 多點平均發(fā)電量：水電站隔年發(fā)電量的平均值。4. 最優(yōu)工況：即效率最高工礦，水輪機達到運行效率最高時的工況。在水輪機模型綜合特性曲線上最內(nèi)圖等效率曲線中面積的集合中心效率最高。該店相應(yīng)的工況即為最優(yōu)工況。5. 限制工況：用于限制水輪機在增大流量是，由于效率過低反而會發(fā)生出力下降的情況，或是限制影響最大出力的因素所規(guī)定的相應(yīng)工況。6. 吸出高：水輪機的吸

2、出高Hs。從理論上講應(yīng)是轉(zhuǎn)輪中壓力最低位置到下游面得垂直高度，但在不同工況時次壓力最低位置亦有所不同。7. 單位參數(shù)：通常采用將模型試驗的成果都化為D1m=1m,H1m=1m標(biāo)準(zhǔn)情況下的參數(shù)，次參數(shù)稱為單位參數(shù)。分別用表示。8. 比轉(zhuǎn)速：水輪機在工作水頭H=1m，出力N=1kw是所具有的轉(zhuǎn)速稱為水輪機的比轉(zhuǎn)速。9. 自動調(diào)節(jié)渠道：渠道的流量和水位隨著水電站負荷的變化而自動變化。10. 非自動調(diào)節(jié)渠道：為了有效的控制渠道末端的水位，在渠道末端的壓力前池處設(shè)置了溢流堰，這樣的渠道稱為非自動調(diào)節(jié)渠道。11. 水擊：在水電站中，由于負荷的突然變化，因此而驟然啟閉水輪機導(dǎo)葉和閥門，將導(dǎo)致管內(nèi)水流流速的變

3、化，與此同時水流動量也將發(fā)生相應(yīng)的變化，從而使內(nèi)水壓力急劇升高或降低，這種現(xiàn)象叫水擊。12. 調(diào)節(jié)保證計算：水輪發(fā)電機組負荷在較大范圍內(nèi)突然變化的情況下，考慮到調(diào)速器的影響以進行限制水擊壓力和機組轉(zhuǎn)速變化值的計算。13. 直接水擊：設(shè)閥門的關(guān)閉時間為Ts,當(dāng)Ts2l/a時，也就是反響波到達閥門斷面并發(fā)生在反射時，閥門的關(guān)閉尚未終止，此時閥門A斷面處的水擊壓力受到反響波的影響，其數(shù)值小于直接水擊壓力，這種現(xiàn)象稱為間接水擊。水擊的相長：水擊波在管道中傳播一個來回所用的時間。15. 抽水蓄能電站：是一種控制系統(tǒng)，由多余電能，在電氣系統(tǒng)中起調(diào)峰作用的電站，包括抽水蓄能和放水發(fā)電兩個過程：系統(tǒng)負荷低時，

4、將下庫水抽到上庫（電動機+水泵）；系統(tǒng)負荷高時，將水庫的水放出發(fā)電（水輪機+發(fā)電機）。填空1. 確定Ny（裝機容量）的簡化方法：年利用小時數(shù)法、保證出力倍比法、套用定型機組法。2. 水電站按其開發(fā)方式的不同分為：壩式水電站、引水式水電站和混合式水電站3. 反擊式水輪機按轉(zhuǎn)輪區(qū)的水流相對于水輪機主軸的方向的不同，可分為混流式，軸流式，斜流式和貫流式。4. 有壓進水口的形式有河岸式進水口(隧洞式，壓力墻式，塔式)壩式進水口。5. 壓力水管的供水方式有：單元供水，聯(lián)合供水，分組供水。6. 壓力水管引入廠房的方式：正向引進，縱向引進，斜向引進。7. 常用分岔管的類型：三梁岔管，月牙肋岔管，貼邊式岔管，

