水电站复习题大全

水电站复习题 一、名词解释1、水轮机设计水头P6是水轮机发出额定出力时所需要的最小净水头。2、模型综合特性曲线P63以单位转速、单位流量为纵、横坐标轴而绘制的特性曲线3、运转综合特性曲线以工作水头H、出力P为纵、横坐标轴而绘制的特性曲线。4、单元供水P118每台水轮机组由一根专用水管供水。5、分组供水设多根主管，每根主管向数台机组供水。 6、间接水锤P164若水轮机开度的调节时间TS＞2L/a时，当阀门关闭过程结束前，水库异号反射回来的降压波已经到达阀门处，因此水管末端的水锤压力是由向上游传播的水锤波F和反射回来的水锤波f叠加的结果，这种水锤称为间接水锤。7、直接水锤当水轮机开度的调节时间TS≤2L/a时，由水库处异号反射回来的水锤波尚未到达阀门之前，阀门开度变化已经终止，水管末端的水锤压力只受开度变化直接引起的水锤波的影响8、河床式水电站厂房P286厂房与挡水建筑物一起座落在河床上，成为挡水前沿的一部分，厂、坝在结构上合为一体，称为河床式水电站厂房。9、溢流式厂房P282厂房布置在溢流坝后，洪水通过厂房顶下泄，这类厂房称为溢流式厂房。 10、水电站厂房P237是将水能转为电能的综合工程设施，包括厂房建筑、水轮机、发电机、变压器、开关站等，也是运行人员进行生产和活动的场所。11、比转速P57是一个与转轮标称直径无关的综合单位参数，它表示同一系列水轮机在1m水头下发出功率1kw时的转速。 二、单项选择题1、水轮机的工作水头是(D)。P6A水电站静水头   B水电站毛水头C水电站上、下游水位差D水轮机进口断面和出口断面单位重量水流的能量差2、DST表示(C)调速器。A大型机械液压双调节 B大型机械液压单调节C大型电气液压双调节D大型电气液压单调节3、水轮机调节的实质是(D)。P84A调节水轮机的水头         B调节机组转速C调节机组效率D调节水轮机的流量4、防止翼型汽蚀的条件是(B)。P48A实际吸出高度大于允许吸出高度B实际吸出高度小于允许吸出高度C实际吸出高度等于允许吸出高度D都不正确 5、混流式水轮机的汽蚀主要是(A)；p44而转桨式水轮机是以(B)为主；A翼型汽蚀B间隙汽蚀B局部汽蚀D空腔汽蚀6、(B)的调速器具有双调节作用。A混流式水轮机     B轴流转浆式水轮机C轴流定浆式水轮机D贯流式水轮机7、油压装置是供给(C)压力油能源的设备。P92A水轮机      B发电机 　 C调速器D压力钢管8、衡量尾水管性能的指标，主要是看它对转轮出口(C)恢复程度如何。P37A压能       B势能C动能D机械能 三、多项选择题1、我国大中型水电站的设计阶段有（ABCD）。P239A预可行性研究B可行性研究C招标设计D施工详图2、油压装置包括（ABC）。P92A压力油箱B集油槽C油泵D调速柜3、下列说法正确的是(AC)。P253A悬式发电机的推力轴承位于转子上方，支承在上机架上。B悬式发电机的推力轴承位于转子下方，设在下机架上。C伞式发电机的推力轴承位于转子下方，设在下机架上。D伞式发电机的推力轴承位于转子上方，支承在上机架上。4、水轮机的汽蚀类型包括（ABCD）。P44A翼型汽蚀B空腔汽蚀C局部汽蚀D间隙汽蚀 5、尾水管的作用是(ABD)。P37A将转轮的水流排向下游B回收转轮出口水流的部分动能C回收转轮低于上游水面的那段位能D回收转轮高出下游水面的那段位能6、下列说法正确的是（ACD）。