《水电站》试题库及.答案.docx

《《水电站》试题库及.答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《水电站》试题库及.答案.docx（186页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、水电站试题库及.答案西北农林科技大学水利与建筑工程学院水电站课程考试试题库主要内容第1部分名词解释01第2部分填空题06第3部分判断是非题12第4部分选择题20第5部分回答题26第6部分计算题51第7部分读图题67第8部分模拟试题81教材目录()绪论(1)水力发电基础(2)水力机械(3)进水、引水建筑物(4)压力管道(5)调保计算答：为了实现水能到电能的连续转换而修建的水工建筑物 和所安装的水轮发电设备及其附属设备的总体，称为水电站。39 .溢流式厂房答：厂房布置在溢流坝段后，泄洪水流通过厂房顶下泄，这样的厂房称为溢流式厂房。40.坝内式厂房(1)答：主机房布置在坝体空腔内的厂房称为坝内式厂房

2、。41 .主厂房(7)答：水电站主厂房是指由主厂房构架及其下的厂房块体结 构所形成的建筑物，并作用是布置主要动力设备和检修场所。42 .副厂房(7)答：副厂房是指为了布置各种电能生产的辅助设备及电站 生产人员工作、生活用房而在主厂房邻近所建筑的房屋。3.水流系统(7)答：水电站的水流系统是指水轮机及其出口设备，包括钢 管，主阀，蜗壳，水轮机，尾水管，尾水闸门等。43 .电流系统(7)答：电流系统即所谓电气一次回路系统，包括发电机，发电机引出线，发电机电压配电设备，主变压器，高压开关站及 各种电缆，母线等。A21 68.简述水电站引水系统中不稳定流产生的原因和特点？（5）答：原因：负荷的变化而引

3、起导水叶开度、水轮机流量、 水电站水头、机组转速的变化。特点：1）引起机组转速的较 大变化。2）在有压引水管道中发生“水锤”现象。3）在无压引 水系统（渠道、压力前池）中产生水位波动现象。41.调压室水位波动稳定条件和重要假定各是什么？ （6）假定条件：1）波动为无限小；2）水轮机的出力为常数； 3）电站单独运行机组效率不变；4）不考虑调压室底部流速水 头的影响。69 .简述发电支承结构的主要类型及各自的特点？ （7）答：主要类型：1）简单圆筒式特点：优点：结构简单，施工方便，抗震 抗扭性能好，刚度大。缺点：辅助设备布置不方便，检修维护 不方便。2）环梁主柱式特点：优点：辅助设备布置简单。缺点

4、： 刚度小，抗震抗扭性能差。3）构架式特点：（同环梁主柱式）。4）平行墙式特点：辅助设备布置简单，可不拆除发电机 检修水轮机。5）矮机墩特点：优点：刚度大。缺点：浪费材料。6）钢机墩特点：优点：节省工期，安装方便，结构紧凑。 缺点：用钢量大，防锈难。7）混凝土板墙机墩。70 .反击式、冲击式水轮机的主要组成部件及作用是什么? （2）答：1）反击式水轮机的主要组成部件及作用：进水（引水）部件蜗壳：将水流均匀、旋转，以最小 水头损失送入转轮。导水机构（导叶及控制设备）：控制工况转轮（工作核心）：能量转换，决定水轮机尺寸、性能、结构。泄水部件（尾水管）：回收能量、排水至下游。2）冲击式水轮机的主要组

5、成部件及作用：喷管、折流板,转轮、机壳、尾水槽。喷管由喷嘴、喷管体、导水叶栅、针阀，喷杆、操作机制 组成，用来控制水轮机的过流量。折流板作用是使针阀缓慢关 闭，降低水锤压力，使水流偏离水斗，避免机组转速升高。机 壳把水斗中排出的水引导入尾水槽内。引水板是防止水流随转 轮飞溅到上方，造成附加损耗。71 .画出一个无压引水电站的示意图，并注明建筑物的名 称及作用。（1）42答：建筑物包括：无压进水口，引水渠道，前池，压力管道， 水电站厂房。72 .镇墩、支墩、伸缩节的作用是什么？ （4）答：镇墩：固定钢管，承受因水管改变方向而产生的轴向 不平衡力。水管在此处不产生任何位移。支墩：承受管重和水重的法

