水電站考試復(fù)習(xí)題

第一部分水力發(fā)電的幾個(gè)要素N——水電站裝機(jī)容量或水輪機(jī)的功率Q——通過水輪機(jī)的流量H——水輪機(jī)的水頭η——水輪機(jī)的效率水力發(fā)電特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：不耗燃料，成本低廉水火互濟(jì)，調(diào)峰靈活綜合利用，多方得益取之不盡，用之不竭環(huán)境優(yōu)美，能源潔凈水力發(fā)電特點(diǎn)缺點(diǎn)：受自然條件限制；一次性投資大，移民多，工期長(zhǎng)；事故后果嚴(yán)重；大型工程對(duì)環(huán)境、生態(tài)影響較大。我國(guó)水電開發(fā)有三大特點(diǎn)：成績(jī)很大。突出表現(xiàn)在以下三方面：水電裝機(jī)容量躍居世界第一。水電建設(shè)技術(shù)已具世界水平。初步建立了適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的、有中國(guó)特色的水電開發(fā)和建設(shè)機(jī)制。我國(guó)水電開發(fā)的困難制約水電發(fā)展的五個(gè)問題①生態(tài)環(huán)境問題②上網(wǎng)電價(jià)③法律法規(guī)還不健全④移民問題⑤地震問題水電站的基本類型按調(diào)節(jié)能力分成：無(wú)調(diào)節(jié)水電站、有調(diào)節(jié)水電站按水電站的組成建筑物及特征分為：壩式、河床式、引水式電站壩式水電站其特點(diǎn)：水頭取決于壩高。 引用流量較大，電站的規(guī)模也大，水能利用較充分，綜合利用效益高。投資大，工期長(zhǎng)。適用：河道坡降較緩，流量較大，并有筑壩建庫(kù)的條件。壩后式水電站特點(diǎn)當(dāng)水頭較大時(shí)，廠房本身抵抗不了水的推力，將廠房移到壩后，由大壩擋水。壩后式水電站一般修建在河流的中上游。庫(kù)容較大，調(diào)節(jié)性能好。如為土壩，可修建河岸式電站。(二)、河床式電站特點(diǎn)一般修建在河道中下游河道縱坡平緩的河段上，為避免大量淹沒，建低壩或閘。適用水頭：大中型：25米以下，小型：8~10廠房和擋水壩并排建在河床中，共同擋水，故廠房也有抗滑穩(wěn)定問題；廠房高度取決于水頭的高低。引用流量大、水頭低。注：廠房本身起擋水作用是河床式電站的主要特征。引水式水電站特點(diǎn)用引水道集中水頭的電站稱為引水式水電站水頭相對(duì)較高，目前最大水頭已達(dá)2000米引用流量較小，沒有水庫(kù)調(diào)節(jié)徑流，水量利用率較低，綜合利用價(jià)值較差。電站庫(kù)容很小，基本無(wú)水庫(kù)淹沒損失，工程量較小，單位造價(jià)較低。適用條件：適合河道坡降較陡，流量較小的山區(qū)性河段。無(wú)壓引水電站引水建筑物是無(wú)壓的:渠道或無(wú)壓隧洞主要建筑物：低壩，進(jìn)水口，沉沙池，引水渠(洞)，日調(diào)節(jié)池，壓力前池，壓力水管，廠房，尾水渠。有壓引水式電站引水建筑物是有壓的：主要建筑物：低壩，有壓隧洞，調(diào)壓室，壓力水管，廠房，尾水渠。抽水蓄能電站抽水蓄能：系統(tǒng)負(fù)荷低時(shí)，利用系統(tǒng)多余的電能帶動(dòng)泵站機(jī)組將下庫(kù)的水抽到上庫(kù)(電動(dòng)機(jī)+水泵)，以水的勢(shì)能形式貯存起來；放水發(fā)電：系統(tǒng)負(fù)荷高時(shí)，將上庫(kù)的水放下來推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組(水輪機(jī)+發(fā)電機(jī))發(fā)電，以補(bǔ)充系統(tǒng)中電能的不足。