5、球形岔管，無梁岔管。8. 水電站進水鋼管上安裝的閥門有：平板閥，蝴蝶閥，球形閥，筒形閥。9. 水輪機利用水流能量的不同分為：同時利用水流動能和勢能的稱為反擊式水輪機，利用水流動能的稱為沖擊式水輪機。10. 調(diào)壓室的布置方式：上游，尾水，上下游雙調(diào)，上游雙調(diào)以及其他布置方式。11. 調(diào)壓室的結(jié)構(gòu)形式：簡單圓筒，阻抗，雙室式，溢流式，差動式，氣墊式，組合式。12. 水電站廠區(qū)的建筑物組成：主廠房，副廠房，主變壓器場，高壓開關(guān)站。13. 水電站主副廠房安裝的設(shè)備按性質(zhì)和作用分為：水電站機組設(shè)備，水電站電器設(shè)備，水電站機械設(shè)備，廠房輔助設(shè)備。14. 水輪機的機墩常用：圓筒式，環(huán)梁立柱式，框架式，矮機墩

6、式。15. 水輪發(fā)電機一般有：定子外露式，定子埋入式，上機架埋入式。簡答、計算、設(shè)計1.各類水電站的特點及其適用范圍。答：（1）壩式水電站：在河道上修建攔河大壩抬高上游水位以集中落差，并形成水庫調(diào)節(jié)流量。這種水電站適宜建在流量較大，坡度較小的山谷河段上，可分為壩后式和河床式水電站兩種。壩后式水電站的主要特點是廠房布置在緊靠大壩下游。河床式水電站的廠房布置在河床中作為壩的一部分，有擋水作用。（2）引水式水電站：筑一低壩取水，采用人工修建的引水建筑物（明渠，隧洞，管道等）引水集中落差以發(fā)電，這種水電站適用于河道陡峻，水流湍急或有較大躍水和河灣的地方。可分為無壓引水式水電站和有壓引水式水電站。（3）

7、混合式水電站：水電站的水頭是由筑壩和修建壓力管道共同形成的，該類水電站適宜修建在河段的上游地勢平坦宜于修筑高壩形成大庫。下游坡度較陡有較大河灣而又宜于采用壓力引水道集中落差的地方。2組成反擊式水輪的五大部件，各部件的重要零件及其作用。答：（1）引水部件（蝸殼，座環(huán)）將水流引入轉(zhuǎn)輪前的導(dǎo)水機構(gòu)并形成一定的旋轉(zhuǎn)量（2）導(dǎo)水部件（導(dǎo)葉及其傳動機構(gòu)）引導(dǎo)水流按一定方向進入轉(zhuǎn)輪，并通過改變導(dǎo)葉開度來改變流量調(diào)整出力，此外還可用來截斷水流以便進行檢修與調(diào)相運行，開停機。（3）工作部件（轉(zhuǎn)輪）將水流能量轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機械能。（4）泄水部件（尾水管）回收轉(zhuǎn)輪出口水流中的剩余能量。（5）非過流部件（主軸，潤滑，密封

8、）將轉(zhuǎn)輪機械能傳遞給發(fā)電機轉(zhuǎn)子3反擊式和沖擊式水輪機各是如何調(diào)節(jié)流量的？調(diào)節(jié)流量的目的是什么？答：反擊式水輪機通過改變導(dǎo)葉開度來改變流量，沖擊式水輪機通過改變噴針行程來改變流量調(diào)節(jié)流量的目的：通過調(diào)節(jié)進入水輪機的流量來改變水輪機的出力，隨著機組負荷的變化，水輪機相應(yīng)地改變導(dǎo)葉的開度（或噴針行程），使機組轉(zhuǎn)速即供電頻率恢復(fù)或保持在允許范圍內(nèi)，并在機組之間進行負荷分配達到經(jīng)濟合理的運行。4如何確定限制工況。答：繪一條5%出力限制線，過最優(yōu)工況的單位轉(zhuǎn)速的平線與5%出力限制線的交點即為限制工況點，有時受氣蝕條件的限制，做法相同。5規(guī)劃設(shè)計階段如何簡單估算水電站的出力以及年發(fā)電量？用什么方法確定N保和