6、向分力。相当于连续梁的滚动 支承，允许水管在轴向自由移动。伸缩节：消除温度应力，且 适应少量的不均匀沉降。73 .画出一个有压引水式电站的简图，标出主要建筑物的名称。(1)答：建筑物包括：进水口，有压引水隧洞，调压室，压力管道, 水电站厂房。74 .水电站压力管道进水口处应设置哪些阀门？其相互位 置、作用、布置方式及运用要求是什么？ (4)答：水电站压力钢管进水口应设检修门和事故门，检修门 在事故门前。事故门的作用是当水电站发生事故时用来紧急截 断水流，防止事故扩大。布置方式是一口一门，要求在动水中 快速关闭，静水中开启；检修门是当检修事故门及门槽时作为 临时挡水用的，多口共用一门，要求在静水

7、中启闭。75 .作用在明钢管上的荷载有哪几类？计算应力时应选取 哪几个断面？简述明钢管的结构设计步骤。(4)43答：1)作用在明钢管上的荷载有：轴向力，径向力，法 向力。2)地面压力钢管的应力计算选取四个断面，如图所示。这四个断面分别是：(1) (1)断面：跨中断面；(2) (2)断面：支承 环旁膜应力区边缘断面(3) (3)断面：加劲环及其旁管壁 (4) (4)断面：支承环及其旁管壁3)地面压力钢管的设 计步骤首先根据光滑管管壁厚度计算公式并考虑锈蚀厚度初步拟 定管壁厚度；再由管壁厚度用光滑管外压稳定计算公式进行外 压稳定校核。如果不稳定设置加劲环或支承环，并选定其间距, 由加劲环抗外压稳定

8、和横断面压应力小于允许值的要求，确定 加劲环的尺寸；最后进行强度校核，如果不满足要求则增加管 壁厚度或缩小加劲环间距。重复上面的步骤，直到所有要求都 得到满足。76 .调压室的作用，水力计算的内容及计算条件是什么？ (7)答：(1)计算调压室水位波动的稳定条件，确定调压室 的断面积；按水电站在正常运行中可能出现的最小水头Hmin 计算，上游的最低水位一般为死水位。引水道应选用可能的最 小糙率(使a值最小)，而压力管道则应选用可能的最大糙率。(2)计算调压室最高涌波水位，从而确定调压室的顶部 高程；上游水库水位：取正常发电可能出现的最高水位，一般 按设计洪水位计算。引水道的糙率：取可能的最小值。

9、(3) 计算调压室最低涌波水位，从而确定调压室底部和压力管道进 口的高程。上游水库水位：取可能的最低水位。引水道糙率； 取可能的最大值。对于一般的调压室，还应计算在最低库水位下丢弃全负荷 后水位波动的第二振幅。78.主厂房的布置原则是什么？ （7）答：主厂房的布置原则有以下四点：1）为了缩短压力管道，以节省投资，减小水锤压力，改 善机组运行条件，主厂房的位置，对坝后式厂房应尽量靠近拦 河坝，对引水式电站厂房应尽量接近前池或调压室。2）主厂房的尾水渠应远离溢洪道或泄洪洞的出口，以免 下游水位波动对机组运行不利。尾水渠的位置还应使尾水与原 河道水流能平顺衔接，并不被河道泥沙淤塞。在保证这些要求 下

10、，尽量缩短尾水渠长度，以减少工程量。3）主厂房应建于较好的地基上，其位置还应考虑对外交 通与出线的方便，不受施工导流干扰。4）下游水位变幅大的水电站，在厂房布置时，应考虑厂 房必要的防洪措施。4479 .卧式机组厂房与立式机组厂房相比有什么特点？（7） 答：卧式机组厂房有以下特点：厂房不直接挡水，水流由压力管道经蜗壳引入水轮机，因 而厂房挡水部分的高程布置不受上游水位的影响。厂房布置分层少，通常水上部分与水下部分只各一层，水 上部分的一层（发电机层）有集水井，有时还有蝴蝶阀坑等； 水下的一层布置尾水管和尾水渠（室）。80 .立式机组主厂房的轮廓尺寸如何确定？ （7）答：立式机组主厂房的轮廓尺寸

11、是指主厂房的长度、宽度。 主厂房的长度是装配场的长度与机组段总长度之和。主厂房长 度首先取决于水轮机和发电机外形尺寸，还取决于桥吊的跨度 及各层的布置，也可能受吊运最大部件的影响。主厂房的高度 决定水轮机的安装高程，向下可定出尾水管底板高程及厂房底 板高程，向上可定出以上各层的高程；水上取决于发电机转子、 水轮机转动部分高度及吊装方法。81 .什么叫厂房的上部结构，下部结构、下部块体结构？ （7）答：按照一般习惯，发电机层以上称上部结构，发电机层 以下的称下部结构，而水轮机层以下则称为下部块体结构。82 .发电机机墩的作用是什么？ （7）答：发电机机墩的作用是将发电机支承在预定的位置上， 并为