潮汐電站潮汐：潮汐現(xiàn)象是海水因受日月引力而產(chǎn)生的周期性升降運(yùn)動(dòng)，即海水的潮漲潮落。潮汐發(fā)電原理：利用潮水漲、落產(chǎn)生的水位差所具有勢(shì)能來發(fā)電的，也就是把海水漲、落潮的能量變?yōu)闄C(jī)械能，再把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽òl(fā)電）的過程。第二部分水輪機(jī)主要類型反擊式水輪機(jī)(reactionwaterturbine)定義：利用水流的勢(shì)能和動(dòng)能做功的水輪機(jī)特征：轉(zhuǎn)輪的葉片為空間扭曲面，流過轉(zhuǎn)輪的水流是連續(xù)的，而且在同一時(shí)間內(nèi)，所有轉(zhuǎn)輪葉片之間的流道都有水流通過，水流充滿轉(zhuǎn)輪室。反擊式水輪機(jī)原理水流通過轉(zhuǎn)輪葉片時(shí)，水流流速的大小、方向均發(fā)生變化，因此動(dòng)量也發(fā)生了改變，水流產(chǎn)生反作用力，作用與每個(gè)轉(zhuǎn)輪葉片，使轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，從而做功?；炝魇剑核鲝较蛄魅朕D(zhuǎn)輪，軸向流出。適用范圍：H=30-450m,最高水頭已接近700米，單機(jī)容量：幾萬(wàn)kW-幾十萬(wàn)特點(diǎn)：適用范圍廣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，效率高，適用高水頭小流量電站。三峽水電站即采用了這種水輪機(jī)，單機(jī)容量70萬(wàn)kW。是世界上單機(jī)容量最大的機(jī)組。軸流式：特點(diǎn)：水流沿轉(zhuǎn)輪軸向流入，軸向流出，水流方向始終平行于主軸。適用于大流量、低水頭。一般水頭在50m以下。軸流定漿式：葉片不能隨工況的變化而轉(zhuǎn)動(dòng)。高效率區(qū)較小，適用于水頭變化不大的小型電站。軸流轉(zhuǎn)漿式：葉片能隨工況的變化而轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行雙重調(diào)節(jié)（導(dǎo)葉開度、葉片角度)。適用于大型水電站。斜流式：水流經(jīng)過轉(zhuǎn)輪時(shí)是斜向的。轉(zhuǎn)輪葉片隨工況變化而轉(zhuǎn)動(dòng)，高效率區(qū)廣。貫流式：水輪機(jī)的主軸裝置成水平或傾斜。不設(shè)蝸殼，水流直貫轉(zhuǎn)輪。水流由管道進(jìn)口到尾水管出口都是軸向的。H<20m，小型河床電站。貫流式機(jī)組分類全貫流式：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子安裝在水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪外緣，其密封困難，現(xiàn)在較少使用。半貫流式：燈泡貫流式：發(fā)電機(jī)組安裝在密閉的燈泡體內(nèi)，使用較廣泛，機(jī)組結(jié)構(gòu)緊湊，流道形狀平直，水力效率高。軸伸式貫流機(jī)組：發(fā)電機(jī)安裝在外面，水輪機(jī)軸伸出到尾水管外面。豎井式貫流機(jī)組：發(fā)電機(jī)安裝在豎井內(nèi)。沖擊式水輪機(jī)定義：利用水流的動(dòng)能來做功的水輪機(jī)特征：由噴管和轉(zhuǎn)輪組成。原理：水流以自由水流的形式(P=Pa)沖擊轉(zhuǎn)輪，利用水流動(dòng)能(V方向、大小改變)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩使轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。在同一時(shí)刻內(nèi)，水流只沖擊著轉(zhuǎn)輪的一部分，而不是全部。