郑州大学水电站问答题考试总结.docx

水电站~思考题答案PS:还有19道题的答案木有找到绪论：主要内容以及要了解和掌握要点：1、能源的种类；和其他类型的能源相比，水电的特点；我国水力资源的总量及水力发电在国民经济中所占的地位；我国水力资源的分布情况、开发程度以及规划利用前景；2、水力发电的生产流程以及和水电有关的主要技术参数和技术指标；水电站的基本类型；特点；主要建筑物及布置原则概述；第一章水力机械概述：主要内容以及要了解和掌握要点：1、水轮机的基本参数；水轮机的各种水头（设计水头，工作水头，最大和最小水头）及其含义；搞清水轮机的水头和水电站的水头不是一个概念；在设计水电站时如何协调两者之间的关系2、水轮机的主要类型及其构造；水轮机分为反击式和冲击式两大类原则，每一大类又可以分为几种不同的类型；常见和常用的水轮机类型都有那些各有什么特点；掌握常见水轮机如轴流式、混流式河水斗式水轮机的主要部件有那些，名称是什么，功用是什么，这些主要部件各处在水轮机的什么位置；3、水轮机的牌号极标称直径水轮机牌和的意义，作用，水轮机牌号的常规表示方法；目前水轮机牌号的使用现状；提出水轮机标称直径的目的；不同类型的水轮机标称直径的标注方法和具体位置；第二章水轮机的工作原理：主要内容以及要了解和掌握要点：1、水流在反击式水轮机转轮中的运动；水流在反击式水轮机转轮内运动的复杂性（恒定流和非恒定流）；水流和转轮叶片作用的原理；水流做功原理；对水流或流场的描述方法（解析，数值，速度三角形）；速度三角形中各速度示量的含义；2、水轮机的基本方程式推导水轮机基本方程三条假定的目的与意义；控制体的选择与研究对象；力矩的轴对称性，作用力和反作用力原理；水轮机基本方程的不同表现形式和物理意义；3、水轮机的效率及最优工况水轮机效率和能量损失的关系；水轮机能量损失的几种形式；不同损失产生的原因；无撞击进口和法向出口及最优工况条件；4、尾水管的工作原理动力真空和静力真空；尾水管回收能量的方式与原理；尾水管的作用；尾水管回收能量的程度；尾水管的水力损失系数和动能恢复系数；5、水轮机的空化与空蚀水轮机空化与空蚀的研究历史；水流空化的机理；空化压力和空化温度的关系；水轮机空蚀的机理；水轮机空蚀的破坏作用；水轮机空蚀的类型；水轮机空蚀的后果及表现形式；水轮机空蚀的预防或防护措施；6水轮机的空蚀系数、吸出高及安装高程水轮机空蚀系数的来历；水轮机空蚀系数的意义；水轮机吸出高的来历；水轮机吸出高的确定；对不同水轮机吸出高的规定；对不同水轮机安装高程的规定与计算；第三章水轮机的相似原理及特性曲线：主要内容以及要了解和掌握要点：15 1、水轮机的相似原理概述相似概念及研究水轮机相似的目的；水轮机的相似条件；不同相似条件所对应的含义；相似的局限性和近似性；2、水轮机的相似率、单位参数和比转速流量相似率的含义；转速相似率的含义；出力相似率的含义；导出水轮机单位参数的目的与作用；导出水轮机比转速的目的与意义；3、水轮机的效率换算与单位参数修正水轮机效率换算的目的与意义；水轮机效率换算的依据与经验性；不同水轮机效率换算公式的适用条件；水轮机效率换算后再修正的原因；水轮机单位参数的修正；4、水轮机的主要综合特性曲线水轮机模型试验的目的；水轮机主要特性曲线的作用；常见类型水轮机综合特性曲线中所标示的内容；出力限制线的意义与作用；第四章水轮机选型：主要内容以及要了解和掌握要点：1、水轮机的标准系列采用标准系列的目的；水轮机型谱的来历与演变；水轮机的尺寸系列；水轮机转速和发电机转速的关系；发电机标准同步转速的确定；2、水轮机选择水轮机选型设计的基本内容；水轮机选型设计的基本要求；水轮机选型设计需要收集和整理的基本资料；确定电站装机台数、单机容量的原则和要考虑的相关因素；确定水轮机型号、主要参数的基本方法及其适用条件；不同水轮机主要参数之间的比较及最终方案确定的一般原则；3、水轮机运转特性曲线的绘制水轮机运转特性曲线的作用；水轮机运转特性曲线的绘制方法；水轮机的最优工作区域；水电站厂内优化运行的基本概念；4、水轮机蜗壳的型式及主要尺寸的确定水轮机基本型式；不同水轮机蜗壳的特点及适用场合；对蜗壳内水流运动规律的假定；蜗壳水力计算及轮廓尺寸确定的方法；蜗壳轮廓尺寸对水电站厂房尺寸的影响；5、尾水管的型式及主要尺寸的确定常见尾水管的型式及其特点；尾水管轮廓尺寸的确定；尾水管尺寸对水电站厂房尺寸的影响；尾水管尺寸可能变动的情况及对水轮机性能的影响；第五章水轮机调速器主要内容以及要了解和掌握要点：1、水轮机调节的基本概念水轮机调节的主要任务；水轮机调节的对象；目前调速器的附加功能；水轮机调速器应满足的特殊要求；2、调速器的类型及工作原理调速器的基本类型；水轮机调速器的发展趋势；微机调速器的优点；调速器的基本工作原理；调速器的工作稳定性及静、动特性曲线；有差调节和无差调节适用的场合；3、调速器的主要设备及选择调速器的主要设备及其功用；调速器的基本系列；调速设备选择的一般原则水力机械课程复习思考题绪论部分：1、为什么说水力发电的可调节性比较好?P1电能不能储存，生产与消费必须同时。