9、E年？答：在初步估算出力時應(yīng)用簡化公式為N=KQH一般大一型可選用系數(shù)K=8.08.5中型水電站K=77.5小型水電站K=66.5 年發(fā)電量用公式E=0.0027WH 計算。N保由水電站出力歷時曲線NP曲線選用的P設(shè) 對應(yīng)求偶E年 先將應(yīng)用的水文系統(tǒng)分微弱跟時段，然后按照天然淶水和用水進行水庫調(diào)節(jié)計算水能計算，得出逐年的發(fā)電量，再求其平均值便可得出多年平均發(fā)電量。6小型水電站轉(zhuǎn)機容量的組成答：N裝=N必須+N季節(jié)=N工+N備用+N季節(jié)=NI+N檢修+N負荷+N季節(jié)+N事故7水輪機的安裝高程的確定一、反擊式水輪機的安裝高程 立軸混流式水輪機：Z=W+HS+b0/2 式中DW為水電站設(shè)計最低水位

10、b0為水輪機導(dǎo)葉開度 軸流式水輪機：Z=W+HS+XD1 式中X為軸流式水輪機高度系數(shù)一般X=0.41臥軸混流式水輪機：Z=W+HS-D1/2二、水斗式水輪機的安裝高程： 對立軸水斗式水輪機安裝高程規(guī)定為射流中心線高程：Z=W+HP臥 立軸中心線 ：Z=HP+D1/2 式中 hP 為排水高度一般可取為（11.5）D1 W為下游水位應(yīng)選下游設(shè)計最高水位。8水輪機的基本方程式如何表述，方程式說明水輪機做功的原理（能量轉(zhuǎn)換的實質(zhì)）是什么？答：水輪機的基本方程式：HT=（U1V1cos1-U2V2cos2）/g 水輪機的基本方程式實質(zhì)上是一個由水流能量轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)機械能的能量平衡方程式。9引入單位參數(shù)和

11、比轉(zhuǎn)速的原因答：由于各實驗單位的條件和要求不同，所采取的DM和HM也不一樣，因此得出的模型參數(shù)就不便于應(yīng)用而且也不便于在不同機型之間進行比較，為此，引入單位參數(shù)。為了得到一個能綜合反映水輪機性能的單位參數(shù)，引入比轉(zhuǎn)速。10水輪機的主要綜合特性曲線與運轉(zhuǎn)綜合特性曲線有什么聯(lián)系和區(qū)別。答：聯(lián)系：它們是反映三個以上參數(shù)關(guān)系的綜合性曲線，運轉(zhuǎn)綜合特性曲線是由模型綜合特性曲線通過換算和效率修正后繪制而來。區(qū)別：來源不同：綜合特性曲線來源于模型，運轉(zhuǎn)綜合特性曲線來源于模型。 坐標(biāo)不同：綜合特性曲線橫縱坐標(biāo)分別為Q1和n1，運轉(zhuǎn)綜合特性曲線N、H 代表性不同：模型曲線代表一系列水輪機的特性而原型代表一個特定

12、的水輪機的特性。 用途不同：模型曲線用于水輪機的分類制造，運轉(zhuǎn)綜合特性曲線供水電站工員人員參考。11水輪機選擇的主要工作內(nèi)容是什么？答：機組臺數(shù)和單機容量；水輪機的型號和裝置方式；水輪機的直徑及轉(zhuǎn)速；水輪機的吸出高與安裝高程；蝸殼及尾水管的型式及主要尺寸；繪制水輪機的工作及運轉(zhuǎn)特性曲線；選擇調(diào)速器的運行裝置及油壓裝置；選擇水輪機的配水輪發(fā)電機并估算其各部分尺寸和相關(guān)參數(shù)。12自動調(diào)節(jié)和非自動調(diào)節(jié)渠道的特點及其適應(yīng)范圍。答：特點：渠道堤頂高程沿渠長不變，而且高出渠道內(nèi)的最高水位。 適應(yīng)范圍：在渠道較短，地面坡度較小，進口水位變化不大，而且下游沒有灌溉給水或下一級電站用水的情況下，采用自動調(diào)節(jié)渠道