12、机组的运行、维护、安装、检修创造有利的条件。机墩必须具有足构强度和刚度，振动的振幅要小，保证弹性稳定。83.电站厂房受的主要荷载有哪些？ （7）答：主要有以下几种荷载：1）结构自重和压力水管、蜗壳、尾水管的水重。2）厂房内机电设备自重，机组运转时的动荷载。3）静水压力、尾水压力、基底扬压力，压力水管，蜗壳、 尾水管的内水压力，永久缝内的水压力。若为河床式厂房，还 有上游侧水压力。4）厂房四周的土压力。5）活荷载：吊车运输荷载、人群荷载及运输工具荷载。6）温度荷载。7）风荷载。8）雪荷载。9）严寒地区的冰压力。4510）地震力。84 .对厂房中央控制室有什么要求？ （7）答：厂房中央控制室是全厂

13、监视、控制的中心，要求宽敞、 明亮、干燥、安静、气温适宜，以利于各种仪表正常工作，并 给值班人员创造良好的工作环境。中央控制室最好靠近发电机层，与主厂房联系方便，处理故障迅速。它最好位于主厂房与 高压开关站之间，并尽可能与主机室位于同一高程，若受地形 限制，不能布置在同一高程时，其高程差不宜超过5.0-6.0m, 并应在中央控制室外侧设观察平台，用以观察主机组运行情况。85 .如何确定厂房的地面高程？ （7）答：厂房的地面高程最好与对外交通道路的高程相同，并 高出下游最高洪水位。但有时限于电站的地形条件或下游洪水 位太高，不能完全满足上述要求。此时可根据具体情况，使厂 房地面高程与对外道路的高

14、程相同，而高于发电机层的地面高 程；或厂房地面高程与发电机层地面高程相同，且都低于下游 最高洪水位，此时厂房应采取挡水墙等防洪措施。如挡水墙的 工程太大时，还有一种方式是将主厂房大门做成止水门，洪水 来时将大门关闭，断绝对外运输，值班人员则可由高处的通道 进入厂房。86 .如何确定吊车轨道的顶部高程？ （7）答：吊车轨道的顶部高程应根据厂内最大安装部件的长度, 吊钩的极限高度以及吊起部件与运行机组的安全距离等因素确 定。87 .副厂房的布置包括哪些内容？ （7）答：副厂房主要布置与电站运行有关的一些电气设备，此 外，还布置机电修理、试验专业房间以及办公、生活用房等。88 .电流系统的布置有哪些

15、要求？ （7）答：电流系统的布置要求引出线短，没有干扰，母线道干 燥，通风散热条件好等。89.桥式吊车的起重量如何确定？ （7）答：水电站厂房内的桥式吊车是用来吊运主机和辅助设备, 以进行主机或其它设备的安装和检修。因此，吊车的起重量决 定于要求由它来吊运的最重部件，通常是发电机转子（带轴）， 或水轮机转轮，有时还是主要变压器。90 .什么是电站的排水系统？ （7）答：电站的排水系统又分为渗漏水的排水系统和检修排水 系统。厂房内的生活用水、技术用46水、各种部件及伸缩缝与沉陷缝的渗漏水均需排走。凡是 能自由排往下游的均自流排往下游；不能自流排出的用水及渗 漏水，则集中到集水井内，再以水泵排往下

16、游，这个系统简称 为渗漏排水系统。机组检修时常需放空蜗壳及尾水管，为此需 设检修排水系统。91 .怎样考虑厂房的通风问题？ （7）.机械控制设备系统（7）答：是指操作、控制厂房内水力机械的一系列设备系统， 包括水轮机的调速设备（如接力器及操作柜），事故阀门的控 制设备，以及主阀，减压阀，进水口拦污栅和各种闸门的操作 控制设备等。45 .电气控制设备系统（7）答：是指操作、控制水电站运行的电气二次回路设备系统, 包括机旁盘，励磁设备，中央控制室的各种电气设备，各种控 制，监测及操作设备等。47 .水电站厂房（7）答：水电站厂房是水能转变为电能的生产场所，也是运行 人员进行生产和活动的场所。48.

