水電站復習思考題 （1）復習思考題（水輪機部分）（一）1.水電站的功能是什么，有哪些主要類型？ 2.水電站的裝機容量如何計算？3.水電站的主要參數有哪些（H、Q、N、N 裝、P 設、N 保），說明它們的含義？4.我國水能資源的特點是什么？5.水力發電有什么優越性？復習思考題（水輪機部分）（二）1. 水輪機是如何分為兩大類的？組成反擊式水輪機的四大部件是什么？水輪機根據轉輪內的水流運動和轉輪轉換水能形式的不同可分為反擊式和沖擊式水輪機兩大類。組成反擊式水輪機的四大部件是：引水部件、導水部件、工作部件、泄水部件2. 反擊式和沖擊式水輪機各是如何調節流量的？反擊式水輪機：水流在轉輪空間曲面形葉片的約束下，連續不斷地改變流速的大小和方向。沖擊式水輪機：輪葉的約束下發生流速的大小和方向的改變，將其大部分的動能傳遞給輪葉，驅動轉輪旋轉。3.什么是同步轉速，同步轉速與發電機的磁極對數有什么關系？尾水管的作用是什么？同步轉速：電機轉子轉速與定子的旋轉磁場轉速相同(同步)。同步轉速與發電機的磁極對數無關。尾水管的作用：將通過水輪機的水流泄向下游；轉輪裝置在下游水位之上時，能利用轉輪出口與下游水位之間的勢能 H2；回收利用轉輪出口的大部分動能4.水輪機的型號如何規定？效率怎樣計算？根據我國“水輪機型號編制規則”規定，水輪機的型號由三部分組成，每一部分用短橫線“”隔開。第一部分由漢語拼音字母與阿拉伯數字組成，其中拼音字母表示水輪機型式。第二部分由兩個漢語拼音字母組成，分別表示水輪機主軸布置形式和引水室的特征；第三部分為水輪機轉輪的標稱直徑以及其它必要的數據。水輪機的效率：水輪機出力（輸出功率）與水流出力（輸入功率）之比。=P/Pw 5.什么是比轉速？ 54nNHs表示當工作水頭 H=1m、發出功率 N=1kw 時，水輪機所具有的轉速 n 稱為水輪機的比轉速。復習思考題（水輪機部分）（三）1. 解釋水輪機效率的組成，三種效率之 間的關系如何？什么是水輪機的最優工況？水力效率 s、容積效率 v、機械效率 j。其關系是=jvs。水輪機運行效率 最高的工況，稱為水輪機的最優工況。對反擊式水輪機，同時滿足水輪機進口無撞擊、出口無漩渦，即為最優工況。2.解釋：水輪機的汽蝕、吸出高和安裝高程。水輪機的汽蝕：水在通過水輪機流道時，由于各處的速度和壓力不同，在低壓區會產生水的汽化，出現氣泡。當含氣泡的水流到高壓區時，氣泡又會潰滅。汽泡在潰滅過程中，由于汽泡中心壓力發生周期性變化，使周圍的水流質點發生巨大的反復沖擊，對水輪機過流金屬表面產生破壞的現象。吸出高：水輪機的吸出高度 Hs 是轉輪葉片壓力最低點到下游水面的垂直距離，隨工況而改變。立式水輪機的安裝高程是指導葉高度中心面高程，臥式水輪機的安裝高程是指水輪機主軸中心線所在水平面高程。3.水輪機的基本方程式如何表達，方程式的實質是什么？4.水輪機的相似條件和相似定律是什么？研究目的是什么？相似條件：要使原型水輪機與模型水輪機相似，必須具備三個相似條件，即幾何相似，運動相似和動力相似。 水輪機的相似定律又叫相似律，是指水輪機在相似工況下運行時各個工作參數（比如水頭 H，流量 Q，轉速 n 等）之間的關系。通常包括轉速相似律，流量相似律和出力相似律。研究目的：原型試驗既不經濟又很困難，為了研究問題方便，常將原型水輪機按比例縮小成模型，進行模型實驗，獲得實驗數據后再設法換算成原型水輪機的特性參數。5.什么是水輪機的單位參數和比轉速？比轉速和轉速、機組類型、汽蝕系數有什么關系？當水輪機轉輪直徑 D1=1m 時、水頭 H=1m 時，水輪機的轉速、流量、出力分別稱為單位轉速、單位流量和單位出力，統稱單位參數。，表示當工作水頭 H=1m、發出功率 N=1kw 時，54snNH水輪機所具有的轉速 n 稱為水輪機的比轉速。 .比轉速 ns 是一個能綜合反映水輪機工作參數 n，H，N 和 Q 之間關系的無量綱參數，其值不隨工況變化而變化，因而是水輪機分類主要依據當 H 一定時： Nn。機組尺寸縮小，投sn資減少，因此提高比轉速可以降低造價。當 H 和 N 一定時， 越高，空蝕系數越大，需要增加sn廠房開挖。6.水輪機的參數和特性曲線有哪些？模型綜合特性曲線的作用及其組成？軸流式和混流式水輪機的特性曲線有什么區別？水輪機的工作參數有水頭、流量、轉速、出力和效率等。其幾何參數包括轉輪直徑 、活動導葉的開度 ，葉片轉角1D0a等。水輪機的綜合特性曲線有模型綜合特性曲線和運轉綜合特性曲線兩種。