水能则可存蓄在水库里，根据电力系统的要求进15 行生产，水库是电力系统的储能库。水库调节提高了电力系统对负荷的调节能力，增加了供电的可靠性和灵活性。2、根据你对水电和火电的认识，试讨论各自的特点和水电的优势?水电的特点（第3题）。火电的特点：（1）不受自然条件的制约，只要保证燃料供应，火电站就可以工作。（2）水电站一般担任电力系统的基荷，单位燃煤较小。（3）一般的说，火电站本水单位千瓦的投资比水电站低，但算上其他成本，单位发电成本比水电站高。水电的优势：（1）环境污染少（2）投资成本低（3）可调节性能好3、和其他发电形式相比水力发电有那些特点?P1水力发电区别于其他能源，具有以下特点：（1）水能的再生（2）水能的综合利用（3）水能的调节（4）水力发电的可逆性（5）水力发电机组工作的灵活性（6）水力发电生产成本低，效率高（7）有利于改善生态环境（8）一次投资大，工期长4、水电站的基本类型有哪些?各有何特点?P7按水电站的组成建筑物及其特征，可将水电站分为坝式、河床式和引水式三种基本类型。坝式水电站的水头由坝来集中，一般为中、高水头。河床式水电站的水头由挡水建筑物集中，水头一般低于30-40m。引水式水电站由引水建筑物引水以集中水头。5、在什么情况下可以说水力发电具有可逆性?P2把高处的水体引向低处驱动水轮机发电，将水能转换成电能；反过来，通过电动抽水机将低处的水送往高处水库储存，将电能又转换成水能。利用这种水力发电的可逆性修建抽水蓄能电站，对提高电力系统的负荷调节能力有独特的作用。用抽水机将低处的水送往高处所消耗的电能小于储存的水能将带来的经济效益。6、什么是水电站年利用小时？P6将水电站的多年平均发电量除以装机容量便可得出水电站装机年利用小时数。7、什么是水电站的装机容量?P6装机容量是指水电站内全部机组额定出力的总和。8、什么是水电站总投资？水电站总投资是指从初步规划到建成时固定资产投资与流动资产投资之和。9、坝后式水电站特点是什么？P7坝后式水电站常修建于河流中、上游的高山峡谷中，水头由坝来集中，一般为中、高水10、引水式水电站特点是什么？P8引水式水电站一般修建在河流坡度大、水流湍急的山区河段。主要采用引水建筑物引水以集中水头，形成落差。11、河床式水电站特点是什么？P7河床式水电站常修建在河流中、下游河道纵坡较平缓的河段上。水头由挡水建筑物集中，水头一般低于30~40m。15 12、混合式水电站特点是什么？由坝和引水道两种建筑物共同形成发电水头的水电站，即发电水头一部分靠拦河坝壅高水位取得，另一部分靠引水道集中落差取得。13、抽水蓄能水电站特点是什么？抽水蓄能电站有一个建在高处的上水库（上池）和一个建在电站下游的下水库（下池）。抽水蓄能的机组能起到作为一般水轮机的发电作用和作为水泵将下池的水抽到上池的作用。在电力系统低谷负荷时，抽水蓄能电站的机组作为水泵运行，往上池蓄水。在高峰负荷时，作为发电机组运行，利用上池的蓄水发电，送到电网。14、试论述修建水力发电工程对生态的影响水利水电工程在环境方面的影响主要包括移民问题，对泥沙和河道的影响，对气候、水文、地质、土壤、水体、鱼类和生物物种的影响，以及对文物和景观的影响、对人群健康的影响等。一般情况下，地区性气候状况受大气环流所控制，但修建大、中型水库及灌溉工程后，原先的陆地变成了水体或湿地，使局部地表空气变得较湿润，对局部小气候会产生一定的影响，主要表现在对降雨、气温、风和雾等气象因子的影响。水库修建后改变了下游河道的流量过程，从而对周围环境造成影响。