P171P189A阀门开度变化对水锤压强的影响很大。B阀门开度变化对水锤压强没有影响。C在高水头电站中常发生第一相水击，可以采取先慢后快的非直线关闭规律，以降低第一相水击值。D在低水头水电站中常发生极限水击，可采取先快后慢的非直线关闭规律，以降低末相水击值。7、下列（CD）设备布置在水轮机机层A机旁盘B调速柜C调速器的接力器D油、气、水管道8、下列说法正确的是(BCD)。p258A安装间一般均布置在主厂房无对外道路的一端。B安装间的高程主要取决于对外道路的高程及发电机层楼板的高程。C安装间的面积可按一台机组扩大性检修的需要确定，一般考虑放置四大部件。D发电机转子应全部置于主钩起吊范围内。 9、下列说法正确的是(AD)。P99A隧洞式进水口适用于工程地质条件较好，岩体比较完整，山坡坡度适宜，易于开挖平洞和竖井的情况。B隧洞式进水口适用于地质条件差，山坡较陡，不易挖井的情况C墙式进水口适用于工程地质条件较好，岩体比较完整，山坡坡度适宜，易于开挖平洞和竖井的情况。D墙式进水口适用于地质条件差，山坡较陡，不易挖井的情况10、下列说法正确的是(ABCD)。P102A有压进水口高程应低于最低死水位，并有一定的埋深；底部高程应高于淤沙高程。B进水口的底部高程通常在水库设计淤沙高程以上0.5--1.0m。C有压进水口主要设备有拦污设备、闸门及其启闭设备、通气孔及充水阀等D通气孔顶端应高出上游最高水位，以防水流溢出。11、水电站厂房水系统有供水系统和排水系统；其中供水系统包括（ABD）P262A技术供水B消防供水C检修用水D生活用水12、水电站厂房水系统有供水系统和排水系统；其中排水系统包括（AB）。A渗漏排水B检修排水C消防排水D生活排水 13、水电站厂房安装间内要求能够放下（AD）。P259A发电机转子、发电机上机架B发电机定子、发电机上机架C发电机转子、发电机下机架D水轮机转轮、水轮机顶盖14、混流式水轮机的运转综合特性曲线是由(ABC)组成的。P61A等效率曲线B出力限制线C等吸出高度线D等转角线15、根据调压室与厂房的位置不同，可将调压室分为(ABCD)。P202A上游调压室B下游调压室C上下游双调压室D上游双调压室16、水轮机的效率是(AD)。P25A水轮机出力与水流出力之比 B水轮发电机出力与水流出力之比C水力效率、容积效率和机械效率之和D水力效率、容积效率和机械效率之积17、水轮机的最优工况是指（AC）。P26A效率最高B出力最大C撞击和涡流损失最小D流量最大 18、为减小机组转速上升率,应(CD)。P189A设调压室    B设放空阀    C设置减压阀 D减小Ts19、压力钢管的供水方式有(ABCD)。P118A单元供水B集中供水C联合供水D分组供水20、下列说法正确的是(ABCD)。A发电机励磁系统作用是向发电机转子供给形成磁场的直流电源。B励磁系统包括励磁机和励磁盘。C励磁机为直流发电机。D励磁盘作用是控制和调整水轮发电机的励磁电流。21、下列（ABD）设备布置在发电机层A机旁盘B调速柜C调速器的接力器D 励磁盘22、有压进水口一般由（ABD）组成。P99A进口段B闸门段C扩散段D渐变段 23、水流流经轴流式水轮机转轮时，水流是(AC)。P1A轴向流入   B径向流入C轴向流出D径向流出24、水流流经混流式水轮机转轮时，水流是(BC)。A轴向流入   B径向流入C轴向流出D径向流出25、进水口的检修闸门要求（AC）。