水電站知識點(diǎn)縮印

水輪機(jī)：將水能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的機(jī)器。反擊式水輪機(jī)特征：（1）水流始終以有壓流的狀態(tài)連續(xù)地充滿整個(gè)轉(zhuǎn)輪的過流部分，從而其位能、壓能及動能均可被轉(zhuǎn)輪所利用；（2）在轉(zhuǎn)輪空間，水流始終受曲面型葉片的約束，從而利用水流對轉(zhuǎn)輪葉片的反作用力驅(qū)使轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)。沖擊式水輪機(jī)特征：（1）轉(zhuǎn)輪始終處于大氣中；（2）主要利用壓力鋼管末端高速射流產(chǎn)生的動能驅(qū)使轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)；（3）高速射流只作用于轉(zhuǎn)輪的部分輪葉?；炝魇剿啓C(jī)特點(diǎn)：水流徑向流入、大體軸向流出轉(zhuǎn)輪。適用水頭范圍廣，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行穩(wěn)定，效率高。適用：水頭20700m，中高水頭、中小流量水電站。軸流式水輪機(jī)特點(diǎn):水流軸向流入、并軸向流出轉(zhuǎn)輪。適用：水頭380m，中低水頭、大流量水電站。水輪機(jī)的水頭：也稱工作水頭、凈水頭。指單位重量水體通過水輪機(jī)時(shí)的能量減小值，常用H表示，單位為m。流量：指單位時(shí)間內(nèi)通過水輪機(jī)的水體體積，常用Q表示，單位m3/s。轉(zhuǎn)速：是水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪在單位時(shí)間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)，常用n表示，單位r/min。輸入功率Nw:指單位時(shí)間內(nèi)通過水輪機(jī)的水流的總能量。出力（輸出功率）N:指水輪機(jī)主軸傳遞給發(fā)電機(jī)的功率。效率:水輪機(jī)的出力N與其輸入功率Nw的比值。水輪機(jī)過流部件:通常由蝸殼、座環(huán)、導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪及尾水管。蝸殼作用：沿座環(huán)周圍引導(dǎo)并均勻、對稱地分配水流。座環(huán)作用：支承機(jī)組及蝸殼上部部分混凝土的重量，并將其傳遞給廠房基礎(chǔ)。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)作用：形成及改變進(jìn)入轉(zhuǎn)輪室的水流速度矩，并按負(fù)荷要求調(diào)節(jié)引入水輪機(jī)的流量，甚至切斷水流。轉(zhuǎn)輪作用：將水能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)機(jī)械能。尾水管作用:將流出轉(zhuǎn)輪的水流引導(dǎo)、排向下游，同時(shí)回收轉(zhuǎn)輪出口未用的部分水能。水輪機(jī)總效率=水力效率*容積效率*機(jī)械效率。最優(yōu)工況即為撞擊損失和渦流損失均最小的工況。條件（1）無撞擊進(jìn)口，轉(zhuǎn)輪進(jìn)口處水流相對速度W1的方向與葉片骨線在進(jìn)口處的切線方向一致。（2）法向出口，水流在轉(zhuǎn)輪出口處的絕對速度V2的方向角2=90。蝸殼的型式：（1）金屬蝸殼，適用：水頭大于40m的中、高水頭水電站;制作方法：焊接、鑄焊和鑄造三種。（2）混凝土蝸殼,適用：水頭小于40m的中、低水頭水電站；材料：鋼筋混凝土，可加鋼板內(nèi)襯。