水库不仅存蓄了汛期洪水，而且还截流了非汛期的基流,往往会使下游河道水位大幅度下降甚至断流，并引起周围地下水位下降，从而带来一系列的环境生态问题：下游天然湖泊或池塘断绝水的来源而干涸；下游地区的地下水位下降；入海口因河水流量减少引起河口淤积，造成海水倒灌；因河流流量减少，使得河流自净能力降低；以发电为主的水库，多在电力系统中担任峰荷，下泄流量的日变化幅度较大，致使下游河道水位变化较大，对航运、灌溉引水位和养鱼等均有较大影响；当水库下游河道水位大幅度下降以至断流时，势必造成水质的恶化。15、抽水蓄能水电站在电力系统中起什么作用既能调峰又能填谷，具有双倍容量功能。起停迅速，是理想的紧急事故备用电源。改善火电和核电运行条件。提高电网运行效益。发挥线路的输电能力。显著的动态效益。节省电力投资费用。抽水蓄能电站可大大提高电网运行的安全性。16、从分布和开发利用的情况来看，我国的水力资源特点有哪些？P2我国水利资源特点：（1）我国水力资源丰富。（2）我国水力资源地域上分配不均，与经济发展现状不匹配。（3）我国水力资源时空上分配不均，丰枯流量相差悬殊。（4）我国水力资源开发程度不均。17、水轮发电机组工作的灵活性主要表现在哪些方面?P2水力发电机组设备简单，操作灵活方便，启闭灵活，易于实现自动化，具有调频、调峰、旋备用、事故备用、负荷调整等功能，可增加电力系统的运行可靠性，动态效益突出。水电站是电力系统动态负荷的主要承担者。第一章水轮机概述1、说出ZD600—LH—600中各字母和数字的含义P2915 轴流定桨式水轮机，比转速600，立轴，混凝土蜗壳，转轮直径为600cm。2、说出HL240—LJ—550中各字母和数字的含义P29混流式水轮机，比转速240，立轴，金属蜗壳，转轮直径为550cm。3、说出ZZ560—LH—1130中各字母和数字的含义P29轴流转桨式水轮机，比转速560，立轴，混凝土蜗壳，转轮直径为1130cm。4、分析在实际应用中通过调整水轮机的那些工作参数才能有效调节水轮机的出力?调整其他工作参数为什么不现实?水轮机的出力Nd=Nr]d=9.81QH刀刀d,H、刀及刀d分别为水轮机的工作水头、水轮机的效率和发电机的效率。在实际应用中，通过调节水轮机的流量可以有效调节水轮机的出力，其他的参数都是不可以人为控制的。5、什么是水轮机的工作水头?P28水轮机的工作水头是指作用于水轮机的单位水体所具有的能量。水轮机的工作水头还等于水电站毛水头扣除引水系统中水头损失后的值。6按水流通过水轮机的过流顺序说出反击式水轮机的主要过流部件并简述其功用.从水电站的压力水管或直接由水电进水口引入发电流量进入水轮机的引水室，即蜗壳，然后通过座环、导水机构引入水轮机转轮，将水能转化为水轮机的机械能输出，发电尾水通过水轮机的泄水部件即尾水管泄往下游河道。引水室的作用是将压力水管或直接从电站进水口引入的水流平顺、均匀、轴对称地引入水轮机的导水机构，并在进入转轮前形成一定的环量，减少水利损失，提高水轮机的能量转换效率。导水机构根据机组负荷变化来调节进入轮机的水流环量。水轮机的转轮是将水能转换为机械能的部件。尾水管的作用是将水轮机转轮的水流顺畅排向下游的尾水池并回收转轮出口水流的剩余能量。7、反击式水轮机和冲击式水轮的分类原则是什么?反击式水轮机是主要利用水流的压力能转换为机械能的水轮机。冲击式水轮机是将水流的动能转化为机械能的水轮机。8、举出几个常用水轮机的名称.轴流式水轮机，混流式水轮机，水斗式水轮机，斜击式水轮机。9、导水机构的主要作用是什么?P18导水机构能形成和改变进入转轮的水流环量，根据机组所带负荷的变化情况随时调节水轮机的引用流量，以改变机组出力，并进行开机和停机操作。在机组甩负荷工况时，可迅速关闭导水叶，防止飞逸事故的发生。10、尾水管的主要功用是什么作用：（1）将水轮机转轮的水流顺畅排向下游的尾水池。（2）回收转轮出口水流的剩余能量。15 11、反击式水轮机和冲击式水轮机的分类特点是什么？其主要类型各有哪些？P13反击式水轮机根据水流流经转轮的方式不同，可分为轴流式、混流式、斜流式和贯流式四种类型的水轮机。按射流是否在转轮旋转平面内，冲击式水轮机可分为水斗式水轮机、斜击式水轮机和双击式水轮机三种不同类型。12、在选择水轮机时，水电站的水头范围和水轮机的水头范围如何协调？水轮机的水头范围应涵盖水电站的水头范围。13、水轮机的主要过流部件有哪些？其主要功用是什么？略。参考第6题。14、根据N=yHQy］分析改变水轮机出力调整哪个参数比较合适？15、水轮机的最大水头和最小水头受什么因素限制?水轮机的最大水头是使用水头的上限，主要受机组的强度、刚度、振动、效率、空蚀性等因素控制。