P106A静水中开启B动水中开启C静水中关闭D动水中关闭26、进水口的事故闸门要求（AD）.A静水中开启B动水中开启C静水中关闭D动水中关闭27、水电站平水建筑物包括（BC）。P98A有压隧洞B调压室C压力前池D溢洪道28、水电站的有压进水口类型有（ABCD）。P99A洞式进水口B墙式进水口C坝式进水口D塔式进水口 29、发电机在主厂房的布置方式有（BCD）。P255A下机架埋入式B上机架埋入式C定子埋入式D定子外露式30、水电站的基本布置形式（ABC）。P94A坝式水电站B河床式水电站C引水式水电站D地下式水电站31、下列说法正确的是(ABD)。P123A镇墩作用是防止水管发生滑移B支墩作用是承受水重和管道自重在法向的分力C伸缩节一般都设在下镇墩的上游侧D伸缩节作用是适应温度变形 四、判断题1、地下埋管多为集中供水或者分组供水，压力管道末端的阀门一般是必不可少的。（对）2、几何形状相似的水轮在相似工况下的水轮机汽蚀系数相同。（对）3、尾水管的作用只是将转轮的水流排向下游。（错）4、厂房内的压气系统可以分为高压系统和低压系统，其中油压装置用气为高压系统，空气开关为低压系统。（错）5、水电站厂房在水轮机层以上的部分称为上部结构，以下称为下部结构，而发电机层以下为下部块体结构。(错)6、混流式水轮机的汽蚀主要是翼型汽蚀，而间隙汽蚀和局部汽蚀仅仅是次要的；而转桨式水轮机是以间隙汽蚀为主。（对）7、水电站厂房是将水能转为电能的综合工程设施，包括厂房建筑、水轮机、发电机、变压器、开关站等。（对） 8、冲击式水轮机主要利用水的势能。( 错)9、由于尾水管能够使水轮机转轮出口处水流能量有所降低，故尾水管能创造能量。（ 错  ）10、伸缩节一般都设在下镇墩的上游侧。（ 错）11、当水轮机开度的调节时间TS≤2L/a时，由水库处异号反射回来的水锤波尚未到达阀门之前，阀门开度变化已经终止，水管末端的水锤压力只受开度变化直接引起的水锤波的影响，这种水锤称为间接水锤。（错）12、YT—300表示中型、带油压装置、机调、额定油压2.5Mpa，工作容量300×9.81Nm（错）13、水轮机工况相似，则水轮机比转速必然相等，反之，亦然。（ 错 ）14、轴流转桨式水轮机的最大出力主要受空化条件的限制，因此在模型综合特性曲线上不作出力限线。（ 对 ）15、延长有效的关闭时间Ts，可使管道内水体动量的变化率减小，从而降低水锤压力。但增大Ts会使机组转速变化率β值增加，甚至超过允许值。（对）16、水击过程、调压室水位波动及机组转速变化三者之间是相互独立、互不干扰的。（错）17、对低水头电站，一般可采用先快后慢的机组关闭规律，以达到降低水击的目的。（对）18、调压室底部流速对调压室的稳定有利。（对） 调速器按大小（容量）大型：活塞（主配压）直径80mm以上中型：操作功10000Nm-30000Nm小型：操作功小于10000Nm，特小：小于3000Nm 五、简答题1、水轮机的吸出高度是如何确定的？p48水轮机吸出高度Hs是转轮叶片压力最低点到下游水面的垂直高度Zk，随工况而改变，规定如下：为保证水轮机在运行中不发生汽蚀，对各种工况下Hs进行试验，取其中较小值。 2、水轮机的安装高层是如何确定的？（p48）水轮机安装高程：立轴反击式水轮机：导叶中心高程卧式水轮机：主轴中心高程1.立轴HL：导叶中心平面高程Za=▽w+Hs+b0/22.