水電站問答題答案版

水電站復(fù)習(xí)思考題 （1）復(fù)習(xí)思考題（水輪機(jī)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(jī)容量如何計(jì)算？3.水電站的主要參數(shù)有哪些（H、Q、N、N 裝、P 設(shè)、N 保），說明它們的含義？4.我國水能資源的特點(diǎn)是什么？5.水力發(fā)電有什么優(yōu)越性？復(fù)習(xí)思考題（水輪機(jī)部分）（二）1. 水輪機(jī)是如何分為兩大類的？組成反擊式水輪機(jī)的四大部件是什么？水輪機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)輪內(nèi)的水流運(yùn)動和轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)換水能形式的不同可分為反擊式和沖擊式水輪機(jī)兩大類。組成反擊式水輪機(jī)的四大部件是：引水部件、導(dǎo)水部件、工作部件、泄水部件2. 反擊式和沖擊式水輪機(jī)各是如何調(diào)節(jié)流量的？反擊式水輪機(jī)：水流在轉(zhuǎn)輪空間曲面形葉片的約束下，連續(xù)不斷地改變流速的大小和方向。沖擊式水輪機(jī)：輪葉的約束下發(fā)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(qū)動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)。3.什么是同步轉(zhuǎn)速，同步轉(zhuǎn)速與發(fā)電機(jī)的磁極對數(shù)有什么關(guān)系？尾水管的作用是什么？同步轉(zhuǎn)速：電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速相同(同步)。同步轉(zhuǎn)速與發(fā)電機(jī)的磁極對數(shù)無關(guān)。尾水管的作用：將通過水輪機(jī)的水流泄向下游；轉(zhuǎn)輪裝置在下游水位之上時(shí)，能利用轉(zhuǎn)輪出口與下游水位之間的勢能 H2；回收利用轉(zhuǎn)輪出口的大部分動能4.水輪機(jī)的型號如何規(guī)定？效率怎樣計(jì)算？根據(jù)我國“水輪機(jī)型號編制規(guī)則”規(guī)定，水輪機(jī)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?dāng)?shù)字組成，其中拼音字母表示水輪機(jī)型式。第二部分由兩個(gè)漢語拼音字母組成，分別表示水輪機(jī)主軸布置形式和引水室的特征；第三部分為水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的標(biāo)稱直徑以及其它必要的數(shù)據(jù)。水輪機(jī)的效率：水輪機(jī)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(zhuǎn)速？ 54nNHs表示當(dāng)工作水頭 H=1m、發(fā)出功率 N=1kw 時(shí)，水輪機(jī)所具有的轉(zhuǎn)速 n 稱為水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速。復(fù)習(xí)思考題（水輪機(jī)部分）（三）1. 解釋水輪機(jī)效率的組成，三種效率之 間的關(guān)系如何？什么是水輪機(jī)的最優(yōu)工況？水力效率 s、容積效率 v、機(jī)械效率 j。其關(guān)系是=jvs。水輪機(jī)運(yùn)行效率 最高的工況，稱為水輪機(jī)的最優(yōu)工況。對反擊式水輪機(jī)，同時(shí)滿足水輪機(jī)進(jìn)口無撞擊、出口無漩渦，即為最優(yōu)工況。2.解釋：水輪機(jī)的汽蝕、吸出高和安裝高程。水輪機(jī)的汽蝕：水在通過水輪機(jī)流道時(shí)，由于各處的速度和壓力不同，在低壓區(qū)會產(chǎn)生水的汽化，出現(xiàn)氣泡。當(dāng)含氣泡的水流到高壓區(qū)時(shí)，氣泡又會潰滅。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，對水輪機(jī)過流金屬表面產(chǎn)生破壞的現(xiàn)象。吸出高：水輪機(jī)的吸出高度 Hs 是轉(zhuǎn)輪葉片壓力最低點(diǎn)到下游水面的垂直距離，隨工況而改變。立式水輪機(jī)的安裝高程是指導(dǎo)葉高度中心面高程，臥式水輪機(jī)的安裝高程是指水輪機(jī)主軸中心線所在水平面高程。3.水輪機(jī)的基本方程式如何表達(dá)，方程式的實(shí)質(zhì)是什么？4.水輪機(jī)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(jī)與模型水輪機(jī)相似，必須具備三個(gè)相似條件，即幾何相似，運(yùn)動相似和動力相似。 水輪機(jī)的相似定律又叫相似律，是指水輪機(jī)在相似工況下運(yùn)行時(shí)各個(gè)工作參數(shù)（比如水頭 H，流量 Q，轉(zhuǎn)速 n 等）之間的關(guān)系。