水轮机的最小水头是使用水头的下限，主要受机组的刚度、振动、效率、空蚀性等因素控制。16、反击式水轮机和冲击式水轮机在工作时水流和转轮相互作用有什么不同?反击式水轮机的特点是水流在压力流的状态下流经转轮，而且水流充满整个过水流道。冲击式水轮机是指通过喷嘴将水流能量全部转换成高速射流的动能，冲击安装在转轮外周转盘上的部分勺斗使转轮转动，从而将水能转化成机械能的水轮机。17、反击式水轮机的主要过流部件有那些?其主要功用是什么?略。18、在水轮机选择时如何考虑水电站水头范围和水轮机水头范围的协调问题?水轮机的水头范围应涵盖水电站的水头范围。19、常用的反击式水轮机有哪几种?至少说出两种机型的过流特征轴流式水轮机水流在进入水轮机前，流向已经变得和水轮机轴平行，因为水流在通过转轮室沿轴向进入而又依轴向流出。混流式水轮机水流沿转轮径向流入转轮而沿轴向流出转轮。斜流式水轮机的转轮叶片轴线与水轮机轴线有一定夹角，水流斜向流经转轮。20、水电站的最大、最小毛水头通常该如何确定水电站最大毛水头是指水电站上游水位和下游水位可能的对应组合并扣除相应引水系统损失的最大值。水电站最小毛水头是指水电站上游水位和下游水位可能的对应组合并扣除相应引水系统损失的最小值。21、在选择水轮机时,水轮机的水头范围和水电站的水头范围是个什么样的关系?水轮机的水头范围应涵盖水电站的水头范围。22、混流式水轮机的标称直径指的是转轮那个部位的直径？P30标称直径为转轮进口边最大直径。15 23、轴流式水轮机的标称直径指的是转轮那个部位的直径？P30标称直径为转轮叶片中心线与转轮室交点处转轮室直径。24、对于不同类型的电站，设计水头的大致范围如何确定?坝式水电站的水头一般为中、高水头，目前最大水头已接近300米。河床式水电站的水头一般低于30-40米。引水式水电站可以集中很高的落差，目前最大水头已达2000米以上，但发电引用流量一般比较小。25、飞逸转速是指什么而言？P29当机组空转速度达到某一稳定的最高转速时，此空转转速称为飞逸转速。第二章水轮机的工作原理1、水轮机的最优工况条件是什么?P40只有进、出口获得最佳的水流条件，水轮机的损失才最小，才有可能是所谓的最优工况。2、水轮机的尾水管为什么能够回收能量?P43因为尾水管能汇集转轮出口的水流，并引导水流排至下游。当Hs>0时，以静力真空的方式使水轮机完全利用了这一高度所具有的势能，并且以动力真空的方式使水轮机回收了转轮出口水流的大部分动能。3、水轮机速度三角形中各是什么速度?为什么要引入速度三角形?P33水轮机速度三角形包括相对速度、牵连速度和绝对速度。因为水流质点进入转轮后，一方面沿叶片运动，另一方面又随着转轮的转动而旋转，是一种复合运动。引入速度三角形后，对实际水电站水轮机的工作状态进行分析时更方便。4、为什么水轮机在最优工况工作时效率较高?P40因为在最优工作时进、出口获得最佳的水流条件，水轮机的损失最小，水轮机的效率最5、简述水轮机基本方程式的物理意义.P37水轮机基本方程式是反映水能转变为水轮机转轮旋转机械能的一个能量平衡方程式，从理论上揭示了水轮机利用水能作功的原理。水流通过水轮机时，水流和转轮叶片相互作用，转轮的叶片迫使水流动量矩发生变化，水流在其动量矩改变的同时，以反作用力作用于叶片，是转轮产生旋转的力矩。6、在水轮机中为什么会发生空化和空蚀?P44水之所以发生空化，有外部原因，也有内部原因。空化发生的外部原因是流体中压力的降低，内部原因是水体内部存在的能诱发空化的空化核。人们把在水轮机过流道内从气跑的形成到溃灭以及对流道表面产生作用的这一系列过程，称为水轮机的空蚀。7、水轮机的安装高程是指水轮机那个地方的高程?P54对立轴反击式水轮机是指导叶中心高程，对卧轴混流式水轮机和贯流式水轮机是指主轴中心线高程。15 8、水轮机的损失有哪几种?P37水轮机的能量损失有三种：水力损失、容积损失和机械损失。9、水轮机空蚀的类型有哪几种?各是由什么原因引起的?P47（1）翼型空蚀：由于水轮机的翼形设计不合理或者水轮机的安装高程不合适，形成绝对值较大的负压，当背面的负压降低到空化压力以下时，便产生了空蚀。还有当水轮机偏离最优工况运行时，混流式水轮机因入流冲角太大，造成脱流，在叶片头部也会发生空蚀。（2）间隙空蚀：当水流通过某些间隙或较小的通道时，因局部速度的升高而形成了压力降低，当压力降低到空化压力以下时会发生间隙空蚀。