不適宜調(diào)峰運(yùn)行。適用：水頭高，流量小，多用于400m以上，最高接近2000m。水斗:特點(diǎn)是由噴嘴出來的射流沿圓周切線方向沖擊轉(zhuǎn)輪上的水斗作功。斜擊式： 由噴嘴出來的射流沿圓周斜向沖擊轉(zhuǎn)輪上的水斗。雙擊式：水流兩次沖擊轉(zhuǎn)輪。斜擊、雙擊水輪機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單，效率低，用于小型電站。水輪機(jī)的基本構(gòu)造反擊式水輪機(jī)的主要組成部件：進(jìn)水(引水)部件—蝸殼：使水流均勻、旋轉(zhuǎn)，以最小水頭損失送入轉(zhuǎn)輪室。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)（導(dǎo)葉及控制設(shè)備)：控制工況。轉(zhuǎn)輪（工作核心)：能量轉(zhuǎn)換，決定水輪機(jī)的尺寸、性能、結(jié)構(gòu)。泄水部件(尾水管)：回收能量、排水至下游。沖擊式水輪機(jī)的主要組成部件：噴管，轉(zhuǎn)輪，折流器，機(jī)殼，射流制動(dòng)器等組成。尾水管作用：引導(dǎo)水流進(jìn)入下游河道，并回收部分動(dòng)能和勢(shì)能。水輪機(jī)的型號(hào)及標(biāo)稱直徑反擊式水輪機(jī)的型號(hào)（由三部分組成）HL240——LJ——410混流式水輪機(jī)，型號(hào)240（比轉(zhuǎn)速)，立軸，金屬蝸殼，轉(zhuǎn)輪直徑為410cmZZ440——LH——430軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)，型號(hào)440，立軸，混凝土蝸殼，轉(zhuǎn)輪直徑430cm沖擊式水輪機(jī)的型號(hào)2CJ30——W——120/2×10轉(zhuǎn)輪型號(hào)為20，水斗式水輪機(jī)，臥軸，一根軸上裝設(shè)兩個(gè)轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪直徑為120cm,每個(gè)轉(zhuǎn)輪兩個(gè)噴嘴，設(shè)計(jì)射流直徑為10cm。GZ440—WP—750：表示貫流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)，轉(zhuǎn)輪型號(hào)440，臥軸，燈泡式機(jī)組，轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑750cm。SJ40—W—50/40：表示雙擊式水輪機(jī)，轉(zhuǎn)輪型號(hào)40，臥軸布置，轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑50cm，轉(zhuǎn)輪軸向長(zhǎng)度40cm。XLN—LJ—300：表示斜流可逆式水泵水輪機(jī)，轉(zhuǎn)輪型號(hào)200，立軸布置，金屬蝸殼，轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑300cm。第三部分水輪機(jī)的效率水輪機(jī)的能量損失導(dǎo)致N<Ns，效率<1效率是由水力效率、流量效率、機(jī)械效率組成水力損失(headloss)及水力效率蝸殼、導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪、尾水管——沿程損失旋渦、脫流、撞擊——局部損失水輪機(jī)的水力效率為:流量損失及流量效率（容積效率）水流通過轉(zhuǎn)動(dòng)部分與非轉(zhuǎn)動(dòng)部分間隙直流入尾水管的流量為q，此部分流量不經(jīng)過轉(zhuǎn)輪作功，稱漏損。