13、較適宜。 特點：渠頂大致與渠道底坡相同。 適宜范圍：在渠道較長時，宜采用非自動調(diào)節(jié)渠道。13水電站的有壓進水口的位置和高程如何確定？答：位置原則：水流平順、對稱、不發(fā)生回流和漩渦，不聚集污物、泄洪時人能正常進水、進水口后接壓力隧洞、應(yīng)與洞線布置協(xié)調(diào)一致、選擇地形及地質(zhì)、水流條件均較好的位置。高程原則：進水口頂部高程應(yīng)低于最低的水壓，并有一定的淹沒深度。底部高程應(yīng)高于淤沙高程。頂部高程：以不出現(xiàn)吸氣漩渦為原則（帶入空氣、吸入漂浮物影響正常發(fā)電）S臨界=CVd. d閘門凈高（m） V閘門斷面流速（m/s） C經(jīng)驗系數(shù)0.550.73 S閘門頂最低死水位的臨界淹沒深度底部高程：進水口的底部高程通常在

14、水庫*（兩字不認識）淤沙高程以上0.51.0m.當(dāng)沒有沖沙設(shè)備的。應(yīng)根據(jù)排沙情況而定。14露天鋼管的直徑和壁厚如何計算答：（1）直徑 (m).(經(jīng)驗公式法)。Qmax：壓力水管的最大設(shè)計流量（m3/s）；H：設(shè)計水頭（m）（2）壁厚 (cm)15判斷壩內(nèi)式鋼管外圍混凝土開裂情況=r4/r5，=1時說明混凝土已開裂r0/r51時,rt0.閥門處為異號反射0 閥門處為同號反射=0時, rt=1 閥門處為同號等值反射=1時 rt=0 閥門處為不進行反射18. 說明首相水擊、末相水擊各是如何進行判斷和解析計算的，各自的計算公式由公式可以判斷 即 當(dāng)h1=hmax 即最大水擊壓力出現(xiàn)在第一相長，稱為首相

15、水擊當(dāng)hm=hmax 即最大水擊壓力出現(xiàn)在閥門關(guān)閉的最后一末相。稱為末相水擊計算公式： 首相水擊 末相水擊 19. 怎樣將復(fù)雜管路（串聯(lián)或分岔管）的水擊問題簡化成簡單管路進行水擊計算？串聯(lián)管路：簡化計算的主要構(gòu)思時把復(fù)雜的串聯(lián)管路轉(zhuǎn)化為一等價的簡單管路求解。轉(zhuǎn)換后的等價管路與原管路比較必須滿足以下條件：1、管路總長不變 2、水擊傳播的相長不變 3、管路中水擊的動能不變分岔管：采用簡化方法式截肢法，即選取總長最大的一根支管并將其余支管截去使其構(gòu)成串聯(lián)管路，然后將此串聯(lián)管路轉(zhuǎn)化為等價的簡單管路。20.調(diào)壓室的設(shè)置條件在重復(fù)估算時，利用公式（此處H0為最小靜水頭）作為設(shè)置調(diào)壓室的判斷條件。目前隨著機

16、組的制造水平的提高，我國一些水電站的設(shè)計中已采取因此，可酌情將比值提高到40左右21.說明調(diào)節(jié)保證計算的標(biāo)準(zhǔn)說明調(diào)節(jié)保證計算的標(biāo)準(zhǔn)是指水擊壓力和轉(zhuǎn)速變化在經(jīng)濟技術(shù)上合理的允許值。水擊壓力計算標(biāo)準(zhǔn)對于丟棄負荷情況當(dāng)h0100m，hmax=0.3 h0400m，hmax=0.15當(dāng)設(shè)置減壓閥或折流板時，hmax=0.2，對于增加負荷時的負水擊以壓力水管頂部任何一點不出現(xiàn)負壓并保持2m以上的系壓為限。2.轉(zhuǎn)速變化計算標(biāo)準(zhǔn) 對于丟棄負荷情況 丟棄100%，max=0.50.6 丟棄75%，=0.65max 丟棄50%，=0.45max 丟棄25%，=0.25max 對于增加負荷情況，考慮到轉(zhuǎn)速不可能有

