华北水利水电学院水电站前五章复习重点.docx
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华北水利水电学院水电站前五章复习重点
名词解释
1.设计保证率:
水电站的设计保证率是指水电站正常发电的保证程度。
一般用正常发电总时段与计算期总时段壁纸的百分数表示。
2.★保证出力:
指水电站相应于设计保证率的枯水时段发电的平均出力。
3.★多点平均发电量:
水电站隔年发电量的平均值。
4.★最优工况:
即效率最高工矿,水轮机达到运行效率最高时的工况。
在水轮机模型综合特性曲线上最内图等效率曲线中面积的集合中心效率最高。
该店相应的工况即为最优工况。
5.限制工况:
用于限制水轮机在增大流量是,由于效率过低反而会发生出力下降的情况,或是限制影响最大出力的因素所规定的相应工况。
6.吸出高:
水轮机的吸出高Hs。
从理论上讲应是转轮中压力最低位置到下游面得垂直高度,但在不同工况时次压力最低位置亦有所不同。
7.★单位参数:
通常采用将模型试验的成果都化为D1m=1m,H1m=1m标准情况下的参数,次参数称为单位参数。
分别用 表示。
8.比转速:
水轮机在工作水头H=1m,出力N=1kw是所具有的转速称为水轮机的比转速。
9抽水蓄能电站:
是一种控制系统,由多余电能,在电气系统中起调峰作用的电站,包括抽水蓄能和放水发电两个过程:
系统负荷低时,将下库水抽到上库(电动机+水泵);系统负荷高时,将水库的水放出发电(水轮机+发电机)。
填空
1.确定Ny(装机容量)的简化方法:
年利用小时数法、保证出力倍比法、套用定型机组法。
2.水电站按其开发方式的不同分为:
坝式水电站、引水式水电站和混合式水电站
3.反击式水轮机按转轮区的水流相对于水轮机主轴的方向的不同,可分为混流式,轴流式,斜流式和贯流式。
简答、计算、设计
1.各类水电站的特点及其适用范围。
答:
(1)坝式水电站:
在河道上修建拦河大坝抬高上游水位以集中落差,并形成水库调节流量。
这种水电站适宜建在流量较大,坡度较小的山谷河段上,可分为坝后式和河床式水电站两种。
坝后式水电站的主要特点是厂房布置在紧靠大坝下游。
河床式水电站的厂房布置在河床中作为坝的一部分,有挡水作用。
(2)引水式水电站:
筑一低坝取水,采用人工修建的引水建筑物(明渠,隧洞,管道等)引水集中落差以发电,这种水电站适用于河道陡峻,水流湍急或有较大跃水和河湾的地方。
可分为无压引水式水电站和有压引水式水电站。
(3)混合式水电站:
水电站的水头是由筑坝和修建压力管道共同形成的,该类水电站适宜修建在河段的上游地势平坦宜于修筑高坝形成大库。
下游坡度较陡有较大河湾而又宜于采用压力引水道集中落差的地方。
2.★组成反击式水轮的五大部件,各部件的重要零件及其作用。
答:
(1)引水部件(蜗壳,座环)将水流引入转轮前的导水机构并形成一定的旋转量
(2)导水部件(导叶及其传动机构)引导水流按一定方向进入转轮,并通过改变导叶开度来改变流量调整出力,此外还可用来截断水流以便进行检修与调相运行,开停机。
(3)工作部件(转轮)将水流能量转变为旋转机械能。
(4)泄水部件(尾水管)回收转轮出口水流中的剩余能量。
(5)非过流部件(主轴,润滑,密封)将转轮机械能传递给发电机转子
3.★反击式和冲击式水轮机各是如何调节流量的?
调节流量的目的是什么?
答:
反击式水轮机通过改变导叶开度来改变流量,冲击式水轮机通过改变喷针行程来改变流量调节流量的目的:
通过调节进入水轮机的流量来改变水轮机的出力,随着机组负荷的变化,水轮机相应地改变导叶的开度(或喷针行程),使机组转速即供电频率恢复或保持在允许范围内,并在机组之间进行负荷分配达到经济合理的运行。
4.如何确定限制工况。
答:
绘一条5%出力限制线,过最优工况的单位转速的平线与5%出力限制线的交点即为限制工况点,有时受气蚀条件的限制,做法相同。
5.★规划设计阶段如何简单估算水电站的出力以及年发电量?
用什么方法确定N保和E年?