通常包括轉(zhuǎn)速相似律，流量相似律和出力相似律。研究目的：原型試驗(yàn)既不經(jīng)濟(jì)又很困難，為了研究問題方便，常將原型水輪機(jī)按比例縮小成模型，進(jìn)行模型實(shí)驗(yàn)，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后再設(shè)法換算成原型水輪機(jī)的特性參數(shù)。5.什么是水輪機(jī)的單位參數(shù)和比轉(zhuǎn)速？比轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速、機(jī)組類型、汽蝕系數(shù)有什么關(guān)系？當(dāng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑 D1=1m 時(shí)、水頭 H=1m 時(shí)，水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速、流量、出力分別稱為單位轉(zhuǎn)速、單位流量和單位出力，統(tǒng)稱單位參數(shù)。，表示當(dāng)工作水頭 H=1m、發(fā)出功率 N=1kw 時(shí)，54snNH水輪機(jī)所具有的轉(zhuǎn)速 n 稱為水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速。 .比轉(zhuǎn)速 ns 是一個(gè)能綜合反映水輪機(jī)工作參數(shù) n，H，N 和 Q 之間關(guān)系的無量綱參數(shù)，其值不隨工況變化而變化，因而是水輪機(jī)分類主要依據(jù)當(dāng) H 一定時(shí)： Nn。機(jī)組尺寸縮小，投sn資減少，因此提高比轉(zhuǎn)速可以降低造價(jià)。當(dāng) H 和 N 一定時(shí)， 越高，空蝕系數(shù)越大，需要增加sn廠房開挖。6.水輪機(jī)的參數(shù)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(jī)的特性曲線有什么區(qū)別？水輪機(jī)的工作參數(shù)有水頭、流量、轉(zhuǎn)速、出力和效率等。其幾何參數(shù)包括轉(zhuǎn)輪直徑 、活動導(dǎo)葉的開度 ，葉片轉(zhuǎn)角1D0a等。水輪機(jī)的綜合特性曲線有模型綜合特性曲線和運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線兩種。運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線是針對原型水輪機(jī)繪制的，主要用于水電站的設(shè)計(jì)時(shí)檢查所選水輪機(jī)在、是否正確和建成后指導(dǎo)水電站的合理經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。復(fù)習(xí)思考題（水輪機(jī)部分）（四）1.水輪機(jī)選擇的內(nèi)容是什么？選擇方法有幾種？水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)的內(nèi)容1、確定機(jī)組臺數(shù)及單機(jī)容量2、選擇水輪機(jī)型式（型號）及裝置方式3、確定水輪機(jī)參數(shù) D1、n、Hs、Za ；Z0、 d04、繪制水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線5、確定蝸殼、尾水管的形式及其尺寸，估算水輪機(jī)的重量和價(jià)格。6、調(diào)速器及油壓裝置選擇7、根據(jù)選定的水輪機(jī)型式和參數(shù)，結(jié)合水輪機(jī)在結(jié)構(gòu)上、材料、運(yùn)行等方面的要求，擬定并向廠家提出制造任務(wù)書，最終雙方共同商定機(jī)組的技術(shù)條件，作為進(jìn)一步設(shè)計(jì)的依據(jù)。 選擇方法：1、 根據(jù)水輪機(jī)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(jī)組5、直接查產(chǎn)品樣本6、統(tǒng)計(jì)分析法2.水輪機(jī)的工作特性曲線和運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線各自的作用是什么？運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線研究目的：進(jìn)一步分析比較原型水輪機(jī)各方案之間的能量特性，指導(dǎo)水輪機(jī)的安全運(yùn)行。綜合反映原型水輪機(jī) H、N、Hs 等參數(shù)之間的關(guān)系曲線3.模型水輪機(jī)的最高效率與原型水輪機(jī)的最高效率哪個(gè)更高一些，為什么？模型水輪機(jī)的最高效率更高4.水輪機(jī)調(diào)節(jié)的原理，反擊式和沖擊式水輪機(jī)各自是如何調(diào)節(jié)流量的，水輪發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)前后調(diào)節(jié)流量的目的和作用是否相同，有何不同？