《水电站》综合练习Word下载.docx

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C.库容较大,调节性能好。

D.如为土坝,可修建河岸式电站。

4.引水式水电站,其特点有:

A.用引水道集中水头的电站称为引水式水电站

B.水头相对较高,目前最大水头已达2０00米以上。

C.引用流量较小,没有水库调节径流,水量利用率较低,综合利用价值较差。

D.电站库容很小,基本无水库淹没损失,工程量较小，单位造价较低。

E.适用条件：

适合河道坡降较陡，流量较小的山区性河段。

5.抽水蓄能电站，其特点有：

A.抽水蓄能：

系统负荷低时，利用系统多余的电能带动泵站机组将下库的水抽到上库（电动机＋水泵），以水的势能形式贮存起来;

B.放水发电：

系统负荷高时，将上库的水放下来推动水轮发电机组（水轮机＋发电机）发电,以补充系统中电能的不足。

6.潮汐水电站,其特点有：

A.利用潮水涨、落产生的水位差所具有势能来发电的

B.把海水涨、落潮的能量变为机械能,再把机械能转变为电能（发电）的过程。

第二部分水轮机

一、单项选择题

1.水轮机的工作水头是（B）。

（A）水电站上、下游水位差

（Ｂ）水轮机进口断面和出口断面单位重量水流的能量差

２.水轮机的效率是（　B　　）。

（A）水轮发电机出力与水流出力之（Ｂ）水轮机出力与水流出力之比

3.反击式水轮机是靠（　B）做功的。

（A）水流的动能　　（B）水流的动能与势能

4．喷嘴是（　B）水轮机的部件。

（Ａ）反击式　　　（Ｂ）冲击式　

5.水轮机的气蚀系数与水轮机的（　B　）有关。

（A）安装高程　　（B）工况

6.防止翼型气蚀的条件是（　B　　）。

（A）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

7．水轮机模型综合特性曲线以（　A）作为坐标参数。

（A）单位转速与单位流量　（Ｂ）水头与出力

8．水轮机运转综合特性曲线以（　　B）作为坐标参数。

（Ａ）

和

　　　　　　（B）Ｈ和P

9.金属蜗壳的断面为（A）。

（A）圆形和椭圆形　　　（B）梯形

1０.包角越大，蜗壳中的水流越（Ａ　）。

（A）均匀　　（B）不均匀

11.导水机构调节流量的实质是（　A　）。

（A）改变导叶出口面积　　　　（Ｂ）改变导叶出口水流角度

１２.水轮机调节的实质是（　A）

（Ａ）　调节水轮机的流量　　　　（B）调节机组转速

二、填空题

1．水电站中通过水轮机把水能转变成旋转机械能,再通过发电机把旋转机械能转变成电能。

２.水轮机的主要工作参数有作水头、流量、出力及效率、转速。

3.水轮机分为反击式　　和冲击式两大类。

４.反击式水轮机的类型__轴流＿_、___＿混流＿__＿、＿___斜流__、__贯流__＿_。

5.轴流式水轮机分为　轴流定浆　和　轴流转浆　　两种。

6.水轮机主轴的布置形式有　立轴和　　　卧轴两种。

7.冲击式水轮机有水斗式、　斜击式和双击式　三种。

8.反击式水轮机的主要组成部件及作用:

进水（引水）部件—蜗壳：

使水流均匀、旋转，以最小水头损失送入转轮室。

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，决定水轮机的尺寸、性能、结构。

泄水部件（尾水管）:

回收能量、排水至下游。

9.冲击式水轮机的主要组成部件:

喷管,转轮，折流器,机壳,射流制动器等组成。

（１）转轮:

能量转换

（２）喷管：

控制水轮机的过水流量,以行程表示

（3）折流板:

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。

（4）机壳：

把水斗中排出的水引导入尾水槽内。

一般为铸钢件。

（5）引水板:

防止水流随转轮飞溅到上方，造成附加损失

1０.ＨL220——LＪ——４１０的含义

混流式水轮机、型号为2２0,立轴、金属蜗壳,转轮直径为４10ｃm。

ZZ４40——WH——55０的的含义是

轴流转浆式式水轮机、型号为440,卧轴、混凝土蜗壳，转轮直径为5５0cm。

１１.提高反击式水轮机效率的有效方法是减小水头损失、流量损失、机械损失。

12.水轮机相似应符合的条件为　几何相似、　运动相似和动力相似　。

１3．水轮机调速器由机械液压式、电气液压式和微机式三种类型。

三、判断题

１、冲击式水轮机主要利用水的势能。

（×

）

２、反击式水轮机的比转速比冲击式水轮机高。

（√）

v不同的轮系，有不同的比转速。

目前，各种类型的水轮机比转速的大致范围为:

v贯流式:

ns=600-１000

v轴流式：

ns＝２00－850

v斜流式：

nｓ=150-３５0

v混流式：

ｎｓ=５0-300

v水斗式：

ns=10-35（单喷嘴）

3、低水头水轮机一般采用混凝土蜗壳。

4、水轮机调速器通过调节水轮机的效率对水轮机进行调节。

５、尾水管的动能恢复系数越大,水轮机的效率越高，因此动能恢复系数越大越好。

6、只有几何相似的水轮机才有可能工况相似。

７.在同样水头与压力条件下,冲击式水轮机的尺寸比混流式大。

8.计算水轮机转速直径时应使用额定水头。

9.水轮机的最大容许吸出高度应选择各水头下吸出高度的最大值。

10.贯流式水轮机主要用于抽水蓄能电站。

四、多项选择题

1.混流式水轮机,特点有:

A.水流径向流入转轮,轴向流出。

B.适用范围:

H=３0-4５0m，最高水头已接近７00米

C.单机容量：

几万kW-几十万kＷ

D.特点:

适用范围广，结构简单,运行稳定，效率高,适用高水头小流量电站。

E.三峡水电站即采用了这种水轮机,单机容量７0万kW。

是世界上单机容量最大的机组。

2.轴流式水轮机,其特点有：

A.水流沿转轮轴向流入,轴向流出,水流方向始终平行于主轴。

B.适用于大流量、低水头。

一般水头在50m以下。

C.定浆式：

叶片不能随工况的变化而转动。

高效率区较小，适用于水头变化不大的小型电站。

D.转浆式:

叶片能随工况的变化而转动,进行双重调节（导叶开度、叶片角度）。

适用于大型水电站。

3.斜流式水轮机,其特点有：

A.水流经过转轮时是斜向的。

B.转轮叶片随工况变化而转动，高效率区广。

C.可逆性,适用抽水蓄能电站,水头范围４0～200m。

4.贯流式,其特点有：

A.水轮机的主轴装置成水平或倾斜。

B.不设蜗壳,水流直贯转轮。

C.水流由管道进口到尾水管出口都是轴向的。

D.H：

2~3０m,小型河床电站、潮汐式电站。

5..冲击式水轮机水轮机,其特点有:

A.定义：

利用水流的动能来做功的水轮机

B.特征:

由喷管和转轮组成。

C.适用:

水头高，流量小，多用于40０m以上，最高接近２000m。

6.水斗式水轮机特点:

A.由喷嘴出来的射流沿圆周切线方向冲击转轮上的水斗作功。

B.是冲击式水轮机中应用最广泛的一种机型。

7.斜击式水轮机特点：

A.由喷嘴出来的射流沿圆周斜向冲击转轮上的水斗。

8.双击式水轮机特点：

A.水流两次冲击转轮。

B.斜击、双击水轮机构造简单，效率低，用于小型电站。

9.关于尾水管说法正确的是？

A.尾水管的作用是排水、回收能量。

B.直锥形尾水管用于小型水轮机

C.弯锥形尾水管用于卧轴水轮机

D.弯肘形尾水管用于大中型电站

10.关于混凝土蜗壳说法正确的是

A.适用于低水头大流量的水轮机。

B.H≦40m,钢筋混凝土浇筑，“T”形断面。

C.当H>

40ｍ时，可用钢板衬砌防渗（H　达8０m）

D.包角:

φ０＝1８0°

~27０°

，一般取1８0°

11.关于金属蜗壳说法正确的是

A.当Ｈ>

４0m时采用金属蜗壳。

B.其断面为圆形

C.适用于中高水头的水轮机。

D.包角：

φ０=3４０°

~３50°

常取345°

12.空化可以有哪些危害？

A.使过流部件机械强度降低，严重时整个部件受到破坏。

B.增加过流部件的糙率,水头损失加大，效率降低,流量减小，出力下降。

C.机组产生振动，严重时造成厂房振动破坏。

D.缩短了机组检修的周期,增加了检修的复杂性。

消耗钢材、延长工期。

13.空化可以采取哪些防止措施？

A.流速和压力是产生空化最重要的两个原因，因此要控制流速和压力的急剧变化。

B.设计制造方面:

　合理选型,叶型流线设计，表面光滑，抗空化钢衬（不锈钢）。

C.工程措施：

合理选择安装高程,采取防沙、排沙措施,防止有害泥沙进入水轮机。

D.运行方面:

避开低负荷、低水头运行，合理调度，必要时向尾水管补气。

E.反击式水轮机发生空化破坏的根本原因是过流通道中出现了ｐ＜pb的情况,因此防止空蚀的措施是限制p的降低,使p≥pb。

14.关于空化系数与水轮机的吸出高度以下说法正确的是？

A.影响水轮机效率的主要原因是翼型空化,所以衡量水轮机空化性能好坏一般是针对翼型空化而言,其标志为空化系数。

B.空蚀系数б是水轮机空化特征的一个标志,б越大，越容易破坏。

C.水轮机吸出高Ｈｓ是转轮叶片压力最低点到下游水面的垂直高度Zk，与水轮机形式有关

D.为保证水轮机在运行中不发生空蚀，对各种工况下Hs　进行试验，取其中较小值。

15.关于单位参数说法正确的有：

A.将模型试验结果化成为Ｄ1M=1m，HM=1m标准情况下的参数称单位参数

B.水轮机在最优工况下的单位参数称最优单位参数

16.关于比转速说法正确的有:

A.水轮机牌号中的转轮型号,即是比转速。

B.不同的轮系，有不同的比转速。

C.在水头和出力相同条件下,比转速愈高则转速愈高。

D.转速高，发电机磁极对数少，发电机造价低,同时可能使厂房尺寸减少。

E.在转速和水头相同条件下，比转速愈高,则水轮机出力愈大

F.比转速高的水轮机气蚀性能差，气蚀系数较大。

17.关于水轮机模型综合特性曲线说法正确的是:

A.单位流量和单位转速为坐标

B.包括等开度线绘制

C.包括等效率线绘制

D.包括等５%出力限制线绘制

E.包括等汽蚀线绘制

18.关于水轮机运转特性曲线说法正确的是:

A.N为横座标,H为纵座标

B.包括Hs=f（H,N）曲线

C.包括出力限制线

19.水轮机组台数与单机容量的有何联系?

A.机组台数与机电设备制造的关系,单机功率较大的。

B.机组台数与电站投资的关系,台数少。

C.机组台数与运行效率的关系，台数多。

D.机组台数与电站运行维护工作的关系，台数少。

E.一般应采用较大的单机功率较大的，较少的台数,但一般至少应选2台。

20.水轮机调节的任务有哪些？

A.随外界负荷的变化，迅速改变机组的出力。

B.保持机组转速和频率变化在规定范围内。

C.启动、停机、增减负荷,对并入电网的机组进行成组调节

五、思考题

水轮机选型的基本内容有哪些?

1.确定机组台数及单机容量

2.选择水轮机型式（型号）及装置方式

3.确定水轮机参数D1、n、Ｈｓ、Za;

Z0、d０

4.绘制水轮机运转特性曲线

5.确定蜗壳、尾水管的形式及其尺寸，估算水轮机的重量和价格。

6.调速器及油压装置选择

7.根据选定的水轮机型式和参数，结合水轮机在结构上、材料、运行等方面的要求,拟定并向厂家提出制造任务书,最终双方共同商定机组的技术条件，作为进一步设计的依据。

六、计算题

1．某水轮机的水头为18.6m，流量为1130m3/ｓ,水轮机的出力为180ＭＷ，若发电机效率

，求水轮机的效率和机组的出力

。

水流出力:

18.6*11３0＊1０3*９.81=20６１８580W

水轮机的效率＝1８0*1０6/20618580=８７．３%

机组的出力＝1８0*106*0.９7=1７．46　MW

2.某河床式电站在设计水头下：

上游水位Ｚ上=6３m，下游水位Z下＝44.４m,通过某台水轮机的流量

m2／s，发电机效率

水轮机效率

如忽略引水建筑物中的水力损失，试求水流出力、水轮机出力和机组出力。

（63－４４．4）*825*１03＊９.81＝15053４45０W=15０.５　ＭW

水轮机出力=1５0.5*0.8６=129.5ＭＷ

机组出力=12９.5＊0.968=1２５．３　MW

３.某电站安装ZＺ560-LＨ－3３0水轮机，设计水头

水轮机的空化系数

（不用修正）,电站海拔高程

求此水头下水轮机的允许吸出高度

=１０-600/900－０.5*19.5＝-０.4２m

4.某水电站装置HL2２０－LJ－5５0水轮机。

水轮机的参数为：

Ｈｍax＝50m（空化系数

=0.2）,Hr＝46m（空化系数

=0.25）,Hmin＝４0m（空化系数

=0.18），空化安全系数采用１.2,水电站尾水位高程

尾＝450m,试计算水轮机的最大容许吸出高程Ｈs。

1=1０－4５0／９00-0.2＊１．2＊50=－2.5ｍ

1=１０-4５０/900-0.2５＊1．２*46=－２．6４m

1＝１0-450／900-0.１8*1.２*40=0．8６m

水轮机的最大容许吸出高程为-2.64m

第三部分引水建筑物

第二章水电站进水口及引水建筑物

一、多项选择题

1.关于水电站进水口的功用和要求说法正确的是：

A.功用：

按照发电要求将水引入水电站的引水道。

B.要有足够的进水能力。

C.水质要符合要求。

D.水头损失小。

E.可控制流量。

F.满足水工建筑物的一般要求。

2.关于有压进水口说法正确的是?

A..隧洞式进水口：

闸门安置在竖井中。

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.墙式进水口：

进口段、闸门段和闸门竖井均布置在山体之外。

地质条件差,山坡较陡，不易挖井的情况。

C.塔式进水口。

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。

当地材料坝、进口处山岩较差、岸坡又比较平缓。

D.坝式进水口:

进水口依附在坝体的上游面上。

混凝土重力坝的坝后式厂房、坝内式厂房和河床式厂房。

3.关于有压进水口布置说法正确的是?

A.拦污设备作用作用是防止有害污物、漂浮物等进入进水口

B.通气孔位置在有压进水口的事故闸门之后

C.通气孔作用:

引水道充水时用以排气,事故闸门紧急关闭放空引水道时，用以补气以防出现有害真空。

D.充水阀作用：

开启闸门前向引水道充水，平衡闸门前后水压,以便在静水中开启闸门，从而减小启门力。

4.工作闸门说法正确的是

A.也叫事故闸门。

B.作用:

紧急情况下切断水流,以防事故扩大。

C.运用要求:

动水中快速（１~2miｎ）关闭,静水中开启。

D.布置方式:

一般为平板门。

一口、一门、一机（固定卷扬启闭机）,以便随时操作。

5.检修闸门说法正确的是

A.作用:

设在工作闸门上游侧,检修事故闸门和及其门槽时用以堵水。

B.运用要求:

静水中启闭。

C.布置方式:

平板闸门,几个进水口共用一套检修闸门,启闭可用移动式或临时启闭设备,平时检修闸门存放在储门室内。

6.有压进水口高程确定正确的是?

A.进水口顶部高程应低于最低死水位，并有一定的埋深

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

7.关于非自动调节渠道说法正确的是?

A.渠顶大致平行渠底,渠道的深度沿途不变

B.在渠道末端的压力前池中设溢流堰。

C.引水道较长

D.底坡较陡

8.关于自动调节渠道说法正确的是

A.渠道首部和尾部堤顶的高程基本相同,并高出上游最高水位，渠道断面向下游逐渐加大

B.渠末不设泄水建筑物。

C.渠道不长

D.底坡较缓,上游水位变化不大的情况。

1.水电站的有压进水口类型有隧洞式进水口、压力墙式进水口、塔式进水口、坝式进水口。

2．水电站有压进水口主要设备有_＿拦污栅＿_、_＿闸门_＿、___通气孔__和__充水阀＿__。

3．进水口的事故闸门要求在＿_动水__中关闭，_静水__中开启;

检修闸门在__静水__中关闭，＿_静水__中开启。

4．水电站的引水渠道称为＿＿动力＿渠道,分_＿＿＿自动调节_渠道和＿＿非自动调节___＿＿渠道两种。

5．压力前池由__＿___＿____＿、_____＿＿＿＿_＿＿_____、＿_＿＿＿____＿_、________＿________＿、__＿＿＿_＿_＿_＿__＿_____＿__组成。

组成如下:

（１）前室（池身及扩散段）。

（2）进水室及其设备

（3）泄水建筑物。

（4）放水和冲沙设备。

（5）拦冰和排冰设备。

6.压力前池的作用

（1）平稳水压、平衡水量。

（２）均匀分配流量。

（３）渲泄多余水量。

（4）拦阻污物和泥沙。

7.有压隧洞断面形状一般为_圆形_,无压隧洞断面形状一般为____方圆、马蹄、高拱__。

8．有压进水口轮廓组成一般由进口段、闸门段、渐变段组成。

1.无压引水进水口,一般应选在河流弯曲段的凸岸。

（　×

2.有压进水口的底坎高程应高于死水位。

3．通气孔一般应设在事故闸门的上游侧。

（×

4.在任何情况下通气孔都不应取消。

5.进水口的检修闸门是用来检修引水道或水轮机组的。

6.渠道的经济断面是指工程投资最小的断面。

　）

第三章水电站压力管道

1.压力水管单元供水说法正确的是:

A.一管一机。

不设下阀门。

B.优点：

结构简单（无岔管）、工作可靠、灵活性好，易于制作，无岔管。

C.缺点：

造价高。

（1）单机流量大、长度短的地下埋管或明管；

（２）混凝土坝内管道和明管道。

2.联合供水法正确的是：

A.一根主管,向多台机组供水。

设下阀门。

造价低

C.缺点:

结构复杂（岔管）、灵活性差

D.适用：

机组少、单机流量小、引水道长的地下埋管和明管

3.分组供水法正确的是:

A.设多根主管，每根主管向数台机组供水。

B.设下阀门。

压力水管较长,机组台数多,单机流量较小的情况。

地下埋管和明管。

4.平板闸说法正确的是:

A.优点:

安装维修简单,止水严密运行可靠

B.缺点:

启闭力大,运行缓慢，易产生空化。

小直径钢管。

5.蝴蝶阀说法正确的是：

A.优点：

启闭力小，操作方便迅速，体积小,重量轻,造价低。

B.缺点：

开启状态时，阀体对水流有扰动，水头损失较大;

关闭状态止水不严。

6.球阀说法正确的是：

开启状态时没有水头损失,止水严密,能承受高压。

结构复杂，尺寸和重量大，造价高。

C.适用：

高水头电站。

1.压力管道的供水方式有单元供水、　分组供水、联合供水　　三种，其中地下埋管多采用　联合供水　方式。

２．对地面压力钢管，当温度变化时,由于在支墩　　　和伸缩节　处产生摩擦力而引起管壁轴向力。

3.支墩的常见类型有滑动　、滚动　　、　　摇摆三种。

４．水电站压力钢管使用的闸阀有平板、蝴蝶　、　球　三种。

1.选取的钢管直径越小越好。

（　×

２．钢管末端必须设置阀门。

3．伸缩节一般设置在镇墩的下游侧。

（）

４.明钢管只在转弯处设置镇墩。

）

5.通气孔一般应设在工作闸门的上游侧。

四、问答题

镇墩、支墩、伸缩节的作用是什么?

镇墩功用：

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。

支墩功用：

承受水重和管重的法向分力。

相当于连续梁的滚动支承,允许水管在轴向自由移动（温度变化时）。

伸缩节功用：

消除温度应力,且适应少量的不均匀沉陷。

常在上镇墩的下游侧

水锤及调节保证计算

1.水锤波的周期为时间　4L/C，水锤波在管道中传播一个来回的时间为　2L／Ｃ　。

2．发生第一相水锤的条件是ρτ０＜１　　,其是的高水头水电站特征。

二、多项选择题

1.减少水锤压力的措施有哪些?

A.缩短压力管道和长度

B.减小压力管道中的流速

C.选择合理的调节规律

D.延长有效的关闭时间

三、问答题

1.研究水锤波的目的有哪些?

（1）计算水电站过水系统的最大内水压强，作为设计或校核压力管道、蜗壳和水轮机强度的依据。

（2）计算过水系统的最小内水压强,作为布置压力管道的路线（防止压力水管内发生真空）和检验尾水管内真空度的依据。

（3）研究水锤现象与机组运行（如机组转速变化和运行的稳定性等）的关系。

（4）研究减小水锤压强的措施。

2.为何要进行调节保证计算,其目的是什么？

机组转速越高在机组转速变化及有压引水系统压力波动的暂态过程中,水锤压强及机组转速的变化率都与导水叶的关闭时间Ts有关：

水轮机调节机构开始关闭导叶,水轮机的引用流量逐渐减小，机组出力逐渐下降,同时在引水系统产生水锤压力。

当关闭到空转开度时出力变为零。

导叶关闭过程中所产生的能量,完全被机组转动部分所消耗,造成机组转速的升高。

导水叶（或阀门）启闭时间Ts的长短,在电力系统与水力系统间存在矛盾。

为保证电站运行的经济与安全,需选择合适的Ｔｓ，使水锤压强及机组转速变化率都控制在允许范围内。

调　压室

1.调压室的作用有哪些？

A.在较长的压力引水系统中,为了降低高压管道的水击压力，满足机组调节保证计算的要求,常在压力引水道与压力管道衔接处建造调压室。

B.调压室将有压引水系统分成两段：

上游段为压力引水道，下游段为压力管道。

2.调压室的功用可归纳为：

A.反射水击