17、卧式机组厂房（7）答：水轮发电机组主轴呈水平向布置且安装在同一高程地 板上的厂房称为卧式机组厂房。49.立式机组厂房（7）答：水轮发电机组主轴呈垂直向布置的厂房称为立式机组 厂房.工作闸门（3）答：也称事故闸门，其作用是当引水道或机组发生事故时紧急关闭闸门，截断水流，防止事故扩大。50 .检修闸门（3）答：厂房的通风应尽可能采用自然通风。凡是能产生有害 气体（如蓄电池室和油系统室）和过多热量（如发电机、变压 器、配电装置等）的场所以及每个工作人员的空气量少于 50m3而没有窗户的房间里，都需装置人工通风口。对于产生 有害气体的场所，通风必须有单独出口。所有进风都要有过滤 设备，用以防尘、防虫。

18、多沙地区还应设置专门的除沙设备。 南方炎热地区还需考虑冷却装置，地下变电站（主变及开关设 备）通常需要人工冷却装置。92.厂区布置包括哪些方面？ （7）答：厂区布置包括水电站主厂房、副厂房、引水道、尾水 渠、交通线、变压器场、高压开关站等相互位置的安排。93.布置升压站的原则是什么？ （7）答：布置升压站的原则是：1）升压站（或主变压器）要 尽可能靠近发电机或电机电压配电设备，以缩短昂贵的发电机 电压母线。2）主变压器要便于运输、安装及检修。要考虑可 将任一台变压器运出来检修而不影响其他各台变压器的正常运 行。3）要求高压进出线及低压控制电缆安排方便而短，便于 维护、巡视及排除故障。4） 土建

19、结构经济合理，符合防火保 安的要求。5）当高压出线有不止一个电压等级时，可分设两 个或更多的高压开关站。94.怎样考虑厂内交通？ （7）答：厂房对外要有大门，以便运输大部件。安排各种房间 开门时要考虑防火的安全出口，安全出口的门要向外开启。某 些可能产生负压的房间，如闸门室，门最好向里开启，以便出 现负压时门可自动开启。主厂房内各层及副厂房布置机电设备 的房间内，都要有过道，以便于运输设备、进行安装检修并供 工作人员通行。为了不同高程各层的交通，可设斜坡道、楼梯 及攀梯。当各层高差太大时也可设电梯。楼梯的位置要考虑运 行人员巡视的要求，要保证发生事故时能迅速到达事故地点。95 .如何布置电站厂

20、房的对外交通？ （7）答：进厂公路的坡度不宜大于10%20%,转弯半径不宜 小于20mo在靠近厂房处，公路最好是水平的，以保证车辆 平稳缓慢地进入厂房，在厂房附近要有回车场。96 .尾水闸门的作用是什么？ （7）47答：尾水管出口一般设有尾水闸门，机组检修时可将尾水 闸门关闭，抽取积水，以便工人进去工作。当机组较长时间调 相运行时，可将蝴蝶阀（或导叶）及尾水闸关闭，将尾水管内 的积水抽去，使转轮露出水面，即可调相运行。97 .水轮机有哪些工作参数？ （2）答：水轮机的工作参数有水头、流量、转速、出力和效率。1）水轮机水头是指水轮机进口断面与其出口断面的单位重量水流能量的差值，用H表示，单位为m

21、。2）水轮机流量是指单位时间内通过水轮机过水断面的水 流体积。3）水轮机转速是指水轮机主轴每分钟旋转的次数。4）水轮机出力是指水轮机轴端输出的功率。5）水轮机效率是指水轮机出力与水流出力之比。98 .水轮机有哪几种类型？ （2）答：水轮机可分为反击式和冲击式两大类。反击式水轮机包括混流式水轮机（HL）、轴流定桨式水 轮机（ZD）、轴流转桨式水轮机（ZZ）、斜流式水轮机 （XL）、贯流定桨式（GD）和贯流转桨式水轮机（GZ）六 种型式。冲击式水轮机包括水斗式（切击式）水轮机（CJ）、斜 击式水轮机（XJ）和双击式水轮机（SJ）三种形式。99 .混流式水轮机的特点及适用范围？ （2）答：混流式水轮

22、机又称法兰斯式水轮机，水流由径向进入 转轮，大体沿轴向流出。混流式水轮机应用水头范围较大，结 构简单，运行可靠，效率高。是现代应用最广泛的水轮机之一。 水头实用范围50700m。100 .轴流式水轮机的特点及适用范围？ （2）答：轴流式水轮机，转轮区域内水流沿轴向流动，水流在导叶与转轮间由径向转为轴向。定桨式结构简单，但它在偏离 设计工况时效率会急剧下降，适用于功率不大及水头变化幅度 较小的电站，一般水头范围350m。转桨式结构较复杂，它 通过桨叶的转动与导叶的转动相互配合，实现导叶与桨叶的双 重调节，扩大了高效区的出力范围，有较好的运行稳定性。目 前，应用水头范围从几米知道5070mo.斜流