斷面形狀：（1）金屬蝸殼絕大部分?jǐn)嗝孀龀蓤A形以改善其受力條件，在尾部又改做成橢圓形以便與座環(huán)高度相適應(yīng)。2）混凝土蝸殼斷面常做成梯形，以便于施工及減小其徑向尺寸。蝸殼的包角：從蝸殼鼻端至蝸殼進(jìn)口斷面之間的夾角。（1）金屬蝸殼的包角：一般采用0-345。（2）混凝土蝸殼的包角：通常采用180-270。尾水管的作用（1）匯集并引導(dǎo)轉(zhuǎn)輪出口水流排往下游；（2）當(dāng)H2>0時(shí)，利用這一高度水流所具有的位能；（3）回收轉(zhuǎn)輪出口水流的部分動能。尾水管的型式：（1）直錐形尾水管（2）彎錐形尾水管（3）彎肘形尾水管：尺寸確定：A.實(shí)際水電站設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用廠家提供的尾水管圖紙尺寸；B.當(dāng)缺乏廠家資料時(shí)，可選用定型化的尾水管尺寸。氣蝕：指水輪機(jī)流道內(nèi)流動水體中的微小氣泡在其形成、發(fā)展、潰裂過程中對水輪機(jī)過流部件表面所產(chǎn)生的物理化學(xué)侵蝕作用。物理過程：局部壓力降低到汽化壓力水開始汽化，空氣泡同時(shí)聚集、逸出，進(jìn)入高于汽化壓力的區(qū)域，汽泡瞬時(shí)潰裂，水流質(zhì)點(diǎn)在極高的動水壓差作用下形成巨大的沖擊壓力，形成聚能高壓“水核”，水核又迅速膨脹沖擊周圍水體，高速射流撞擊過流部件表面，導(dǎo)致表面材料疲勞破壞。氣蝕的防護(hù)：1.設(shè)計(jì)制造：采用合理的翼型；提高翼型曲線的加工精度和葉片表面的光潔度；選用耐蝕、耐磨性能較好的材料等。2.運(yùn)行維護(hù)：擬定合理的水電站運(yùn)行方式；在尾水管進(jìn)口補(bǔ)氣等。3.工程措施：選擇合理的水輪機(jī)安裝高程；設(shè)置沉沙、排沙設(shè)施等。吸出高度Hs：從發(fā)生翼型氣蝕最危險(xiǎn)的K點(diǎn)到下游水面a-a的垂直高度。安裝高程Zs的作用：Zs是一個(gè)控制性高程，是確定廠房各層面高程的基準(zhǔn)尺寸。水輪機(jī)系列或輪系：尺寸不同但滿足幾何相似條件的一系列水輪機(jī)。相似工況：同一系列水輪機(jī)保持運(yùn)動相似的工作狀況。單位參數(shù)：將模型試驗(yàn)結(jié)果參數(shù)按相似定律換算成D1M=1.0m和HM=1.0m標(biāo)準(zhǔn)條件下的參數(shù)。比轉(zhuǎn)速ns：是與D1無關(guān)的綜合單位參數(shù)，表示同一系列水輪機(jī)在H=1m、N=1kW時(shí)的轉(zhuǎn)速。綜合特性曲線：是多參數(shù)之間的關(guān)系曲線,用于較完整地描述水輪機(jī)在各種運(yùn)行工況下的綜合特性?？煞譃椋海?）模型綜合特性曲線（2）運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線。系列型譜：型譜參數(shù)表中選出電站水頭范圍（Hmax及Hmin）與之基本相符的水輪機(jī)型號。模型水輪機(jī)與原型水輪機(jī)的差別：（1）原型機(jī)過流表面的相對粗糙度較小；（2）原型機(jī)使用水頭較高，相對水力損失較??；（3）模型水輪機(jī)的容積與機(jī)械損失不可能按其所需的相似關(guān)系縮小。因此，原型水輪機(jī)的總效率高于模型水輪機(jī)的總效率。水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：（1）選擇水輪發(fā)電機(jī)組的臺數(shù)及單機(jī)容量。（2）選擇水輪機(jī)的型號及裝置方式。（3）確定水輪機(jī)的軸功率、轉(zhuǎn)輪直徑、同步轉(zhuǎn)速、吸出高度、安裝高程等主要參數(shù)。（4）其它有關(guān)內(nèi)容。方法：1.機(jī)組臺數(shù)及單機(jī)容量的選擇：水電站總裝機(jī)容量等于機(jī)組臺數(shù)和單機(jī)容量的乘積。