（3）空腔空蚀：当水轮机偏离最优工况运行时，转轮出口形成一种周期性摆动的真空涡带，有可能冲击到过流表面，使叶片出口下环处及尾水管进口等处产生空蚀破坏。（4）局部空蚀：由于水轮机的过流表面在某些地方凹凸不平，诱发水流出现旋涡、脱流而产生空蚀。10、水轮机的空蚀防护可从哪几个方面入手?P48（1）在水轮机的设计制造方面（2）在工程措施方面（3）在运行管理方面11、水轮机的安装高程是指什么而言?P53水轮机的安装高程是水电站非常重要的一个特征高程，在进行水电站厂房设计时，该高程是计算水电站厂房其他高程的基准值。对于不同型式和不同装置方式的水轮机，它们的安装高程在工程上也都分别作了规定：对轴立反击式水轮机是指导叶中心高程；对卧轴混流式水轮机和贯流式水轮机是指主轴中心线高程。12、简述水轮机尾水管通过什么原理回收水流的能量？P43水轮机多利用的能量是有势能落差Hs和大部分转轮出口动能所组成的。由于这部分动量在尾水管进口处形成压力降低，出现真空，于是便增大了转轮进、出口的压力差，因而也增加了转轮可利用的能量。13水轮机吸出高Hs的上下起算点如何确定？P52对立轴混流式水轮机，Hs是从导叶下部底环上平面到下游水面的垂直高度。对卧轴混流式和贯流式水轮机，Hs是从转轮叶片最高点到下游水面的垂直高度。对立轴轴流式水轮机，Hs是从转轮叶片轴线到下游水面的垂直高度。14、水轮机在工作过程中影响效率的损失有哪些?各是由什么引起的?P37（1）水轮机的进口撞击损失：在某个工况下，由于水轮机的进口相对速度方向与叶片进口骨线方向不一致而发生撞击，水流撞击后速度改变，产生的撞击损失。（2）摩擦阻力损失：水流在流过流道时，水流和叶片表面产生摩擦而形成摩擦阻力损失。（3）出口动能损失：水流通过转轮作功以后，仍有一部分动量从转轮出口流出。这部分动能虽经尾水管进行能量回收，但尾水管出口的水流仍以一定的速度流出，但这部分就完全损失在下游，称为出口动能损失。15、水轮机发生空蚀会引起什么样的后果?P45水轮机空蚀破坏的后果：1.发生振动和噪音2.影响水轮机的效率和出力3.影响水轮机的寿命15 16速度三角形中各是什么速度?分量Vm和Vu各表示什么含义?水轮机速度三角形包括相对速度、牵连速度和绝对速度。在圆柱坐标系中，Vm是轴面速度。对转轮中的整个流体而言，Vu反映了流体的旋转程度。17、尾水管中动力真空和静力真空是如何形成的?P42在设置尾水管后，转轮出口形成了压力降低，即出现了真空现象，此真空值由两部分组成：一部分由落差H2形成，称为静力真空，H2也称为吸出高，可用专门的符号Hs表示；另一部分则由尾水管进、出口动能差并扣除水头损失形成，称为动力真空，它是通过圆锥形尾水管对水流的扩散作用而形成的。18通常对水轮机空蚀的减轻和防护措施有那些?应注意设计合理的叶形，是叶片具有平滑的线形，尽可能的使叶片背面上的眼里分布均匀。合理确定水轮机的安装高程，在保证尾水管对能量回收有较好效果的同时，兼顾水电站基础开挖深度和水轮机抗空蚀性能之间的关系，限制转轮出口真空度的值，在水轮机的正常运行范围内使水轮机转轮叶片背面低压区的压力不低于常温下水的空化压力。19在确定水轮机吸出高时如何考虑下游尾水位高程?当计算得到的Hs为负值时，说明需要将规定的水轮机位置装置在下游水面以下，使转轮出口处不再出现静力真空而产生正压，以抵消由于过大的动力真空而使水轮机发生严重的空蚀。20、推导水轮机基本方程的三条基本假定什是么？为什么要这样假定?P35假定：叶片无限多、无限薄且水流进入转轮中是轴对称的，水流运动的恒定流，水流不可压缩.（1）其运动轨迹与叶片表面重合（2）可以取整个转轮来进行分析21引起水轮机效率降低的原因有哪些？最主要的是什么？引起水轮机能量损失的表现形式有三种：水力损失、容积损失和机械损失。水轮机的水力损失主要包括进口撞击损失、摩擦阻力损失和出口动能损失。无论何种形式的损失，均是水流能量的损失，最终都影响水轮机的效率。最主要的水力损失。22、尾水管的恢复性能和什么有关?尾水管的恢复性能与尾水管出口流速、转轮出口流速和尾水管从进口到出口的水力损失有关。23、简述你对水流空化机理的认识?P4424、水轮机空蚀的破坏作用大致可分为几个方面?水轮机空蚀破坏作用分为：（1）机械破坏作用（2）电化学作用（3）化学作用（4）联合作用25、对于水轮机的不同工况空蚀系数是不是一个确定的值?为什么?P51不是一个确定的值，因为空蚀系数与k点的相对速度，转轮出口速度有关，不同的工况下这两个数是不同的。