機(jī)械損失和機(jī)械效率水輪機(jī)的輸入功率：Ne；輸出功率:N=Ne-ΔNm機(jī)械效率：ηm=N/Ne水輪機(jī)的總效率η=ηHηVηm提高效率的有效方法是減小水頭損失、流量損失、機(jī)械摩擦。水輪機(jī)的最優(yōu)工況水輪機(jī)的最優(yōu)工況是指η最高的工況。一般情況下，對(duì)η起主要作用的是水力損失，流量損失和機(jī)械損失相對(duì)較小，且基本不變，在水力損失中撞擊和渦流損失最大。水輪機(jī)的空化與空蝕空化及空化壓力的概念水沸騰為汽化，汽化是由氣壓和水溫決定的。水在一定壓力下加溫引起的汽化為沸騰；環(huán)境溫度不變壓力降低引起的汽化叫空化。在給定溫度下，液體開始汽化的臨界壓力為該溫度下的空化壓力(Pb)水輪機(jī)的空蝕汽泡產(chǎn)生反作用力向外膨脹，壓力升高，水流質(zhì)點(diǎn)向外沖擊。大量汽泡連續(xù)不斷地產(chǎn)生與潰滅，水流質(zhì)點(diǎn)反復(fù)沖擊，使過流通道的金屬表面遭到嚴(yán)重破壞→機(jī)械破壞，稱為疲勞剝蝕。汽泡被壓縮，由于體積縮小，汽化破壞時(shí)水流質(zhì)點(diǎn)相互撞擊，引起局部溫度升高(可達(dá)到300℃)，汽泡的氧原子與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成腐蝕；同時(shí)由于溫度升高，產(chǎn)生電解作用→化學(xué)腐蝕水輪機(jī)空蝕定義汽泡在潰滅過程中，由于汽泡中心壓力發(fā)生周期性變化，使周圍的水流質(zhì)點(diǎn)發(fā)生巨大的反復(fù)沖擊，對(duì)水輪機(jī)過流金屬表面產(chǎn)生機(jī)械剝蝕和化學(xué)腐蝕破壞的現(xiàn)象，稱水輪機(jī)的空蝕?？瘴g造成的危害使過流部件機(jī)械強(qiáng)度降低，嚴(yán)重時(shí)整個(gè)部件受到破壞。增加過流部件的糙率，水頭損失加大，效率降低，流量減小，出力下降。機(jī)組產(chǎn)生振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)造成廠房振動(dòng)破壞?？s短了機(jī)組檢修的周期，增加了檢修的復(fù)雜性。消耗鋼材、延長(zhǎng)工期。水輪機(jī)空蝕類型翼形(葉片)空蝕：轉(zhuǎn)輪葉片背面出口處產(chǎn)生的空蝕，與葉片形狀、工況有關(guān)。是反擊式水輪機(jī)的主要空蝕形式。間隙空蝕：當(dāng)水流通過間隙和較小的通道時(shí)，局部流速增大，壓力降低而產(chǎn)生的空蝕?？涨豢瘴g：在非最優(yōu)工況時(shí)，水流在尾水管中發(fā)生旋轉(zhuǎn)形成一種對(duì)稱真空渦帶，引起尾水管中水流速度和壓力的脈動(dòng)，在尾水管進(jìn)口處產(chǎn)生空蝕破壞，還可能造成尾水管振動(dòng)。局部空蝕：在過流部件凹凸不平因脫流而產(chǎn)生的空蝕。防止空蝕的措施流速和壓力是產(chǎn)生空蝕最重要的兩個(gè)原因，因此要控制流速和壓力的急劇變化。設(shè)計(jì)制造方面：合理選型，葉型流線設(shè)計(jì)，表面光滑，抗空蝕鋼襯(不銹鋼)。工程措施：合理選擇安裝高程，采取防沙、排沙措施，防止有害泥沙進(jìn)入水輪機(jī)。運(yùn)行方面：避開低負(fù)荷、低水頭運(yùn)行，合理調(diào)度，必要時(shí)向尾水管補(bǔ)氣。水輪機(jī)的調(diào)速設(shè)備水輪機(jī)調(diào)節(jié)的任務(wù)隨外界負(fù)荷的變化，迅速改變機(jī)組的出力。保持機(jī)組轉(zhuǎn)速和頻率變化在規(guī)定范圍內(nèi)，最大偏差不超過±0.5Hz，大電力系統(tǒng)不超過±0.2Hz。