答:
在初步估算出力时应用简化公式为N=KQH一般大一型可选用系数K=8.0~8.5中型水电站K=7~7.5小型水电站K=6~6.5年发电量用公式E=0.0027WHη计算。
N保由水电站出力历时曲线N~P曲线选用的P设对应求偶
E年先将应用的水文系统分微弱跟时段,然后按照天然涞水和用水进行水库调节计算水能计算,得出逐年的发电量,再求其平均值便可得出多年平均发电量。
6.小型水电站转机容量的组成
答:
N装=N必须+N季节=N工+N备用+N季节=NI+N检修+N负荷+N季节+N事故
7.水轮机的安装高程的确定
一、反击式水轮机的安装高程
立轴混流式水轮机:
Z=▽W+HS+b0/2
式中DW为水电站设计最低水位b0为水轮机导叶开度
轴流式水轮机:
Z=▽W+HS+XD1
式中X为轴流式水轮机高度系数一般X=0.41
卧轴混流式水轮机:
Z=▽W+HS-D1/2
二、水斗式水轮机的安装高程:
对立轴水斗式水轮机安装高程规定为射流中心线高程:
Z=▽W+HP
卧立轴中心线:
Z=HP+D1/2
式中hP为排水高度一般可取为(1~1.5)D1▽W为下游水位应选下游设计最高水位。
8.水轮机的基本方程式如何表述,方程式说明水轮机做功的原理(能量转换的实质)是什么?
答:
水轮机的基本方程式:
HηT=(U1V1cosα1-U2V2cosα2)/g
水轮机的基本方程式实质上是一个由水流能量转化为旋转机械能的能量平衡方程式。
9.○引入单位参数和比转速的原因
答:
①由于各实验单位的条件和要求不同,所采取的DM和HM也不一样,因此得出的模型参数就不便于应用而且也不便于在不同机型之间进行比较,为此,引入单位参数。
②为了得到一个能综合反映水轮机性能的单位参数,引入比转速。
10.●水轮机的主要综合特性曲线与运转综合特性曲线有什么联系和区别。
答:
联系:
它们是反映三个以上参数关系的综合性曲线,运转综合特性曲线是由模型综合特性曲线通过换算和效率修正后绘制而来。
区别:
①来源不同:
综合特性曲线来源于模型,运转综合特性曲线来源于模型。
②坐标不同:
综合特性曲线横纵坐标分别为Q1’和n1’,运转综合特性曲线N、H
③代表性不同:
模型曲线代表一系列水轮机的特性而原型代表一个特定的水轮机的特性。
④用途不同:
模型曲线用于水轮机的分类制造,运转综合特性曲线供水电站工员人员参考。
11.●水轮机选择的主要工作内容是什么?
答:
①机组台数和单机容量;②水轮机的型号和装置方式;③水轮机的直径及转速;④水轮机的吸出高与安装高程;⑤蜗壳及尾水管的型式及主要尺寸;⑥绘制水轮机的工作及运转特性曲线;⑦选择调速器的运行装置及油压装置;⑧选择水轮机的配水轮发电机并估算其各部分尺寸和相关参数。
一、计算题
1、已知水轮机为HL240—LJ—120,水电站的Hmax=37m,HP=31m,Hmin=25m,尾水位为180m,各水头对应的气蚀系数为:
Hmax时,
,HP=31m时,
,Hmin=25m时,
。
坐环高度b0=0.365D1,确定水轮机的安装高层。
(20分)
解:
1)计算吸出高度
可得吸出高度分别为0.18,1.43,2.8。
2)计算安装稿酬
取吸出高度为179.4米
1.下列四组水轮机属于反击式水轮机的是()
(A)斜击式、双击式;(B)斜流式、贯流式;(C)混流式、水斗式;(D)斜流式、斜击式。
答:
B
2.反击式水轮机的主要空化形式为( )。
(A)翼型空化;(B)间隙空化;(C)空腔空化;(D)局部空化。
答:
C
3.在水头和功率相同的条件下,要使机组转速愈高,机组尺寸较小,厂房尺寸减小,降低电站投资,则机组的比转速应选择( )。
(A)愈小;(B)愈大;(C)不变值;(D)任意值。
答:
B
4.对于高水头小流量的水电站,控制水电站主厂房机组间距的主要因素是()。
(A)发电机尺寸;(B)蜗壳尺寸;(C)尾水管尺寸;(D)主阀尺寸。
答:
A
5.当调节时间TS一定时,对于高水头水电站,导叶(阀门)的关闭规律宜采用( )
(A)先快后慢;(B)先慢后快;(C)直线规律关闭;(D)与关闭规律无关。
答:
B
6.当调节时间TS一定时,对于低水头水电站,导叶(阀门)的关闭规律宜采用( )
(A)先快后慢;(B)先慢后快;(C)直线规律关闭;(D)与关闭规律无关。
答:
A
7.在潮汐水电站和低水头大流量的河床式水电站中,水轮机型式通常为( )。
(A)混流式;(B)斜流式;(C)贯流式;(D)水斗式
答:
C
8.冲击式水轮机转轮中发生的空化是( ):