26、证明题：证明尾水管能通过形成静力真空和动力真空回收能量15 27、证明题：说出推导水轮机基本方程的假设条件并推导出水轮机的基本方程第三章水轮机的相似原理及特性曲线1、简述你对导出水轮机单位转速和单位流量意义的认识.如果原型水轮机和模型水轮机的单位参数（单位转速和单位流量）相等，则原型水轮机和模型水轮机工况就相似。2、为什么在混流式水轮机的主要综合特性曲线中要有出力限制线?P66出力限制线是为保证水轮机能够稳定、可靠地运行而限制水轮机工作范围的一条线。水轮机的正常工作范围是在该曲线的左侧。3、同一个系列的水轮机是指什么而言的?P61同一个系列的水轮机是指具有相同的比转速。4、什么是运动相似?P56运动相似是指同一轮系的水轮机，水流在过流部分同一个对应点的速度三角形相似，也就是说，对应点上同名速度的方向相同，速度大小成比例。5什么是几何相似？P56几何相似是指原型水轮机和模型水轮机过流通道的所有对应角相等，对应尺寸成比例。6什么是动力相似？P57动力相似是指原型水轮机和模型水轮机过流部件对应点作用的同名力方向相同，大小对应成比例。7水轮机的相似条件有哪些?具体是指什么而言?P56水轮机的相似条件有几何相似、运动相似和动力相似。几何相似是指原型水轮机和模型水轮机过流通道的所有对应角相等，对应尺寸成比例。运动相似是指同一轮系的水轮机，水流在过流部分同一个对应点的速度三角形相似，也就是说，对应点上同名速度的方向相同，速度大小成比例。动力相似是指原型水轮机和模型水轮机过流部件对应点作用的同名力方向相同，大小对应成比例。8为什么不能认为水轮机模型和原型在工况相似时效率相等?或者原型水轮机和模型水轮机之间为什么要进行效率换算?P62在推导水轮机相似工况的单位参数公式时，假定模型水轮机和原型水轮机在相似工况下效率是相等的，而实际上二者之间的效率是有差别的。引起效率不相等的因素有很多种，其主要原因还在于尺寸效应和不能保证绝对的相似。因此需要将试验所得的模型水轮机的效率经过换算以求得原型水轮机的效率。9、不同比转速的水轮机之间的差异主要是什么?P61水轮机的比转速不同，其过流通道的几何形状也随之发生变化，比转速越高，水轮机过流能力越大，导叶的相对高度也越大，要求转轮的过流通道越开阔，则转轮的叶片数目就越少。另外，由于空蚀系数随着比转速的增大而增大，为了减小转轮出口流速以降低空蚀系数，15 对混流式水轮机则相对应的是水轮机的直径比增大，对轴流式水轮机则相应使轮毂比减小。10在水轮机模型和原型之间参数换算中，单位参数其什么作用?P60如果原型水轮机和模型水轮机的单位参数相等，则原型水轮机和模型水轮机工况就相似。11、水轮机工况相似是指什么而言?P57我们把水轮机的运动相似的工况称为水轮机的相似工况。12为什么混流式水轮机的设计工况点要选在5%（或3%）出力限制线上（或附近）？P68（参考第四章第9题）因为设计工况点以后，随着流量的增加，机组出反而减小；流量再增加，出力再减小，形成恶性循环，直到使机组的运行遭到破坏，严重时会拖垮整个电网。因此，为了避免这种情况发生，便采用了限制水轮机出力的方法。13水轮机的相似条件哪些可以满足哪些不能完全满足？P57实际上，在考虑原型水轮机和模型水轮机之间的相似问题时，要完全满足三个相似条件是困难的。14、水轮机的工况相似要满足什么样的条件？P58要满足水轮机的相似律，即流量相似律、转速相似律和出力相似律。15、混流式水轮机的主要综合特性曲线都由哪些曲线组成？P66混流式水轮机的主要特征曲线有等开度线、等效率线、等空蚀系数线和出力限制线。16轴流转桨式水轮机的主要综合特性曲线都由那些曲线组成？P71轴流式桨式水轮机的主要特征曲线有等开度线、等效率线、等空蚀系数线和等转角线。17为什么在轴流转桨式水轮机的主要综合特性曲线中不画出出力限制线？P71对轴流转浆式水轮机，也存在有出力限制线，但在主要综合特征曲线图中并未绘出，这是由于轴流转浆式水轮机具有双重调节功能，转轮叶片可以随着水轮机导叶开度变化而改变其角度，水流基本处于无撞击进口，使水轮机在较高效率区域运行。第四章水轮机选型：1、制订水轮机标准系列的意义是什么？P74一方面，减少和控制水轮机的系列和每个系列的品种，以便于缩短生产周期和降低生产成本；另一方面，也能够使那些常规的、没有特殊要求的水电站按自己的自然条件和要求选到相对合适的水轮机。2、为什么水轮机的额定转速不能随意取值?和什么有关？