立轴ZL：导叶中心平面高程Za=▽w+Hs+xD13.卧轴HL和GL：轴中心高程Za=▽w+Hs-D1/2注：▽w：确定水轮机安装高程的尾水位通常称为设计尾水位。设计尾水位可根据水轮机的过流量从下游水位与流量关系曲线中查b0：水轮机导叶高度；D1：转轮直径 3、水轮机转轮标称直径如何确定，并画草图说明?p181、各种水轮机的标称直径规定：混流式（HL）：下环与叶片进水边的交点对应的直径。斜流和轴流式：叶片轴线与转轮室交点处圆断面的直径冲击式：转轮与射流中心线相切的节圆直径 4、水轮机基本方程的基本意义是什么？ 5、发电机层布置哪些主要设备？ 6、水轮机层布置哪些主要设备？ 7、现代水轮机的基本类型有哪些？它们的适应水头怎样？ 8、水轮机的相似条件是什么？主要内容有哪些？1、几何相似：过流通道几何形状相似(1)过流通道的对应角相等：βe1＝βe1M；βe2＝βe2M；Φ＝ΦM……(2)对应尺寸成比例：D1/D1M＝b0/b0M＝a0/a0M＝…….(3)对应部位的相对糙率相等：△/D1＝△M/D1M几何相似而大小不同的水轮机称之为同一系列的水轮机（轮系）同一轮系的水轮机才能建立运动相似和动力相似。 2、运动相似：(1)过流通道的对应点的速度方向相同(2)过流通道的对应点的速度大小对成比例，即速度三角形相似。同一轮系水轮机，保持运动相似的工作状况——相似工况3、动力相似(压力、惯性力、重力、摩擦力等)同一轮系水轮机，水流对应点所受的作用力是同名力、方向相同、大小成比例。 9、有压进水口的类型和适用条件主要类型：洞式进水口墙式进水口塔式进水口坝式进水口 特征：在隧洞进口附近的岩体中开挖竖井，井壁一般要进行衬砌，闸门安置在竖井中，竖井的顶部布置启闭机及操纵室，渐变段之后接隧洞洞身。适用：工程地质条好，岩体比较完整，山坡坡度适宜，易于开挖平洞和竖井的情况一、洞式进水口 二、墙式进水口特征：进口段、闸门段和闸门竖井均布置在山体之外，形成一个紧靠在山岩上的单独墙式建筑物，承受水压及山岩压力。要有足够的稳定性和强度。适用：地质条件差，山坡较陡，不易挖井的情况 三、塔式进水口特征：进口段、闸门段及其一部框架形成一个塔式结构，耸立在水库中，塔顶设操纵平台和启闭机室，用工作桥与岸边或坝顶相连。塔式进水口可一边或四周进水。适用：当地材料坝、进口处山岩较差、岸坡又比较平缓 四、坝式进水口特征：进水口依附在坝体的上游面上，并与坝内压力管道连接。进口段和闸门段常合二为一，布置紧凑。适用：混凝土重力坝的坝后式厂房、坝内式厂房和河床式厂房。 六、论述题1、论述汽蚀的类型及发生的部位？p44 ２．间隙汽蚀。间隙汽蚀是当水流通过狭小通道或间隙时引起局部流速升高，压力降低到一定程度时所发生的一种空化和空蚀形态。间隙汽蚀主要发生混流式水轮机转轮上、下迷宫环间隙处，轴流转桨式水轮机叶片外缘与转轮室的间隙处，叶片根部与轮毂间隙处，以及导水叶端面间隙处。３．局部汽蚀。局部汽蚀主要是由于铸造和加工缺陷形成表面不平整、砂眼、气孔等所引起的局部流态突然变化而造成的。例如，转桨式水轮机的局部空化和空蚀一般发生在转轮室连接的不光滑台阶处或局部凹坑处的后方；其局部汽蚀还可能发生在叶片固定螺钉及密封螺钉处，这是因螺钉的凹入或突出造成的。混流式水轮机转轮上冠泄水孔后的空化和空蚀破坏，也是一种局部汽蚀。 空腔汽蚀。空腔汽蚀是反击式水轮机所特有一种漩涡空化，尤其以反击式水轮机最为突出。