在總裝機(jī)容量確定的情況下，采用方案比較法擇優(yōu)確定裝機(jī)臺數(shù)。2.水輪機(jī)型號及裝置方式的選擇：根據(jù)水輪機(jī)系列型譜選擇，套用機(jī)組法。模型綜合特性曲線選擇水輪機(jī)的主要參數(shù)基本步驟：首先根據(jù)模型綜合特性曲線，利用相似公式計(jì)算出原型水輪機(jī)的主要參數(shù)；然后把已選定的原型水輪機(jī)主要參數(shù)換算成模型參數(shù)，繪在模型綜合特性曲線圖上，以檢驗(yàn)所選的參數(shù)是否合適，如果合適，則這些參數(shù)即為所選參數(shù)。1.轉(zhuǎn)輪直徑D1的計(jì)算2.轉(zhuǎn)速n的計(jì)算3.效率換算及單位參數(shù)修正4.工作范圍的檢驗(yàn)5.吸出高度Hs的計(jì)算6.水輪機(jī)安裝高程Zs的計(jì)算。水輪機(jī)調(diào)節(jié)的主要任務(wù)：（1）根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷變化迅速調(diào)節(jié)機(jī)組出力，以滿足系統(tǒng)的負(fù)荷要求；（2）在系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生短周期的、不可預(yù)見的波動時(shí)，調(diào)整系統(tǒng)頻率，并維持機(jī)組轉(zhuǎn)速在規(guī)定范圍內(nèi)。其它任務(wù)：機(jī)組起動、并網(wǎng)及停機(jī)等。水輪機(jī)調(diào)節(jié)的原理：只有Q是易于改變的。因此，通常將Q作為水輪機(jī)的被調(diào)節(jié)參數(shù)，通過改變Q來改變Mt。水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)：由調(diào)節(jié)對象（水輪機(jī)及其導(dǎo)水機(jī)構(gòu)）和調(diào)速器組成的系統(tǒng)。調(diào)速器的分類：按其組成元件的工作原理，分為：（1）機(jī)械液壓調(diào)速器（2）電氣液壓調(diào)速器（3）微機(jī)電液調(diào)速器。水電站的布置型式可分為以下三類：（1）壩式（2）河床式（3）引水式。壩式特點(diǎn)：壩體和電站廠房結(jié)合在一起作整體布置，電站水頭的大部分或全部由壩所集中。河床式特點(diǎn)：（1）壩相對較低，主要利用大流量進(jìn)行發(fā)電，因而一般是低水頭大流量的水電站；（2）廠房結(jié)構(gòu)也起擋水作用，是擋水建筑物的一個(gè)組成部分；（3）一般均布置在河谷開闊的平原河段，以保證首部樞紐縱向布置的長度。引水式特點(diǎn)：引水道較長（壩相應(yīng)較低），水電站水頭的全部（無壩引水）或大部分（有壩引水）由引水道集中。水電站建筑物組成：（1）擋水建筑物（2）泄水建筑物（3）水電站進(jìn)水建筑物（4）水電站引水建筑物（5）水電站平水建筑物（6）發(fā)電、變電及配電建筑物（7）其它建筑物。進(jìn)水口的基本要求：（1）足夠的進(jìn)水能力；（2）水質(zhì)符合要求；（3）水頭損失要小；（4）流量可控制；（5）滿足水工建筑物的一般要求。有壓進(jìn)水口特征：進(jìn)水口位于水庫最低水位以下，進(jìn)水具有一定的壓力水頭，以引進(jìn)深層水為主。后接引水建筑物型式：有壓引水建筑物，如有壓引水隧洞、壓力管道等。無壓進(jìn)水口特征：明流進(jìn)水，進(jìn)水無壓力水頭，以引進(jìn)表層水為主。后接引水建筑物型式：無壓引水建筑物，如明渠、無壓引水隧洞等。有壓進(jìn)水口類型：（1）閘門豎井式進(jìn)水口，適用：水庫岸邊地質(zhì)條件較好、地形較陡的水電站。（2）塔式進(jìn)水口，適用：大壩采用當(dāng)?shù)夭牧蠅?