P77除特别小的水电站外，水轮机和发电机是同轴连接的，所以水轮机的转速必须和发电机的同步转速一致。而水轮发电机的标准同步转速与磁极对数有关。15 3、水轮机选型设计的基本工作内容是什么?P72（1）根据水能规划推荐的电站总容量确定机组的台数和单机容量（2）选择水轮机的型号及装置方式（3）确定水轮机的转轮直径、额定出力、同步转速、安装高程等基本参数（4）绘制水轮机的运转特性曲线（5）确定蜗壳、尾水管的型式及它们的主要尺寸，以及估算水轮机的重量和价格（6）选择调速设备（7）结合水电站运行方式和水轮机的技术标准，拟定设备定购技术条件4、水轮机选型设计的基本要求由哪些?P72（1）水轮机有较好的能量特性，在额定水头能保证发出额定出力，额定水头以下的机组受阻容量小，水电站全厂机组平均效率高。（2）水电站性能要与水电站的整体运行方式和谐一致，运行稳定，可靠灵活。有良好的抗空蚀性能和抗磨损性能，对多泥沙河流上的电站更应如此。（3）水轮机的结构设计合理，便于安装、操作、检修和维护。（4）选择生产实力强、制造技术水平高、合作信誉好的制造厂商，使机组制造、供货、设备的技术要求能得到可靠保证。（5）考虑适度合理的经济节省原则。5、水轮机选型设计时需要收集和整理的基本资料包括哪些?P72（一）枢纽工程资料（二）电力系统资料（三）水轮机产品技术资料（四）运输及安装条件（五）其他：工程投资意向及一些其他特殊要求。6、确定水电站机组台数和单机容量时要考虑那些因素?P73（一）机组台数与工程建设费用的关系（二）机组台数与设备制造、运输、安装及枢纽布置的关系（三）机组台数与水电站运行效率的关系（四）机组台数与水电占运行维护的关系（五）机组台数与电气主接线的关系7、确定水轮机型号和基本参数的基本方法有哪些?P77（一）用系列型谱（或标准系列）结合主要综合特性曲线法（二）专题研究法（三）查系列应用范围法（四）套用法（五）直接查产品样本法（六）统计分析法8、不同的水轮机型号和参数确定方法各适用于什么情况?P78（一）用系列型谱（或标准系列）结合主要综合特性曲线法：该方法普遍用于大、中型水电站的水轮机选型设计，（二）专题研究法：对于特别重要的工程或特大型水力发电工程，如我国的葛洲坝、小浪底、三峡水电站等（三）查系列应用范围法：多用于河流梯级规划、任务书及工程的可行性研究阶段（四）套用法：该法多用于小型水电站的设计或工程设计的前期阶段（五）直接查产品样本法：用于小型水电站，特别是小（2）型水电站（六）统计分析法9、在做混流式水轮机选型设计时为什么要将设计工况点定在出力限制线附近?P68如果对机组的最大出力不进行限制，就有可能出现当机组出力已经达到了可能的最大值，而外界需要的负荷仍在增加，这时机组的反应就是再增大流量。其结果是流量增加，机组出力15 反而减小；流量再增加，出力再减小，形成恶性循环，直到使机组的运行遭到破坏，严重时会拖垮整个电网。因此，为了避免这种情况发生，便采用了限制水轮机出力的方法。10、为什么要将水轮机的模型主要综合特性曲线转换为运转特性曲线?P88水轮机模型综合特性曲线是同一轮系水轮机主要工作参数进行换算的基础，通过它可以将模型水轮机的工作参数换算为原型水轮机的工作参数。但在水电站实际运行中，有时为了实时分析水电站的动力指标、拟定机组的运行方式、考察机组的动力特性或判定机组工况点在工作范围中所处的位置等，若使用模型综合特性曲线就不够直观、不太准确、也不方便。因此要将水轮机的模型主要综合特性曲线转换为运转特性曲线。11水轮机的运转特性曲线有哪些基本曲线组成?P88等效率曲线、出力限制线和等吸出高曲线。12常用的水轮机蜗壳形式有哪两种?各有何特点、适用于什么场合?P93金属蜗壳的特点：适用水头高、水力性能好、但由于其包角较大，平面外形尺寸相对也较大。混凝土蜗壳的特点：适用于低水头、大流量的场合，水力性能比金属蜗壳差，但混凝土蜗壳的断面在一定范围内可以沿轴向向上或向下延伸，做成窄长形的。在断面相等的情况下，比圆形断面有较小的径向尺寸，另外包角小，其平面外轮廓尺寸也相对较小，在一定程度上可以减小水电站厂房的平面尺寸。金属蜗壳：多用于中高水头的混流式水轮机混凝土蜗壳：适用于低水头、大流量的场合。13用简化方法确定蜗壳的轮廓尺寸适用于什么样的情况?哪种假定最接近实际？P95在水电站设计的前期资料不全的情况下，可按简化方法来确定蜗壳的外轮廓尺寸，以满足初步确定水电站厂房平面尺寸的需要。最接近实际的假定：水流在蜗壳中的运动是一种有势流动。