当反击式水轮机在一般工况运行时，转轮出口总具有一定的圆周分速度，使水流在尾水管产生旋转，形成真空涡带。当涡带中心出现的负压小于汽化压力时，水流会产生空化现象，而旋转的涡带一般周期性地与尾水管壁相碰，引起尾水管壁产生汽蚀，称为空腔汽蚀。总上所述，混流式水轮机的汽蚀主要是翼型空化和空蚀，而间隙汽蚀和局部汽蚀仅仅是次要的；而转桨式水轮机是以间隙汽蚀为主；对于冲击式水轮机的汽蚀主要发生在喷嘴和喷针处，而在水头的分水刃处由于承受高速水流而常常有空蚀发生。在上述四种空化和空蚀中，间隙汽蚀、局部汽蚀一般只产生在局部较小的范围内，翼型汽蚀则是最为普遍和严重的汽蚀现象，而空腔汽蚀对某些水电站可能比较严重，以致影响水轮机的稳定运行。 2、论述减小水锤压强的措施有哪些？(一)缩短压力管道的长度缩短压力管道长度，使从进水口反射回来的水锤波能够较早地回到压力管道末端，从而减小水锤值。从管道特性系数σ＝LVmax/gH0Ts中可看出，减小L可以减小，在较长的引水系统中，设置调压室，是缩短压力管道的常用措施。 (二)减小压力管道中的流速减小流速可减小压力管道中单位水体的动量，从而减小水击压力。但是水电站在运行中要求流量是一定的，要减低流速势必要加大管径，增加管道造价。因此用加大管径办法降低水击压强，往往是不经济的，但在一定条件下，如果适当加大管径后便可不设调压室，还是比较合理的。 (三)延长有效的关闭时间延长有效的关闭时间Ts，可降低水锤压力，但使机组转速变化率β值增加，甚至超过允许值，要解决这个矛盾，可采取以下措施：1．反击式水轮机设置减压阀(空放阀)：在蜗壳的进口附近装设减压阀。注：减压阀在机组增加负荷时不起作用 2．冲击式水轮机的机组装置偏流器(折流器)偏流器构造简单，造价便宜，且无需增加厂房的尺寸，在水斗式水轮机的机组经常采用。注：偏流器在增荷时不起作用。3．设置水阻器注：水阻器对于增加负荷时不起作用。 (四)选择合理的调节规律采用合理的关闭规律能有效地降低水锤压力值。中低水头电站：最大水锤压强常出现在调节过程终了，水轮机导叶可采取先快后慢的关闭规律，以提高开始阶段的水锤压强，降低终了阶段的水锤值；高水头电站：最大水锤压强通常出现在调节过程开始阶段，可采用先慢后快的调节规律。注：采用合理的关闭规律减小水锤压强，简单易行，又比较经济，应优先考虑。 3、说明尾水管的作用，并试用伯努里推导尾水管回收动能原理。三种不同的水轮机装置情况：没有尾水管；具有圆柱形尾水管；具有扩散形尾水管。图在三种情况下，转轮所能利用的水流能量均可用下式表示 1、没有尾水管时转轮出口代入式得说明，当没有尾水管时，转轮只利用了电站总水头中的部分，转轮后至下游水面高差没有利用，同时损失掉转轮出口水流的全部功能。 从式可见与没有尾水管时相对比较，此时多利用了吸出水头，但动能仍然损失掉了，而且增加了尾水管内的损失即此时多利用了数值为的能量（静力真空值）。整理得 将式中的代入得扩散型尾水管转轮利用的水流能量当用扩散形尾水管代替圆柱形尾水管后，出口动能损失由减少到，又多利用了。 综合1-3得设置尾水管以后，在转轮出口形成了压力降低，出现了真空现象，真空由两部分组成：静力真空：Hs(落差)，也称为吸出高度Hs；动力真空(转轮出口的部分动能) 尾水管的作用(1)汇集转轮出口水流，排往下游。(2)当Hs>0时，利用静力真空。(3)利用动力真空Hd。回收转轮出口水流的部分动能