23、式水轮机的特点及适用范围？ （2）答：斜流式水轮机，水流对于主轴是斜向流动的，它是 50年代发展起来的一种机型，与轴流转桨式水轮机相似，叶 片可以转动从而实现双重调节，有较宽的高效率区。适用水头 范围4840700m。这种水轮机常被用来作可逆式水力机械，在抽 水蓄能电站中较为多见。102、水斗式水轮机的特点及适用范 围？ （2）答：水斗式水轮机又称培尔顿水轮机，它靠从喷嘴出来的 射流沿转轮圆周切线方向冲击转轮斗叶而做功。水斗式水轮机应用水头较高，小型水斗式用于水头40250m,大型水斗式 用于水头4004500m。103、斜击式水轮机的特点及适用范围？ （2）答：斜击式水轮机，喷嘴出来的射流，

24、在进口与转轮平面 成一角（通常为22.5度）。这种水轮机用在中小型水电站中, 水头适用范围在400m以下。104、水轮机产生汽蚀的主要原因是什么？ （2）答：水轮机产生汽蚀的原因较复杂，一般认为：水轮机转 轮内压力分布不均匀，如转轮相对下游水位装得过高，高速水 流流经低压区时，易于达到汽化压力而产生气泡。当水流流到 高压区时，由于压力增大，汽泡凝结，水流质点以较高速度向 汽泡中心的撞击，以填充凝结所产生的空隙，从而产生极大的 水力冲击、氧化和电化学作用，使叶片受到剥蚀产生麻点及蜂 窝性孔隙，甚至被穿透而形成孔洞。105、油系统由哪些部分组成？ （7）答：油系统是用管网将用油设备与贮油设备、油处

25、理设备 连接成一个油务系统。其组成包括：1）油库：放置各种油槽 及油池。2）油处理室：设有净油及输送设备。如油泵、压滤机、烘箱、真空滤油机等。3）油化验室：设有化验仪器、设备、药物等。4）油再生设备：水电站通常只设置吸附器。5）管网：将用油设备与油处理室等各部分连接起来组成油 务系统。、6）测量及控制元件：用以监视和控制用油设备的运行情况。 如温度信号器、油位信号器、油水混合信号器等。106、水工建筑物按其作用可分为几类？ （7）答：水工建筑物种类繁多，但按其作用可以分为挡水建筑 物，泄水建筑物，引水建筑物，取（进）水建筑物，平水建筑 物，专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的其他建筑物等六类。

26、但是，应当指出的是，有些水工建筑物的功能并非单一，难以 严格区分其类型。如各种溢流坝既是挡水建筑物，又是泄水建 筑物；水闸既能挡水，又可泄水，有时还作为灌溉渠首或供水 工程的进水建筑物等等。49107、伸缩节在压力管道中起什么作用？ （4）答：（1）钢管能够沿着管轴线方向自由伸长或缩短。（2）钢管产生轴向位移时，伸缩节处的摩擦阻力很小。（3）伸缩节不但对轴向位移起到伸缩作用，还能适应管段产生的横向位移。108.我国水能资源的特点？ （1） 答：（1）蕴藏丰富，分布不均；（2）开发率低，发展迅速；（3）前景宏伟109.水力发电的特点？ （1）答：（1）水能的再生（2）水资源可综合利用（3）水能的

27、储藏和调节（4）水力发电的可逆性（5）机组工作的灵活性（6）水力发电成产成本低、效率高（7）有利于改善生态环境（8）水电建设受自然条件限制110.水电厂房尾水渠如何布置？ （7）答：由于水轮机安装高程较低，尾水渠通常具有倒坡的渠 底，特别是靠近尾水管出口的一段。此处水流紊乱、漩涡多。 流速分布不均，所以渠底需要加以砌护，否则会被冲刷，淘成 深孔，危及厂房稳定。在布置尾水渠轴线的方向时，必需考虑 到泄洪情况，应避免在泄洪时在尾水渠中形成较大的壅高和漩 涡，出现淤积等情况。通常尾水渠斜向下游，必要时加设导墙, 以保证泄洪时能正常发电。50水电站课程考试试题库第六部分计算题录入：李栋浩、艾全武校核：

28、李凯3 1.某电站水轮机采用金属蜗壳，最大包角为345,水轮 机设计流量Q 10ms,蜗壳2进口断面平均流速ve4ms,试计算蜗壳进口断面的断面半径eo (2)10 345o0. 874m 解:360o Ve360o42.某水电站采用混流式水轮机，所在地海拔高程为450.00 米，设计水头为100米时的汽蚀系数为0.22,汽蚀系数修正值 为0.03,试计算设计水头下水轮机的最大吸出高度Hs0 (2)解:Hs10.03.某水电站水轮机的最大工作水头为50m,在最大工作水 头下水轮机发出额定出力时的流3量为10m/s,水轮机的转轮的标称直径为2.2m,请选择 调速器型号。(2)解：计算调速功：90