啟動(dòng)、停機(jī)、增減負(fù)荷，對(duì)并入電網(wǎng)的機(jī)組進(jìn)行成組調(diào)節(jié)(負(fù)荷分配)，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)行。調(diào)節(jié)流量的途徑：反擊式：通過改變導(dǎo)葉開度，ZZ：同時(shí)改變?nèi)~片轉(zhuǎn)角。沖擊式：通過改變噴嘴開度。水輪機(jī)調(diào)節(jié)的定義：隨著電力系統(tǒng)負(fù)荷變化，水輪機(jī)相應(yīng)地改變導(dǎo)葉開度(或針閥行程)，使機(jī)組轉(zhuǎn)速恢復(fù)并保持為額定轉(zhuǎn)速的過程，稱為水輪機(jī)調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)實(shí)質(zhì)：調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速水輪機(jī)調(diào)節(jié)所用的調(diào)節(jié)裝置稱為水輪機(jī)調(diào)速器。水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成調(diào)速柜主要有以下幾個(gè)部分組成：測(cè)量機(jī)構(gòu)：測(cè)量機(jī)組轉(zhuǎn)速偏差，并把偏差信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槲灰菩盘?hào)，然后輸出。放大機(jī)構(gòu)：(引導(dǎo)閥+輔助接力器、主配閥+主接力器，二級(jí)放大)：位移變化→油壓變化。執(zhí)行機(jī)構(gòu)：主接力器，控制導(dǎo)葉開度，改變流量反饋機(jī)構(gòu)：緩沖器和杠桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)調(diào)節(jié)使=時(shí)，反饋信號(hào)使調(diào)節(jié)停止。調(diào)速器的類型與系列按調(diào)速器元件結(jié)構(gòu)分：機(jī)械液壓(機(jī)調(diào))：信號(hào)測(cè)量、信號(hào)綜合、信號(hào)反饋均由機(jī)械環(huán)節(jié)完成?，F(xiàn)在很少使用。電氣液壓(電調(diào))：用電氣回路代替機(jī)調(diào)中的機(jī)械元件。調(diào)節(jié)性能優(yōu)良，靈敏度和精確度高，成本低，便于安裝調(diào)整。目前還有不少電站在使用。微機(jī)調(diào)速器：用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)代替電子調(diào)速器，賦予了調(diào)速器更多的控制功能，性能更優(yōu)良。有壓進(jìn)水口的類型和適用條件隧洞式進(jìn)水口特征：在隧洞進(jìn)口附近的巖體中開挖豎井，井壁一般要進(jìn)行襯砌，閘門安置在豎井中，豎井的頂部布置啟閉機(jī)及操縱室，漸變段之后接隧洞洞身。適用：工程地質(zhì)條件較好，巖體比較完整，山坡坡度適宜，易于開挖平洞和豎井的情況墻式進(jìn)水口特征：進(jìn)口段、閘門段和閘門豎井均布置在山體之外，形成一個(gè)緊靠在山巖上的單獨(dú)墻式建筑物，承受水壓及山巖壓力。要有足夠的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。適用：地質(zhì)條件差，山坡較陡，不易挖井的情況。塔式進(jìn)水口特征：進(jìn)口段、閘門段及其一部框架形成一個(gè)塔式結(jié)構(gòu)，聳立在水庫(kù)中，塔頂設(shè)操縱平臺(tái)和啟閉機(jī)室，用工作橋與岸邊或壩頂相連。塔式進(jìn)水口可一邊或四周進(jìn)水。適用：當(dāng)?shù)夭牧蠅巍⑦M(jìn)口處山巖較差、岸坡又比較平緩壩式進(jìn)水口特征：進(jìn)水口依附在壩體的上游面上，并與壩內(nèi)壓力管道連接。