；水庫岸邊地質(zhì)條件較差或地形平緩不宜采用閘門豎井式進(jìn)水口的水電站。（3）岸坡式進(jìn)水口，使用不多。（4）壩式進(jìn)水口，適用：壩式水電站。（5）河床式進(jìn)水口，適用：設(shè)計(jì)水頭在40m以下的低水頭大流量河床式水電站。（6）分層取水進(jìn)水口，下游河道生態(tài)環(huán)境保護(hù)和農(nóng)業(yè)灌溉要求電站尾水盡可能少改變天然河道的水溫和水質(zhì)時(shí)，可采用分層取水進(jìn)水口。有壓進(jìn)水口的位置條件：（1）有利的進(jìn)水條件：水流基本平順、對稱，避免發(fā)生回流和漩渦，水庫泄洪時(shí)仍能正常運(yùn)行；（2）避免出現(xiàn)過多的泥沙淤積及污物聚集；（3）對庫岸式進(jìn)水口還應(yīng)使進(jìn)水口位于地形、地質(zhì)條件相對較好的庫岸處，并與后接的引水隧洞線路保持協(xié)調(diào)。高程確定的原則1）有壓進(jìn)水口應(yīng)低于運(yùn)行中可能出現(xiàn)的最低水位，并應(yīng)有一定的淹沒深度；2）進(jìn)水口閘門底坎應(yīng)在水庫設(shè)計(jì)淤積高程以上。輪廓尺寸確定的原則最優(yōu)的水流條件，減少水頭損失，滿足設(shè)備布置需要；結(jié)構(gòu)簡單，便于施工。有壓進(jìn)水口設(shè)置攔污設(shè)備、閘門及啟閉設(shè)備、通氣孔及充水閥等。無壓進(jìn)水口的主要問題：（1）進(jìn)水口前污物堆積較多，尤其在汛期產(chǎn)生原因：表層進(jìn)水。（2）泥沙淤積嚴(yán)重產(chǎn)生原因：低壩引水，汛期進(jìn)水發(fā)電。防治措施：（1）進(jìn)水口應(yīng)優(yōu)先考慮布置在河道的凹岸，以避免產(chǎn)生回流，減少飄浮物的堆積。（2）根據(jù)河流的具體特點(diǎn)，采取加設(shè)浮排、設(shè)置并加固攔污柵等攔污措施。（3）樞紐措施：設(shè)置攔沙坎、沖沙閘及沖沙底孔等。（4）引水道措施：設(shè)置沉沙池、沖沙廊道或底孔。渠道功用：作為無壓引水式水電站的引水渠道，其功用是集中落差形成水頭，并向機(jī)組輸送流量；作為水電站的尾水渠，其功用是將發(fā)電后的棄水排入下游河道。要求：（1）符合設(shè)計(jì)要求的輸水能力；（2）水質(zhì)良好，符合發(fā)電要求；（3）運(yùn)行安全可靠；（4）結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)合理，便于施工及運(yùn)行。渠道類型：自動調(diào)節(jié)渠道，特征：從渠首到渠末渠堤頂部高程不變，渠末端不設(shè)溢流側(cè)堰，電站負(fù)荷變化時(shí)，渠道水位自行升降。能自動調(diào)蓄電站棄水。適用：渠道短，底坡平緩，水位變幅小的渠道。非自動調(diào)節(jié)渠道，特征：渠底、渠頂采用同一縱比降，在渠道末端壓力前池處布置溢流側(cè)堰，用以適應(yīng)電站負(fù)荷的變化，限制水位的升高。不能自動調(diào)蓄電站棄水。適用：渠道相對較長的水電站中。渠道水力計(jì)算的目的：根據(jù)渠道的設(shè)計(jì)流量Qd（恒定均勻流）來選擇合理的渠道斷面，并分析在此斷面下，水電站在不同運(yùn)行情況（恒定非均勻流、非恒定流）時(shí)的渠道水位變化規(guī)律。恒定流計(jì)算:1均勻流計(jì)算;2非均勻流計(jì)算.。非恒定流計(jì)算計(jì)算目的：分析水電站負(fù)荷變化時(shí)，渠道中水位及流速的變化過程。計(jì)算內(nèi)容：（1）水電站突然丟棄負(fù)荷時(shí)渠內(nèi)漲水波的計(jì)算，確定渠道沿線的最高水位，以決定渠堤堤頂高程；（2）水電站突然增加負(fù)荷時(shí)渠內(nèi)落水波的計(jì)算，求得渠道最低水位，以決定渠末前池處的壓力管道進(jìn)口高程；（3）當(dāng)水電站按日負(fù)荷圖工作時(shí)，計(jì)算渠道中水位及流速的變化過程，以分析水電站的工作情況。