29、0A (200250)QHmaxD1200 10 50 2.2 20976.2N m由此可得调速功介于1000030000N-m,为中小型调速器。 查教材第90页表5-1反击式水轮机调速器系列型谱，选接近 而偏大者，得YT-1800.YT-1800表示带油压装置的单调节中型机械液压式调速器, 额定油压为2.5MPa,调节功为1800Nm。4.某引水式水电站，压力水管末端阀门处静水头H=120m,压力水管长L=500m,管径3D=3m,设计引用流量=30m/s,管壁厚度=25mm,导叶 有效调节时间Ts=3s。(5)(1)已知管壁钢材的弹性模量Es=206xl0kPa,水的体积 弹性模量Ew=2

30、.06x610kPa,求压力水管中水锤波速a值。答：设在事故闸门上游侧，其作用是检修工作闸门及其门槽时用以堵水。52 .动力渠道（3）答：水电站的引水渠道称为动力渠道。53 .水击（5）答：水轮机引用流量在某种特殊情况下，发生突然改变， 随着压力管道末端阀门或导水叶的突然关闭（或突然开启）， 伴随着压力管道内水流流速的突然改变而产生压强升高（或降 低）的现象称为水锤现象。54 .气蚀（2）答：水在通过水轮机流道时，由于各处的速度和压力不同, 在低压区会产生水的汽化，出现气泡。当含气泡的水流到高压 区时，气泡又会溃灭。汽泡在溃灭过程中，由于汽泡中心压力 发生周期性变化，使周围的水流质点发生巨大的

31、反复冲击，对 水轮机过流金属表面产生破坏的现象，称水轮机的汽蚀。55 .暂态不平衡率（5）答：转速变化率（机组暂态不平衡率）是衡量负荷变化时, 调节系统调节过程中机组转速变化程度的参数，是转速变化值 与额定转速的比值。即3=（n-nO）/nO(2)水轮机由满负荷工作丢弃全部负荷，设导叶依直线 规律关闭，求压力水管末端阀门处A点及距阀门上游200m处C点的水锤压强。516解：(1)求水锤波速6EWD2.06 10 3206 106 0.025(2)判别水锤类型(3)求 VmV mQ304.24(ms)1.52(4)判别间接水锤的类型av967.6 4.241.742gH2 9.8 120初始状态

32、为全开， 1,1.74 1.6,发生末相水锤。2L2 5001.740.6aTs967.6 3(5)求水锤压强2 2 0.60.857 0.52 20.6应采用原公式:AmAmaxcmax2A 0.806, HH 0.806120 96. 77m)0.3 (0.62 40. 6) 0. 806500 200max0. 8060. 484L500H 0.484 120 58.03m5.某水电站采用单独供水，压力水管的材料、管径和壁厚 沿管长不变，单机设计32流量为10m/s,压力水管断面面积为2.5m,水管全长 L=300m,最大静水头H=60m,水52锤波速取a=10000m/s,导叶启闭时间

33、Ts=3s,求导叶由全开到全关时导叶处的最大水锤压强升高值AH。(5)解：(1)判别水锤类型(2)求 Vm4(ms)2.5(3)判别间接水锤类型avm1000 43.42gH2 9.8 60初始状态为全开，1,3.4 1.6,发生末相水锤。2L2 3003.40.68aT1000 3(4)求水锤压强 m2 2 0.681.03 0.5,，应采用原公式2 20.68(2 4) 0.34 (0.682 4 0.68) 0.95AAmax0. 95,H 0.95 60 57mAm6.某水电站的压力钢管，管径和管壁厚度全长不变。水管 总长L=300m,最大静水头H=100m,管中最大流速Vmax=4m

34、/s,已求得水锤波速a=1000m/s,导叶启闭时间Ts=3s,不考虑蜗壳和尾水管影响，试求：(1)机组丢弃全部荷载时(导叶由全开到全关)的水锤 压强升高值，并绘制分布图；(2)增加全负荷时(导叶由全关至全开)的最大水锤压 强降低值；(3)设允=0.4,若计 超过允,请说出改善措施。（5）解：（1） 1）判别水锤类型2）判别间接水锤类型53avm1000 42. 042gH2 9.8 100初始状态为全开，1,2.04 1.6,为末相水锤。2L2 300.瞬变过程（5）答：由于电能通常不能以其本身的方式大量储存，所以电 能的生产、分配和消费必须在同一时间内进行，即从发电到用 电形成一个均衡的系