進(jìn)口段和閘門段常合二為一，布置緊湊。適用：混凝土重力壩的壩后式廠房、壩內(nèi)式廠房和河床式廠房。隧洞布置的總原則洞線短、彎道少，沿線的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件要好，并便于布置施工平洞。(1)地形條件好 (2)地質(zhì)條件好(3)施工條件好 (4)水力條件好第三節(jié)壓力前池與日調(diào)節(jié)池壓力前池：壓力前池設(shè)置在引水渠道或無(wú)壓隧洞的末端，是水電站引水建筑物與壓力管道的連接建筑物。作用：(1)平穩(wěn)水壓、平衡水量。(2)均勻分配流量。(3)渲泄多余水量。(4)攔阻污物和泥沙。水電站壓力管道作用：從水庫(kù)、前池或調(diào)壓室向水輪機(jī)輸送水量。特點(diǎn)：坡度陡、內(nèi)水壓力大，承受動(dòng)水壓力，且靠近廠房，失事后果嚴(yán)重，所以必須安全可靠。供水方式單元供水：一管一機(jī)。不設(shè)下閥門。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單(無(wú)岔管)、工作可靠、靈活性好，易于制作，無(wú)岔管。缺點(diǎn)：造價(jià)高。適用：(1)單機(jī)流量大、長(zhǎng)度短的地下埋管或明管；(2)混凝土壩內(nèi)管道和明管道。聯(lián)合供水：一根主管，向多臺(tái)機(jī)組供水。設(shè)下閥門。優(yōu)點(diǎn)：造價(jià)低缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜（岔管）、靈活性差適用：機(jī)組少、單機(jī)流量小、引水道長(zhǎng)的地下埋管和明管。分組供水：設(shè)多根主管，每根主管向數(shù)臺(tái)機(jī)組供水。設(shè)下閥門。適用：壓力水管較長(zhǎng)，機(jī)組臺(tái)數(shù)多，單機(jī)流量較小的情況。地下埋管和明管。支墩類型：滑動(dòng)式、滾動(dòng)式、擺動(dòng)式。第四部分水電站的不穩(wěn)定工況由于負(fù)荷變化而引起導(dǎo)水葉開度、水輪機(jī)流量、水電站水頭、機(jī)組轉(zhuǎn)速的變化，稱為水電站的不穩(wěn)定工況。引起水輪機(jī)流量變化的兩種情況水電站正常運(yùn)行情況下的負(fù)荷變化。擔(dān)任峰荷或調(diào)頻任務(wù)的電站，水輪機(jī)的流量處于不斷變化中；正常的開機(jī)或停機(jī)。水電站事故引起的負(fù)荷變化。水電站可能會(huì)各種各樣的事故，可能要求水電站丟棄全部或部分負(fù)荷。這是水電站水錘計(jì)算的控制條件。(二)水電站的不穩(wěn)定工況表現(xiàn)形式引起機(jī)組轉(zhuǎn)速的較大變化在有壓引水管道中發(fā)生“水錘”現(xiàn)象水錘的危害壓強(qiáng)升高過大→水管強(qiáng)度不夠而破裂；尾水管中負(fù)壓過大→尾水管空蝕，水輪機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)；壓強(qiáng)波動(dòng)→機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性和供電質(zhì)量下降。調(diào)節(jié)保證計(jì)算任務(wù)。計(jì)算有壓引水系統(tǒng)最大和最小內(nèi)水壓力。最大內(nèi)水壓力作為設(shè)計(jì)或校核壓力管道、蝸殼和水輪機(jī)強(qiáng)度的依據(jù)；最小內(nèi)水壓力作為壓力管道線路布置，防止管道中產(chǎn)生負(fù)壓和校核尾水管內(nèi)真空度的依據(jù)；計(jì)算丟棄負(fù)荷和增加負(fù)荷時(shí)轉(zhuǎn)速變化率，并檢驗(yàn)其是否在允許的范圍內(nèi)。