計(jì)算方法：按一維明渠非恒定流特征線法，用電算程序計(jì)算?！跋到y(tǒng)計(jì)算支出最小法"比較和選擇渠道斷面方案的步驟：（1）按防沖、防淤、防草等技術(shù)條件，初擬幾個(gè)渠道斷面面積方案Fi（i=1,2,?n）；（2）對每個(gè)方案Fi按均勻流通過設(shè)計(jì)流量Qd求出渠道底坡坡比J，進(jìn)行渠道縱橫斷面布置，計(jì)算其工程量，進(jìn)而求得該方案的渠道投資Kh；則得本方案水電站的計(jì)算支出:Ch=（pb+ph）Kh（3）設(shè)方案Fi渠道產(chǎn)生的水頭損失為Ah，則相應(yīng)的電能損失：^E=9.81Qd△ht（4）方案Fi損失的電能AE必須由系統(tǒng)中替代的火電廠發(fā)出。替代的火電廠的計(jì)算支出：Ct=（pb+pt）AEke+△EBc發(fā)電輸水隧洞包括引水隧洞和尾水隧洞，是水電站常見的輸水建筑物之一。分有壓隧洞和無壓隧洞兩種型式。與渠道相比，隧洞的優(yōu)點(diǎn)：（1）可以采用較短的路線；（2）有壓隧洞能適應(yīng)水庫水位的大幅度升降及水電站引用流量的迅速變化；（3）不受冰凍影響，沿程無水質(zhì)污染；（4）運(yùn)行安全可靠。缺點(diǎn)：對地質(zhì)條件、施工技術(shù)的要求較高；有些情況下，單位長度投資較高，工期較長。隧洞斷面型式：（1）有壓隧洞（2）無壓隧洞壓力前池的組成建筑物：1池身及擴(kuò)散段2壓力水管的進(jìn)水口3泄水建筑物4排污排沙排冰設(shè)備壓力管道類型：1鋼管2鋼筋混凝土管3鋼襯鋼筋混凝土管壓力管道的供水方式:1單元供水一管一機(jī)的供水方式2、集中供水：一管多機(jī)的供水方式。3、分組供水：數(shù)根水管、每根水管分別向幾臺機(jī)組供水。壓力管道水力計(jì)算內(nèi)容：（一）恒定流計(jì)算計(jì)算，目的：確定管道的水頭損失。（1）摩阻損失（2）局部損失（二）非恒定流計(jì)算即進(jìn)行壓力管道中的水錘計(jì)算，以確定最大、最小內(nèi)水壓力，為結(jié)構(gòu)計(jì)算、管道布置及確定機(jī)組運(yùn)行條件提供依據(jù)。管徑確定方法：（1）動能經(jīng)濟(jì)比較法：擬定幾個(gè)管道直徑方案，進(jìn)行動能經(jīng)濟(jì)綜合比較后擇優(yōu)。一般用于大中型壓力管道。（2）經(jīng)濟(jì)流速法：一般壓力管道的經(jīng)濟(jì)流速為2-5m/s，據(jù)此結(jié)合引水流量確定管徑。一般用于中小型壓力管道。對大中型壓力鋼管，還可用以下彭德舒公式來初步確定經(jīng)濟(jì)直徑明鋼管的敷設(shè)方式：（1）連續(xù)式（2）分段式支墩作用：承受管身及水重在法向的分力，相當(dāng)于梁的滾動支承，允許管道在軸向移動，約束法向位移。類型：（1）滑動式支墩（2）滾動式支墩（3）擺動式支墩鎮(zhèn)墩的作用與型式作用：支承因水管方向改變而產(chǎn)生的軸向不平衡力及鎮(zhèn)墩處管段的法向荷載，固定管道，不允許管道在鎮(zhèn)墩處發(fā)生任何位移。型式：按管道在鎮(zhèn)墩上的固定方式可分為：（1）封閉式（2）開敞式鎮(zhèn)墩的設(shè)計(jì)鎮(zhèn)墩設(shè)計(jì)（1）鎮(zhèn)墩的荷載及其組合（2）鎮(zhèn)墩的抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算（3）鎮(zhèn)墩的地基應(yīng)力校核（4）鎮(zhèn)墩的細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)明鋼管管身應(yīng)力分析的主要步驟：一、明鋼管的荷載：（1）徑向力（2）軸