35、统。一旦系统的均衡性被破坏，从而引起 物理量的急剧变化（瞬变现象），通过系统调整，系统再达到 新的均衡状态。整个系统调整达到新均衡状态的过程叫过渡过 程。4.大波动和小波动（6）答：大波动是由大的负荷变化引起，如机组由空转增加到 某一负荷，或机组由满负荷降低到较小负荷。小波动是由小的负荷变化引起。如机组负荷发生微小变化, 自动调速机构调节流量，引起调压室水位的波动。56 .装机容量（1）答：装机容量是水电站内全部机组额定出力的总和。台数 x单机容量.保证出力（1）答：水电站相当于设计保证率的枯水时段发电的平均出力。57 .经济管径与经济流速（4）2.040.41aTs1000 33）求水锤压强

36、Am2 2 0.410. 52 0. 5，应采用原公式22 0.41(2 4) 0.26 (0.522 4 0.52) 0.67AmAA H maxH 0.67 100 67mmax0.67 ， (2)Am2 2 0.410.34 0.52 20.41，符合条件；A HmH 0.34 100 34mAm0.34（3） 1）缩短管道长度；2）加大管道断面；3）设置调压 室；4）采用合理的导叶（阀门）启闭规律；5）装置调压室（空放阀）；6）设置水阻 器。7.某水电站H 50I 70m,钢管分为三段，各段参数如下：II =30m, Vl=4m/s, al=1000m/sL2=20m, V2=5m/s

37、, a2=l lOOm/sL3=20m, V3=6m/s, a3=1200m/s钢管末端装有冲击式水轮机，导叶按直线规律关闭，Ts=4s。求：甩全负荷时，阀门处的水锤压力值。（5） 解：按串联管道水锤计算54 则 L L 1 302020 70mi 1 n V mLV i 1 n 11 L30 420 520 64.8m/s70cmL701443.75m/sn302020Li 1c*t又:2L2 70 0.01 TSCm 1443.75 故为间接水锤mcmVm1443.75 4.86.93 12gH2 10 50 故为极限水锤LV m70 4.80.116gHTs10 50 4m2 2 0.1

38、160.1222 0.116 H 0.12 50 6m28.某水电站隧洞长L=564m,断面面积 f=50m, max=4m/s,水库正常蓄水位为242m,死水位为225m,下游 尾水位为150m,若一个调压室供一台机组，引水道可能水头 损失为1.6m1.8m,高压管道可能水头损失为0.81.0m,求调 压室的托马稳定断面积。(6)Fk解：托马稳定断面积公式： Lf 2g (Hh w 3h wm ),由已知条件： H 225150 75mh w1.6m9 h wm1.0h w/ V2 Fk 所以有 Lf564 50201.51m22g (Hh w 3h wm)2 9.8 0.1 (751.63

39、 1.0)559.某水电站H=100m, L=500m,波速c=1000m/s,机组全 开时管道中最大流速Vmax=4m/s,管道末端装有冲击式水轮机，阀门按直线规律关 闭，由全开至全关所需的时间为5s,用解析方法求水轮机上 游200m处的最大水锤压力升高。（5）解：（1）判断水锤类型：2LTs因此为间接水锤由eVmax1000 42 12gH2 10 100.6为极限水锤（2）计算管道末端A处水锤压力相对值水锤常数：LV答：使系统年费用（或总费用）为最小的管道直径称为压力水管的经济直径。经济管径对应的管道中流速叫经济流速。61 .气锤现象（4）答：称气浪，是压力水道中剧烈波动的压缩气体由进水

40、口 通道冲出而发出的喷水现象，喷出的水柱高达10多米，破坏 力极大，影响电站的运行。62 .飞逸工况与限制工况（2）答：外负荷突然丢失，调速机构失灵、导水机构不能及时 关闭，输入的水能除少数消耗于机械损失外，其他用于机组转 速升高，达到的最大转速叫（飞逸工况）飞逸转速。机组在飞 逸状态下运行的工况叫飞逸工况。限制工况是允许机组运行的临界工况。一般在限制工况以 右运行时，会出现在流量增大的情况下机组出力会减小，调速 系统失灵的现象。63 .飞逸转速与制动转速（2）答：外负荷突然丢失，调速机构失灵、导水机构不能及时 关闭，输入的水能除少数消耗于机械损失外，其他用于机组转 速升高，达到的最大转速叫（

41、飞逸工况）飞逸转速。由于水力发电机组长时间低速运行，会导致轴承油膜破坏, 损坏推力轴承。所以，必须在转速低于一定值时用机械或电气500 40.4gHTs10 100 50Am由极限水锤计算公式：2 2 0.40.52 20.4(3)水轮机上游200m处水锤压力值：因极限水锤沿压 力管道分布为直线规律，所以有：3000.5 0.3500 mH 0.3 100 30m水锤压力升高值：10.某引水式水电站设计水头为100m, 1#机组压力钢管的 总长度为80m,钢管直径为31.8m,管内最大流量为1 Om/s,水锤波速为1000m/s,导 叶关闭时间Ts=4s,试求当丢弃负荷（工=1）时：（1）水锤