(A)翼型空化;(B)间隙空化;(C)空腔空化;(D)局部空化。
答:
D
9.对于低水头大流量的水电站,控制水电站主厂房机组间距的主要因素是()。
(A)发电机尺寸或蜗壳尺寸;(B)蜗壳尺寸或尾水管尺寸;
(C)尾水管尺寸或主阀尺寸;(D)主阀尺寸或发电机尺寸。
答:
B
10.坝后式水电站一般修建在河流的( ),水头为( )。
(A)中上游,中高;(B)中下游,中低;(C)中上游,中低;(D)中下游,中高。
答:
A
11.河床式水电站一般修建在河流的中下游,水头( ),引用流量( )。
(A)高,大;(B)低,大;(C)低,小;(D)高,小
答:
B
12.水电站枢纽的组成建筑物有以下六种,请选择他们的主要功能。
挡水建筑物(),泄水建筑物(),进水建筑物(),输水建筑物(),平水建筑物(),厂房枢纽建筑物()。
(A)用以宣泄洪水或放空水库的建筑物
(B)是发电、变电、配电、送电的中心,是电能生产的中枢
(C)用来向水电站输送发电流量
(D)用来从河道或水库按发电要求引进发电流量
(E)用以截断水流,集中落差,形成水库的拦河坝、闸或河床式水电站的厂房等水工建筑物
(F)在水电站负荷变化时用以平稳引水建筑物中流量和压力的变化,保证水电站调节稳定的建筑物
答:
E、A、D、C、F、B
13.我国水能资源的特点有()
(A)蕴藏丰富,分布不均(B)开发率低,发展迅速
(C)开发率高,发展迅速(D)前景宏伟
答:
ABD
14.水轮机型号选择是在已知( )的情况下进行的。
(A)机组容量和水头范围 (B)机组容量和最大水头 (C)机组容量和最小水头
答:
A
15.请选择下列哪些为反击式水轮机(),哪些为冲击式水轮机()。
(A)切击式(B)混流式(C)双击式(D)贯流式
(E)轴流式(F)斜击式(G)斜流式(H)水斗式
答:
BDEG、ACFH
16.请选择反击式水轮机的主要过流部件。
主要过流部件按水流流经的方向进行填写,()→()→()→()。
(A)转轮(B)蜗壳(C)喷嘴
(D)座环与导叶(E)折流板(F)尾水管(G)机壳
答:
B、D、A、F
17.请选择冲击式水轮机的主要过流部件。
主要过流部件按水流流经的方向进行填写,()→()→()→()。
(A)转轮(B)蜗壳(C)喷嘴
(D)座环与导叶(E)折流板(F)尾水管(G)机壳
答:
C、E、A、G
18.反击式水轮机主要综合特性曲线的横坐标是(),纵坐标是()。
(A)
与
(B)
与
(C)
与
(D)
与
答:
A
19.反击式水轮机主要综合特性曲线一般包括()
(A)等效率线(B)等导叶开度线(C)等汽蚀系数线(D)出力限制线
答:
ABCD
20.单位参数包括()
(A)单位流量(B)单位转速(C)单位出力(D)最优单位参数
答:
ABC
21.直锥型尾水管适用于( )水轮机。
(A)大型 (B)大中型(C)中型(D)小型
答:
D
22.接力器是(),调速柜()
(A)进行水轮机开机、停机操作,并进行调速器参数的整定
(B)调速器的执行机构
(C)控制水轮机的主要设备,能感受指令并加以放大
(D)控制水轮机调速环(控制环)调节导叶开度,以改变进入水轮机的流量。
(E)操作执行机构,使转速保持在额定范围内。
答:
BD、ACE
23.水轮机根据调节机构数目不同可分为单调节和双调节,那么混流式水轮机是(),切击式水轮机(),轴流转桨式是(),双击式()
(A)单调节、双调节、双调节、双调节(B)双调节、单调节、双调节、双调节
(C)双调节、双调节、单调节、双调节(D)双调节、双调节、双调节、单调节
答:
A、
24.水轮机的工作水头是( )。
(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
答:
B
25.水轮机的效率是( )。
(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
答:
B
26.水电站的主机包括( )。
(A)水轮机与发电机 (B)水轮机与调速器
(C)机盘旁与发电机(D)发电机与调速器
答:
A
27.叶片角度可以调整的水轮机有( )。
(A) 斜击式与双击式 (B) 混流式与双击式
(C)轴流式与斜流式(D)贯流式与混流式
答:
C
28.水流流经混流式水轮机转轮时,水流是( )。
(A)轴向流入、轴向流出 (B)径向流入、轴向流出
(C)径向流入、径向流出(D)轴向流入、径向流出
答:
B
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