假定水流的黏性很小，可忽略其内在的摩擦损失；假定蜗壳内壁光滑且无异物，水流自身不旋转，在蜗壳内不作功；假定水流的运动是轴对称运动。14在什么样的情况下可以变动水轮机尾水管的原有尺寸?通常改变的方式有哪些?P101（1）尾水管出口宽度B5较大（如大于10m）时，可在扩散段内加单支墩或多支墩（多支墩会引起较大的水头损失，最好不用）。（2）扩散段的底板一般是水平的，但有时机组的安装高程过低或尾水管过长，为了减小厂房基础的开挖量，可将尾水管的扩散段整体向上倾斜，倾角可采用6°~12°。（3）有时由于厂房布置上的需要（如副厂房设在下游侧等），可人为加长扩散段的长度，扩散规律不变。（4）对于大中型反击式水轮机，尾水管往往采用不对称的布置，使其向蜗壳进口侧的一面偏移。（5）对于地下式厂房的水电站，为了保持岩石的稳定，尾水管常采用窄而深的断面，即加大深度减小宽度。15、对于不同类型的电站，设计水头（Hr）和加权平均水头（Hav）的大致关系是什么？对河床式水电站Hr=0.90Hav,对坝后式水电站Hr=0.95Hav,对引水式水电站Hr=Hav.16.在设计水电站时水轮机的尾水管是否可以缩短？为什么？15 16为什么水轮机的转速要用标准系列的转速？一方面，减少和控制水轮机的系列和每个系列的品种，以便于缩短生产周期和降低生产成本；另一方面，也能够使那些常规的、没有特殊要求的水电站按自己的自然条件和要求选到合适或相对合适的水轮机。18水轮机的尾水管是否能够加长，对水轮机的性能会产生什么样的影响？P101有时由于厂房布置上的需要（如副厂房设在下游侧等），可人为加长水平扩散段的长度，扩散规律不变，这样不仅增加了h5,也相应增加了出口段宽度B5。试验表明，水轮机效率会有所增加。19、如果尾水管的宽度过宽导致机组段宽度过宽，应采取什么措施？采用不对称布置，使其向蜗壳进口侧的一面偏移。20、标准弯肘型尾水管水平段的长度是否能加长和缩短？为什么？P101有时由于厂房布置上的需要（如副厂房设在下游侧等），可人为加长水平扩散段的长度，扩散规律不变，这样不仅增加了h5,也相应增加了出口段宽度B5。试验表明，水轮机效率会有所增加。第五章水轮机调速器1、水轮机调节的主要任务是什么？P102水轮机调节的主要任务是迅速改变机组出力使之适应于外界负荷的变化，以保证机组的转速即供电频率恢复或保持在允许范围以内。2、什么是有差调节？P107机组从一个稳定状态过渡到另一个新的稳定状态，机组的出力不同，对应的转速也不同，这种调节称为有差调节。3什么是无差调节？P107不管负荷如何变化，在调节前后的稳定状态，机组转速均保持为额定转速n0不变，这种调节称为无差调节。4、有差调节适用于什么情况？P107用于并列运行的机组。5、无差调节适用于什么情况？P107只能用于单台机组运行的情况。6、有差调节和无差调节各有何特点？P107无差调节的特点：不管负荷如何变化，在调节前后的稳定状态，机组转速均保持为额定转速n0不变，只能用于单台机组运行的情况。有差调节的特点：机组从一个稳定状态过渡到另一个新的稳定状态，机组的出力不同，对应15 的转速也不同。并列运行的机组，必须用有差调节。7、一般调速器的附加功能都有哪些?P103一般调速器的附加功能有快速自动同期、网络通信、遥控、负荷分配及参与水电站经济运行。8、水轮机调速设备的主要部件有哪些?P108调速器的主要设备包括调速柜、油压设备和接力器三部分。9调速器的主要类型有哪些?P104水轮机调速器大致可分为机械液压调速器、电气液压调速器和微机调速器三种类型。1、滚球法避雷保护半径，单只避雷针保护范围计算方法2、电力新能源种类；电能质量标准。3、电压互感器、电流互感器的接线方法。4、短路的危害有哪些？5、配电线路中电压规定。6、什么是电弧？电弧的产生过程？它对开关电器有哪些危害？开关设备中的灭弧措施有哪些？7、六氟化硫（SF6）断路器有哪些优缺点？真空断路器有哪些优缺点？8、SF6封闭组合电气（GIS）优缺点？9、电流互感器、电压互感器有什么作用？它的基本工作原理是什么？电压互感器、电流互感器的接线方法。10、电站主变压器的布置原则是什么？其典型布置有哪些？11、单母线接线、双母线接线、环形接线、角型接线的特点及适用情况？12、配电装置的基本要求有哪些？13、高压隔离开关有什么用途？操作时应特别注意什么问题？14、常用的接地种类有哪几种15、发电机转子和定子的作用？15