42、类别；（2） 水锤的大小。（5）解：（1）判别水锤的类别（2）计算水锤压强值静水头Hg=100 （米）压力钢管的流速QmaxA103.14 0.923. 93 (m/s)水管特性系数avLv 1000 3.9380 3.932.00.08562.0 L6得出水锤为极限水锤。0.0822(4 ) (0.0840.08) 0.08 22水锤压强值为0.08 100（米）311 .某水电站光滑明钢管的最大设计流量为8.7 m/s,钢管的经济流速为4.4 m/s,水电站的设计水头为143m （含水锤压强）；钢管的容许应力129.36MPa,钢管的焊缝系数0.90o试拟定压力钢管的内直径和管壁厚度？ （

43、4）解：（1）压力钢管的内直径D4Q4 8.7D 1.59 （米）ve3.14 4.4（2）管壁的初步厚度tgHDIOOO 9.81 143 1.59tw39.6（mm）2 2 0.90 129.36 10取 t 10（mm）考虑钢管管壁厚度的制造误差以及钢管运行中的磨损和锈 蚀，管壁厚度应比计算厚度增加2mm的厚度欲量；t t2 102 12mm满足规范规定的最小厚度，且同时满足下式条件D1590t 4 4 5.99(mm)800800所以管壁厚度t 12mm12.某水电站在计算机组间距时，资料如下：发电机风罩 外径6.3米，发电机通道宽2米；蜗壳的最大尺寸为6.6米， 两蜗壳间混凝土厚度为

44、3米；尾水管的出口宽度为6.5米，尾 水闸墩厚度3米。试确定机组间距。(7)解：当机组间距由发电机尺寸控制时LcDbB净=6.3+2=8.3（米）当机组间距由蜗壳尺寸控制时57LcL1L26.63 9.6 （米）当机组间距由尾水管尺寸控制时LcB尾墩=6.5+3=9.5（米）（米）取上述最大值为机组间距，所以机组间距LC9.6O13.某有压引水式水电站，水库正常蓄水位370m,水库死 水位345m,下游正常尾水位221m,压力钢管的总长度为 500m,光管直径为1.8m,管内最大流量为12.1m3/s,水锤波 速为1000m/s,阀门按直线规律关闭，阀门（导叶）有效关闭 时间Ts=3.4s,厂

45、家容许值为囤50o试求丢弃全部符合（=1）时压力钢管末端的水锤 压强相对升高至cmax,若不满足要求，可采取哪些措施？ （5）解：1）判别水锤的类型2）计算水锤压强值静水头 Hg=370-221=149 （米）压力钢管的流速v二Qmax12.1=4.76 （m/s）A3.14 0.92 av 1000 4.761.62g2gHg2 9.81 149水管特性系数p=Lv500 4.76=0.48gHgTs9.81 149 3.4有pr=1.621.6得出水锤为极限水锤。工m224+ )=0.48(0.482+4+.48) =612不满足水锤压强值，采取的措施有：缩短压力管道的长度;减小压力管道中

46、的流速；选择合理的调节规律；延长有效的关闭时间（设置减压阀、设置水阻器、设置折向器）。水电站58水电站课程考试试题库第七部分读图题录入：孙洪宝校核：李凯L写出下列水电站的类型和开发方式（1）（河床式水电站）（坝式开发）（坝后式水电站）（坝式开发）2.写出下列能源的开发方式（1）（坝式开发）59（无压引水式开发）（有压引水式开发）（潮汐开发方式）的方法强制使机组快速停下来。这一临界转速叫制动转速一般 等于30%额定转速。64 .水流加速时间Tw (6)答：在水头H的作用下，当不计水头损失时，管道内流 速从增加到V所需的时间。65.水电站年运行费(1)答：运行过程中每年必须付出的各种费用的总和。含建筑 物设备的折旧费、大修费和经常性支出的管理费和工资等。66 .多年平均发电量E (1)答：水电站各年发电量的平均值。67 .水电站装机利用小时数T (1)答：T=E/N,相当于全部装机满载运行时多年平均工作小 时数。68 水电站课程考试试题库第二部分填空题录入：张超、鲁桂勇、王昊、周子杰、杨启龙校核：李凯1.水电站产生电能的过程是有能水流通过水轮机，将又带动水轮发电机转动，再将转变为.请写出下列各图转轮的类型（2）潮汐水能发电示意图（冲击式）60（灯泡贯流式）（斜击式）（轴流式）（混流式）61（轴流