17、大的變化，通?？梢圆挥嬎?。22如何用解析法確定簡單圓筒形調(diào)壓室的最高最低水壓。答：（1）最高水壓的確定 上游水壓最高時甩全部負荷，由式X0=ln(1+Xmax)+Xmax通過計算求得Xmax。也可有圖66的曲線A。根據(jù)已知的X0查得，并計算出Zmax=SXmax。 （2）最低水壓的確定 最低水壓有兩種可能的情況甩負荷時的第二振幅Z2=X2*S（其中X2可通過式Xmax+ln(1Xmax)=ln(1-X2)+X2試算求得，也可通過圖解求得。增加負荷時候的Zmin可通過Zmin/hw0=1+)求得。最后娶|Z2|和|Zmin|中的小值為最低水位。23如何確定圓筒調(diào)壓室的水壓波動穩(wěn)定的斷面面積。答：

18、為 了保證大波動的穩(wěn)定，一般調(diào)壓室的設(shè)計斷面均大于臨界斷面FK.FK=LF/2ghK.在初步設(shè)計階段可采用F=（1.21.3）FK 24.立軸水輪發(fā)電機以什么區(qū)分為傘式和懸式兩大類？其各自的構(gòu)造特點是什么？答：推力軸承可支承在發(fā)電機的上機架和下機架上，按其支撐方式不同水輪發(fā)電機可分為懸式和傘式兩大類。懸式發(fā)電機的構(gòu)造特點是將推力軸承設(shè)在轉(zhuǎn)子之上的上機架上面；傘式發(fā)電機的構(gòu)造特點是將推力軸承設(shè)在下機架上面。25.主廠房上、下部結(jié)構(gòu)的劃分？一二期砼的劃分及各包括哪些內(nèi)容？ 答：（1）主廠房以發(fā)電機層樓板界面為界，劃分上下部結(jié)構(gòu)；（2）廠房砼的分期： 分期的目的：所謂一、二期砼是指由機組安裝要求劃定

19、的前期和后期澆筑的混凝土。一起混凝土：底板、尾水管、尾水閘墩、尾水平臺砼蝸殼外的砼、上下游邊墻、廠房構(gòu)架、吊車梁部分樓板等。在施工時先期澆筑，以便利用吊車進行機組安裝。 二期混凝土：為了機組安裝和埋件需要預(yù)留的，要等到機組和有關(guān)設(shè)備到貨后，尾水管圓錐鋼板內(nèi)襯和金屬蝸殼安裝完畢后，再進行澆筑。二期砼包括金屬蝸殼外的部分砼、尾水管直錐段外包砼、機座、發(fā)電機風(fēng)置外壁、部分樓層的樓板26.如何為水電站選擇合適的起吊設(shè)備？答：（1）起重量：他主要取決于需要吊運的最重部件，一般是帶軸的發(fā)電機轉(zhuǎn)子。（2）跨度：橋吊的跨度要與主廠房下部塊體結(jié)構(gòu)的尺寸相適應(yīng)。27.廠房設(shè)計時對安裝間的面積如何控制？答：安裝間的

20、面積課按一臺機組擴大性檢修所需要的場地來控制。一般考慮布置四大部件。即發(fā)電機轉(zhuǎn)子，發(fā)電機上機架，水輪機轉(zhuǎn)輪，水輪機頂蓋。發(fā)電機轉(zhuǎn)子和水輪機轉(zhuǎn)輪周圍要留有12m的工作場地。在缺乏貨料時，安裝間的長度可取1.251.5倍的機組段長。多機組電站，安裝間面積可根據(jù)需要增大或加設(shè)副安裝間。28.對水電站引水渠進行非恒定流計算的原因和作用. 答：原因是計算水電站在突然丟棄負荷和增加負荷時，壓力前池及渠道沿線產(chǎn)生的最高涌波和最低落坡水位。從而確定前池墻頂和壓力前池進水口高程。對非自動調(diào)節(jié)渠道，由于溢流堰限制了涌波的水位升高，由此可只計算落水波所引起的壓力前池最低水位。29.壓力水管中附設(shè)通氣孔，通氣孔的作用原理。答：通氣孔的作用是為了以便在充水時排氣，還可在工作閘門緊急關(guān)閉時補氣，以防止管壁在內(nèi)部出現(xiàn)真空時失穩(wěn)。30.水電站進水鋼管上的附件有哪些、各自的作用是什么？ 答