運轉綜合特性曲線是針對原型水輪機繪制的，主要用于水電站的設計時檢查所選水輪機在、是否正確和建成后指導水電站的合理經濟運行。復習思考題（水輪機部分）（四）1.水輪機選擇的內容是什么？選擇方法有幾種？水輪機選型設計的內容1、確定機組臺數及單機容量2、選擇水輪機型式（型號）及裝置方式3、確定水輪機參數 D1、n、Hs、Za ；Z0、 d04、繪制水輪機運轉特性曲線5、確定蝸殼、尾水管的形式及其尺寸，估算水輪機的重量和價格。6、調速器及油壓裝置選擇7、根據選定的水輪機型式和參數，結合水輪機在結構上、材料、運行等方面的要求，擬定并向廠家提出制造任務書，最終雙方共同商定機組的技術條件，作為進一步設計的依據。 選擇方法：1、 根據水輪機系列型譜選擇2、專題研究法3、查系列范圍圖法4、采用套用機組5、直接查產品樣本6、統計分析法2.水輪機的工作特性曲線和運轉特性曲線各自的作用是什么？運轉特性曲線研究目的：進一步分析比較原型水輪機各方案之間的能量特性，指導水輪機的安全運行。綜合反映原型水輪機 H、N、Hs 等參數之間的關系曲線3.模型水輪機的最高效率與原型水輪機的最高效率哪個更高一些，為什么？模型水輪機的最高效率更高4.水輪機調節的原理，反擊式和沖擊式水輪機各自是如何調節流量的，水輪發電機在并網前后調節流量的目的和作用是否相同，有何不同？反擊式：通過改變導葉開度 a0 ，ZZ：同時改變葉片轉角。沖擊式：通過改變噴嘴開度。 水輪發電機在并網前調節流量的目的：盡可能的增大水輪機的發電效率和使水輪機處于良好的運行狀態。水輪發電機在并網后調節流量的目的：系統負荷變化系統電壓發生變化發電機勵磁裝置動作發電機的端電壓恢復并保持在許可范圍內。系統負荷變化系統電流的頻率 f 發生變化，由于 f 是磁極對數 p 和轉速 n 的函數發電機調速器動作發電機的轉速恢復并保持在許可范圍內。水輪發電機在并網后調節流量的作用：隨外界負荷的變化，迅速改變機組的出力。保持機組轉速和頻率變化在規定范圍內，最大偏差不超過0.5Hz，大電力系統不超過 0.2Hz。啟動、停機、增減負荷，對并入電網的機組進行成組調節(負荷分配) ，以達到經濟合理的運行。5.中小型水電站如何為水輪機選擇合適的調試器？水輪機調速設備包括：調速柜、接力器、油壓裝置中小型調速器是將上面的三部分結合在一起，成為一個整體設備，以主接力器的工作容量(也稱為調速功) 為表征組成標準系列。用調速功來進行選擇。調速功：接力器活塞上的油壓力與其行程的乘積。反擊式水輪機的調速功：A=(200250)Q(HmaxD1)1/2Q 為最大水頭下額定出力時的流量。沖擊式水輪機的調速功：A=9.81 Z0 (d0+d03 Hmax/6000)Z0 為噴嘴數目d0 為額定流量時的射流直徑。水電站復習思考題（2）復習思考題（引水部分）（一）1.簡述有壓進水口的主要型式、有壓進水口的頂部高程、底部高程如何確定高程、輪廓尺寸是如何確定的?有壓進水口的主要型式可分為豎井式、塔式、岸塔式、岸坡式和壩式等有壓進水口位置的選擇應當從水庫地形、地質條件、水位變幅、引水路線、進水口型式以及其他進水口位置等方面來綜合考慮。運行時應能保證流向進水口的水流平順、對稱、水頭損失小、不產生回流和漩渦、不產生淤積和聚集漂浮物等現象。同時在其他進水口通過水量或泄洪時不影響該進水口的進水量。引水隧洞的進水口應與隧洞路線的選擇協調一致，布置在地形地質及水流條件均合適的地點。有壓進水口應低于運行中可能出現的最低水位，并有一定的淹沒深度。有壓進水口的底部應高于水庫的設計淤積高程 1.0m 以上。有壓進水口沿水流方向可分為進口段、閘門段、漸變段三部分。這三部分的尺寸及形狀，主要與攔污柵斷面、閘門尺寸和引水道斷面有關。進水口的輪廓就是使這三個斷面能平順的連接起來。在保證引進發電所需流量的前提下，盡可能使水流平順的進入引水道，使水頭損失小、避免因水流脫壁而產生負壓，降低工程造價和設備費用。2.攔污柵的工作要求?攔污柵的設計如何進行?主要作用：防止漂木、樹枝樹葉、雜草、垃圾、浮冰等漂浮物隨水流進入進水口，同時不讓這些漂浮物堵塞進水口，以免影響機組正常運行。確定面積：1）先求其凈面積 =過柵流量/過柵流速：2）凈面積與擋水的面積之和即為攔污柵的面積。3.水電站壓力鋼管進水口處應設置哪些閘門？其相互位置、作用、布置方式及運用要求是什么？水電站壓力鋼管進水口應設檢修門和事故門，檢修門在事故門前。事故門的作用是當水電