反擊式：通過改變導(dǎo)葉開度 a0 ，ZZ：同時(shí)改變?nèi)~片轉(zhuǎn)角。沖擊式：通過改變噴嘴開度。 水輪發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)前調(diào)節(jié)流量的目的：盡可能的增大水輪機(jī)的發(fā)電效率和使水輪機(jī)處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。水輪發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)后調(diào)節(jié)流量的目的：系統(tǒng)負(fù)荷變化系統(tǒng)電壓發(fā)生變化發(fā)電機(jī)勵磁裝置動作發(fā)電機(jī)的端電壓恢復(fù)并保持在許可范圍內(nèi)。系統(tǒng)負(fù)荷變化系統(tǒng)電流的頻率 f 發(fā)生變化，由于 f 是磁極對數(shù) p 和轉(zhuǎn)速 n 的函數(shù)發(fā)電機(jī)調(diào)速器動作發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速恢復(fù)并保持在許可范圍內(nèi)。水輪發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)后調(diào)節(jié)流量的作用：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、停機(jī)、增減負(fù)荷，對并入電網(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。5.中小型水電站如何為水輪機(jī)選擇合適的調(diào)試器？水輪機(jī)調(diào)速設(shè)備包括：調(diào)速柜、接力器、油壓裝置中小型調(diào)速器是將上面的三部分結(jié)合在一起，成為一個(gè)整體設(shè)備，以主接力器的工作容量(也稱為調(diào)速功) 為表征組成標(biāo)準(zhǔn)系列。用調(diào)速功來進(jìn)行選擇。調(diào)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(jī)的調(diào)速功：A=(200250)Q(HmaxD1)1/2Q 為最大水頭下額定出力時(shí)的流量。沖擊式水輪機(jī)的調(diào)速功：A=9.81 Z0 (d0+d03 Hmax/6000)Z0 為噴嘴數(shù)目d0 為額定流量時(shí)的射流直徑。水電站復(fù)習(xí)思考題（2）復(fù)習(xí)思考題（引水部分）（一）1.簡述有壓進(jìn)水口的主要型式、有壓進(jìn)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(jìn)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(jìn)水口位置的選擇應(yīng)當(dāng)從水庫地形、地質(zhì)條件、水位變幅、引水路線、進(jìn)水口型式以及其他進(jìn)水口位置等方面來綜合考慮。運(yùn)行時(shí)應(yīng)能保證流向進(jìn)水口的水流平順、對稱、水頭損失小、不產(chǎn)生回流和漩渦、不產(chǎn)生淤積和聚集漂浮物等現(xiàn)象。同時(shí)在其他進(jìn)水口通過水量或泄洪時(shí)不影響該進(jìn)水口的進(jìn)水量。引水隧洞的進(jìn)水口應(yīng)與隧洞路線的選擇協(xié)調(diào)一致，布置在地形地質(zhì)及水流條件均合適的地點(diǎn)。有壓進(jìn)水口應(yīng)低于運(yùn)行中可能出現(xiàn)的最低水位，并有一定的淹沒深度。有壓進(jìn)水口的底部應(yīng)高于水庫的設(shè)計(jì)淤積高程 1.0m 以上。有壓進(jìn)水口沿水流方向可分為進(jìn)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(guān)。進(jìn)水口的輪廓就是使這三個(gè)斷面能平順的連接起來。在保證引進(jìn)發(fā)電所需流量的前提下，盡可能使水流平順的進(jìn)入引水道，使水頭損失小、避免因水流脫壁而產(chǎn)生負(fù)壓，降低工程造價(jià)和設(shè)備費(fèi)用。2.攔污柵的工作要求?攔污柵的設(shè)計(jì)如何進(jìn)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(jìn)入進(jìn)水口，同時(shí)不讓這些漂浮物堵塞進(jìn)水口，以免影響機(jī)組正常運(yùn)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(jìn)水口處應(yīng)設(shè)置哪些閘門？其相互位置、作用、布置方式及運(yùn)用要求是什么？水電站壓力鋼管進(jìn)水口應(yīng)設(shè)檢修門和事故門，檢修門在事故門前。事故門的作用是當(dāng)水電