向力（3）法向力二、管壁的計(jì)算厚度和結(jié)構(gòu)厚度（一）跨中斷面1—11、切向（環(huán)向）應(yīng)力b2、徑向應(yīng)力br3、軸向應(yīng)力bx（二）支承環(huán)旁斷面2—2（三）支承環(huán)斷面3—3（四）管壁強(qiáng)度校核（五）管壁抗外壓穩(wěn)定校核水錘：當(dāng)壓力管道末端的流量發(fā)生變化時(shí)，管道內(nèi)將出現(xiàn)非恒定流現(xiàn)象，其特點(diǎn)是隨著流速（流量）的改變壓強(qiáng)有較顯著的變化，這種現(xiàn)象稱為水錘（又稱為水擊）。研究水錘現(xiàn)象的目的（1）計(jì)算過水系統(tǒng)的最大內(nèi)水壓強(qiáng)，作為設(shè)計(jì)或校核壓力管道、蝸殼和水輪機(jī)等結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的依據(jù)。（2）計(jì)算過水系統(tǒng)的最小內(nèi)水壓強(qiáng)，作為布置壓力管道路線及檢驗(yàn)尾水管內(nèi)真空度的依據(jù)。（3）研究水錘現(xiàn)象與機(jī)組運(yùn)行的關(guān)系，在規(guī)定的關(guān)閉時(shí)間里尋找一個(gè)合理的關(guān)閉過程，確保機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。（4）分析水錘壓強(qiáng)的影響因素，研究減小水錘壓強(qiáng)的措施。直接水錘當(dāng)水輪機(jī)開度的調(diào)節(jié)時(shí)間TsW2L/c時(shí)，水管末端只受因開度變化直接引起的水錘波（反向波F）的影響，這種現(xiàn)象常稱作直接水錘。間接水錘當(dāng)Ts>2L/c時(shí)，水管末端在任一時(shí)刻的水錘壓強(qiáng)是由向上游傳播的水錘波F和返回水管末端的水錘波f疊加的結(jié)果，這種現(xiàn)象常稱作間接水錘。第一相水錘假定閥門的起始開度為T0,管道的水錘常數(shù)為p。則當(dāng)pT0V1時(shí)，r>0,閥門處將發(fā)生同號反射。結(jié)論：（1）PT0V1是發(fā)生第一相水錘的判別條件。（2）第一相水錘是高水頭水電站水錘的特征。極限水錘當(dāng)pT0>1時(shí)，rV0，閥門處將發(fā)生異號反射。結(jié)論：（1）pT0>1是發(fā)生極限水錘的判別條件。（2）極限水錘是低水頭水電站水錘的特征。開度依直線變化水錘的討論：（1）第一相水錘和極限水錘均屬于間接水錘。（2）經(jīng)過推導(dǎo)，直接水錘的水錘壓強(qiáng)可表示為：3）僅僅用pt0判斷水錘類型是近似的。水錘類型不僅與pt0有關(guān)，而且與b有關(guān)。調(diào)節(jié)保證計(jì)算：協(xié)調(diào)水錘和機(jī)組轉(zhuǎn)速變化的計(jì)算。調(diào)節(jié)保證計(jì)算的主要任務(wù)：（1）合理地選擇水輪機(jī)開度的調(diào)節(jié)時(shí)間和調(diào)節(jié)規(guī)律；（2）在GD2和調(diào)節(jié)時(shí)間一定的情況下，校核轉(zhuǎn)速變化是否在允許范圍內(nèi)；或者在調(diào)節(jié)時(shí)間和轉(zhuǎn)速變化一定的條件下，計(jì)算所需的GD2；（3）根據(jù)給定的調(diào)節(jié)時(shí)間和調(diào)節(jié)規(guī)律，計(jì)算水錘壓強(qiáng)（最大、最?。瑱z驗(yàn)它們是否在允許范圍之內(nèi)；或給定允許的水錘壓強(qiáng)，驗(yàn)算是否需設(shè)置調(diào)壓室等平壓設(shè)施。