選擇調(diào)速器合理的調(diào)節(jié)時(shí)間和調(diào)節(jié)規(guī)律，保證壓力和轉(zhuǎn)速變化不超過規(guī)定的允許值。研究減小水錘壓強(qiáng)及機(jī)組轉(zhuǎn)速變化的措施。水錘特性水錘壓力實(shí)際上是由于水流速度變化而產(chǎn)生的慣性力。當(dāng)突然啟閉閥門時(shí)，由于啟閉時(shí)間短、流量變化快，因而水錘壓力往往較大，而且整個(gè)變化過程是較快的。由于管壁具有彈性和水體的壓縮性，水錘壓力將以彈性波的形式沿管道傳播。摩擦阻力的存在造成能量損耗，水錘波將逐漸衰減。水錘波同其它彈性波一樣，在波的傳播過程中，在外部條件發(fā)生變化處(即邊界處)均要發(fā)生波的反射。其反射特性(指反射波的數(shù)值及方向)決定于邊界處的物理特性。注：水錘波在管中傳播一個(gè)來回的時(shí)間tr=2L/c，稱之為“相”，兩個(gè)相為一個(gè)周期2tr=T。直接水錘和間接水錘直接水錘：如果水輪機(jī)調(diào)節(jié)時(shí)間Ts≤2L/c，則水庫(kù)反射波回到閥門之前開度變化已經(jīng)結(jié)束，閥門處只受開度變化直接引起的水錘波的影響——稱為直接水錘間接水錘：如果水輪機(jī)調(diào)節(jié)時(shí)間Ts>2L/c，則開度變化結(jié)束之前水庫(kù)反射波已經(jīng)回到閥門處，閥門處的水錘壓力由向上游傳播的F波和向下游傳播的f波相疊加而成——稱為間接水錘。減小水錘壓強(qiáng)的措施縮短壓力管道的長(zhǎng)度減小壓力管道中的流速延長(zhǎng)機(jī)組的有效關(guān)閉時(shí)間選擇合理的調(diào)節(jié)規(guī)律中低水頭電站：最大水錘壓強(qiáng)常出現(xiàn)在調(diào)節(jié)過程終了，水輪機(jī)導(dǎo)葉可采取先快后慢的關(guān)閉規(guī)律，以提高開始階段的水錘壓強(qiáng)，降低終了階段的水錘值；調(diào)壓室的功用反射水錘波?；旧媳苊饬?或減小)壓力管道傳來的水錘波進(jìn)入壓力引水道。減小了水錘壓力(壓力管道及廠房過水部分)?？s短了壓力管道的長(zhǎng)度改善機(jī)組在負(fù)荷變化時(shí)的運(yùn)行條件。調(diào)壓室的基本要求盡量靠近廠房，以縮短壓力管道的長(zhǎng)度。應(yīng)有自由水表面和足夠的底面積，以保證水錘波的充分反射； 調(diào)壓室的工作必須是穩(wěn)定的。負(fù)荷變化時(shí)，引水道及調(diào)壓室水體的波動(dòng)應(yīng)該迅速衰減；正常運(yùn)行時(shí)，水流經(jīng)過調(diào)壓室底部造成的水頭損失要小。結(jié)構(gòu)安全可靠，施工簡(jiǎn)單方便，經(jīng)濟(jì)合理。研究調(diào)壓室水位波動(dòng)的目的：確定調(diào)壓室中可能出現(xiàn)的最高和最低涌波水位及其變化過程，以確定調(diào)壓室的高度、布置高程和引水道的設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力。根據(jù)水位波動(dòng)穩(wěn)定的要求，確定調(diào)壓室所需的最小斷面面積。調(diào)壓室的布置方式和類型調(diào)壓室的布置方式上游調(diào)壓室(引水調(diào)壓室)下游調(diào)壓室(尾水調(diào)壓室)上下游雙調(diào)壓室系統(tǒng)上游雙調(diào)壓室系統(tǒng)調(diào)壓室的基本類型簡(jiǎn)單式調(diào)壓室阻抗式調(diào)壓室雙室式調(diào)壓室溢流式調(diào)壓室差動(dòng)式調(diào)壓室氣墊式或半氣墊式調(diào)壓室第五部分水電