水电站(问答题答案版).

水电站复习思考题（1）

复习思考题（水轮机部分）（一）

1.水电站的功能是什么，有哪些主要类型？

2.水电站的装机容量如何计算？

3.水电站的主要参数有哪些（H、Q、N、N装、P设、N保），说明它们的含义？

4.我国水能资源的特点是什么？

5.水力发电有什么优越性？

复习思考题（水轮机部分）（二）

1.水轮机是如何分为两大类的？组成反击式水轮机的四大部件

是什么？

水轮机根据转轮内的水流运动和转轮转换水能形式的不同可分为反击式和冲击式水轮机两大类。

组成反击式水轮机的四大部件是：引水部件、导水部件、工作部件、泄水部件

2.反击式和冲击式水轮机各是如何调节流量的？

反击式水轮机：水流在转轮空间曲面形叶片的约束下，连续不断地改变流速的大小和方向。

冲击式水轮机：轮叶的约束下发生流速的大小和方向的改变，将其大部分的动能传递给轮叶，驱动转轮旋转。

3.什么是同步转速，同步转速与发电机的磁极对数有什么关系？

尾水管的作用是什么？

同步转速：电机转子转速与定子的旋转磁场转速相同(同

步)。同步转速与发电机的磁极对数无关。

尾水管的作用：①将通过水轮机的水流泄向下游；②转

轮装置在下游水位之上时，能利用转轮出口与下游水位之间

的势能H2；③回收利用转轮出口的大部分动能

4.水轮机的型号如何规定？效率怎样计算？

根据我国“水轮机型号编制规则”规定，水轮机的型号

由三部分组成，每一部分用短横线“—”隔开。第一部分由

汉语拼音字母与阿拉伯数字组成，其中拼音字母表示水轮机

型式。第二部分由两个汉语拼音字母组成，分别表示水轮机

主轴布置形式和引水室的特征；第三部分为水轮机转轮的标

称直径以及其它必要的数据。

水轮机的效率：水轮机出力（输出功率）与水流出力（输

入功率）之比。Ƞ=P/Pw

5.什么是比转速？

54n N

H s n

表示当工作水头H=1m 、发出功率N=1kw 时，水轮机所具有

的转速n 称为水轮机的比转速。

复习思考题（水轮机部分）（三）

1.解释水轮机效率的组成，三种效率之间的关系如何？什么是

水轮机的最优工况？

水力效率ηs、容积效率ηv、机械效率ηj。其关系是η=ηj〃ηv〃ηs。

水轮机运行效率η最高的工况，称为水轮机的最优工况。

对反击式水轮机，同时满足水轮机进口无撞击、出口无漩涡，即为最优工况。

2.解释：水轮机的汽蚀、吸出高和安装高程。

水轮机的汽蚀：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反复冲击，对水轮机过流金属表面产生破坏的现象。

吸出高：水轮机的吸出高度Hs是转轮叶片压力最低点到下游水面的垂直距离，随工况而改变。

立式水轮机的安装高程是指导叶高度中心面高程，卧式水轮机的安装高程是指水轮机主轴中心线所在水平面高程。

3.水轮机的基本方程式如何表达，方程式的实质是什么？

4.水轮机的相似条件和相似定律是什么？研究目的是什么？

相似条件：要使原型水轮机与模型水轮机相似，必须具

备三个相似条件，即几何相似，运动相似和动力相似。 水轮机的相似定律又叫相似律，是指水轮机在相似工况下运行时各个工作参数（比如水头H ，流量Q ，转速n 等）之间的关系。通常包括转速相似律，流量相似律和出力相似律。

研究目的：原型试验既不经济又很困难，为了研究问题

方便，常将原型水轮机按比例缩小成模型，进行模型实验，获得实验数据后再设法换算成原型水轮机的特性参数。

5.什么是水轮机的单位参数和比转速？比转速和转速、机组类型、汽蚀系数有什么关系？

当水轮机转轮直径D1=1m 时、水头H=1m 时，水轮机的

转速、流量、出力分别称为单位转速、单位流量和单位出力，统称单位参数。

54s n n N

H ，表示当工作水头H=1m 、发出功率N=1kw 时，

水轮机所具有的转速n 称为水轮机的比转速。.比转速ns 是一个能综合反映水轮机工作参数n ，H ，N 和Q 之间关系的无量纲参数，其值不随工况变化而变化，因而是水轮机分类主要依据

当H 一定时： s n ↑→N ↑→n ↑。机组尺寸缩小，投资

减少，因此提高比转速可以降低造价。

当H和N一定时，s n越高，空蚀系数越大，需要增加厂房开挖。

6.水轮机的参数和特性曲线有哪些？模型综合特性曲线的作用及其组成？轴流式和混流式水轮机的特性曲线有什么区别？

水轮机的工作参数有水头、流量、转速、出力和效率等。

其几何参数包括转轮直径1D、活动导叶的开度0a，叶片转角

等。

水轮机的综合特性曲线有模型综合特性曲线和运转综合特性曲线两种。

运转综合特性曲线是针对原型水轮机绘制的，主要用于水电站的设计时检查所选水轮机在、是否正确和建成后指导

水电站的合理经济运行。

复习思考题（水轮机部分）（四）

1.水轮机选择的内容是什么？选择方法有几种？

水轮机选型设计的内容

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。

选择方法：

1、根据水轮机系列型谱选择

2、专题研究法

3、查系列范围图法

4、采用套用机组

5、直接查产品样本

6、统计分析法