調(diào)節(jié)保證計(jì)算的內(nèi)容：1、丟棄負(fù)荷情況2、增加負(fù)荷情況減小水錘壓強(qiáng)的主要措施：1、減小壓力管道的長度；2、減小壓力管道中的流速（如增大管徑等）；3、采用合理的調(diào)節(jié)規(guī)律；4、減小壓力管道流速的變化梯度關(guān)閉時(shí)間：對水錘，TS越大越好；對機(jī)組轉(zhuǎn)速變化，TS越小越好。協(xié)調(diào)辦法：（1）設(shè)置減壓閥（2）設(shè)置水阻器。水錘計(jì)算條件的選擇1、水錘計(jì)算的主要目的：求Zmax、nmax2、管道中的內(nèi)水壓力（水頭）：Hmax=HO+H=HO+ZmaxHOHmin=H0-H=HO—nmaxHO3、產(chǎn)生Hmax的控制條件：（1）上游最高水位時(shí)棄荷：HO較高；（2）計(jì)算水頭時(shí)棄荷：HO較低，但Q、^H較大，HO+^H相應(yīng)較高。4、產(chǎn)生Hmin的控制條件：（1）上游最低水位時(shí)丟棄負(fù)荷，導(dǎo)葉關(guān)閉后正水錘反射而成的負(fù)水錘；（2）上游最低水位時(shí)最后一臺機(jī)組投運(yùn)。1、調(diào)壓室調(diào)節(jié)有壓引水系統(tǒng)（或有壓尾水系統(tǒng)）水錘壓力的建筑物。調(diào)壓室的功用（1）反射水錘波，基本上避免（或減?。毫艿乐械乃N波進(jìn)入其上游有壓引水道。（2）縮短壓力管道的長度，從而減小壓力管道及水輪機(jī)過流部件中的水錘壓力。（3）改善機(jī)組在負(fù)荷變化時(shí)的運(yùn)行條件及系統(tǒng)供電質(zhì)量。水電站對調(diào)壓室基本要求：（1）盡量靠近廠房；（2）能較充分地反射壓力水管傳來的水錘波；（3）工作穩(wěn)定。負(fù)荷變化時(shí)，引水道及調(diào)壓室水體的波動應(yīng)迅速衰減，達(dá)到新的恒定狀態(tài)；（4）水頭損失小，因此其底部與壓力管道的連接處應(yīng)具有較小的斷面積；（5）工作安全可靠，施工方便，經(jīng)濟(jì)合理。調(diào)壓室的工作原理：“引水道調(diào)壓室”系統(tǒng)非恒定流的特點(diǎn):大量水體的往復(fù)運(yùn)動，其周期較長，且伴隨水體運(yùn)動有不大的和較為緩慢的壓力變化。研究調(diào)壓室水位波動的目的：（1）求出調(diào)壓室中可能出現(xiàn)的最高、最低涌波水位，分析水位波動過程，從而確定調(diào)壓室的頂部和底部高程、引水道的設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力和布置高程。2）根據(jù)波動穩(wěn)定的要求，確定調(diào)壓室所需的最小斷面積。調(diào)壓室基本布置方式：1、上游調(diào)壓室（引水調(diào)壓室）2、下游調(diào)壓室（尾水調(diào)壓室）3、上下游雙調(diào)壓室系統(tǒng)4、上游雙調(diào)壓室調(diào)壓室基本結(jié)構(gòu)型式：1、簡單式調(diào)壓室2、阻抗式調(diào)壓室3、水室式調(diào)壓室4、溢流式調(diào)壓室5、差動式調(diào)壓室6、氣墊式調(diào)壓室水位波動計(jì)算的目的：求出調(diào)壓室最高、最低涌波水位及調(diào)壓室水位波動隨時(shí)間變化的過程。水位波動計(jì)算的方法及其特點(diǎn)：1）解析法：可直接求得最高和最低水位，但不能求得波動的全過程。初步?jīng)Q定調(diào)壓室尺寸時(shí)用。（2）逐步積分法：可以求出最高、最低水位，可以求出波動的全過程，包括圖解法和列表法。后期設(shè)計(jì)階段時(shí)用。3）數(shù)值解法：可同時(shí)進(jìn)行調(diào)壓室水位波動、壓力管道水錘壓力及機(jī)組轉(zhuǎn)速變化的聯(lián)合計(jì)算?？裳芯扛鲄?shù)的影響。近年開始采用。影響波動穩(wěn)定的主要因素：1、電站水頭的影響：水頭越小，F(xiàn)K越大。計(jì)算FK時(shí)應(yīng)采用電站正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的最低水頭。2、引水道糙率的影響：糙率越大，越大，F(xiàn)K越小。計(jì)算FK時(shí)應(yīng)采用可能的最小糙率。3、調(diào)壓室位置的影響：調(diào)壓室越靠近電站廠房，hwm0越小，H1越大，有利于波動的衰減。4、調(diào)壓室底部流速水頭的影響：對波動的作用與類似，對波動穩(wěn)定有利。按規(guī)范規(guī)定，底部設(shè)置短管時(shí)，可用H/2g代替5、水輪機(jī)效率的影響：取決于效率的變化范圍。對單獨(dú)運(yùn)行的電站，效率變化對波動衰減不利。6、電力系統(tǒng)的影響：在系統(tǒng)中運(yùn)行的電站，各機(jī)組共同保證等出力，對波動穩(wěn)定有利。調(diào)壓室水力計(jì)算的內(nèi)容：1、波動穩(wěn)定性計(jì)算，確定Fk；2、計(jì)算Zmax，確定調(diào)壓室頂部高程；3、計(jì)算Zmin，確定調(diào)壓室底部和壓力管道進(jìn)口高程。水力計(jì)算的條件1）水力條件：上、下游水位、糙率等；2）負(fù)荷變化條件：丟、增負(fù)荷等。水力計(jì)算條件選擇的原則應(yīng)選擇可能出現(xiàn)的最不利的情況。（1）波動穩(wěn)定性計(jì)算上游水位：取上游可能的最低水位。糙率：引水道應(yīng)選用可能的最小糙率，壓力管道應(yīng)選用可能的最大糙率。（2）Zmax的計(jì)算上游水位：取可能的最高水位。引水道的糙率：取可能的最小值。負(fù)荷：丟棄全負(fù)荷。（3）Zmin的計(jì)算上游水位：取可能的最低水位。引水道的糙率：取可能的最大值。負(fù)荷：采用最后一臺容量不小于電站總?cè)萘?/3的機(jī)組投運(yùn)，以及丟棄全負(fù)荷后的第二振幅作為負(fù)荷的變化情況。水電站廠房的功用：裝設(shè)水輪發(fā)電機(jī)組及其輔助設(shè)備，并為這些設(shè)備的安裝、檢修和運(yùn)行提供方便有效的條件。特征：是建筑物及各種機(jī)械和電氣設(shè)備的綜合體。地面廠房三種基本類型：（1）壩后式廠房（2）河床式廠房（3）引水式廠房廠房的機(jī)電設(shè)備組成：由五大系統(tǒng)組成：（1）水力系統(tǒng)；2）電流系統(tǒng)；3）機(jī)械控制設(shè)備系統(tǒng)；4）電氣控制設(shè)備系統(tǒng)；5）輔助設(shè)備系統(tǒng)。廠房樞紐建筑物一般由四部分建筑物組成：1）主廠房；2）副廠房；3）變壓器場；4）高壓開關(guān)站。下部塊體結(jié)構(gòu)：指水輪機(jī)層地面以下的廠房結(jié)構(gòu)部分，主要為蝸殼和尾水管外圍的混凝土塊體。布置要點(diǎn):1.應(yīng)嚴(yán)格遵照廠家提供的尾水管體型及其尺寸進(jìn)行布置。在某些特殊情況下，也可經(jīng)與廠家協(xié)商，對尾水管的體型及尺寸進(jìn)行更改；2.尾水管外圍混凝土的厚度一般應(yīng)不小于1.0m；3.尾水管的出口擴(kuò)散段可根據(jù)需要布置成倒坡，倒坡坡角一般不超過6-12°；4.尾水管可根據(jù)需要適當(dāng)延長。發(fā)電機(jī)層的布置1.設(shè)備布置（1）發(fā)電機(jī)：常見的布置方式有:上機(jī)架埋入式、定子埋入式及定子外露式等三種。相鄰兩臺發(fā)電機(jī)之間的凈距一般應(yīng)不小于1.5m。（2）機(jī)旁盤：應(yīng)布置在廠房的一側(cè)（上游或下游），并應(yīng)盡量靠近調(diào)速器的操作柜及油壓設(shè)備，且三者之間應(yīng)有不小于1.0m的間距。（3）調(diào)速器的操作柜