《水電站》問答題100問

1、水電站課程考試試題庫水電站問答題100 問1.水電站有哪些基本類型？（ 1）答：根據(jù)水能開發(fā)方式的不同，水電站有不同的類型：（ 1）壩式水電站：采用壩式開發(fā)修建的水電站稱為壩式水電站。壩式水電站按大壩和水電站廠房相對位置的不同又可分為河床式、閘墩式、壩后式、壩內(nèi)式、溢流式等，在實際工程中，較常采用的壩式水電站是河床式水電站和壩后式水電站。（ 2）引水式水電站：在河道上游坡度較陡的河段上，不宜修建較高的攔河壩，用坡度比河道坡度緩的渠道集中水頭， 此外，當遇有大河灣時， 可通過渠道或隧洞將河灣截直獲得水頭，所修建的水電站稱為引水式水電站。 引水式水電站據(jù)引水建筑物的不同又可分為無壓引水式水電站和有

2、壓引水式水電站兩種類型。（ 3）混合式水電站：混合式水電站常建造在上游具有優(yōu)良庫址，適宜建庫，而緊接水庫以下河道坡度突然變陡， 或有大河灣的河段上， 水電站的水頭一部分由壩集中， 一部分由引水建筑物集中，因而具有壩式水電站和引水式水電站兩個方面的特點。（ 4）潮汐水電站：潮汐水電站是利用大海漲潮和退潮時所形成的水頭進行發(fā)電的。（ 5）抽水蓄能電站：抽水蓄能電站是裝設具有抽水和發(fā)電兩種功能的機組，利用電力低谷負荷期間的剩余電能向上水庫抽水儲蓄水能， 然后在系統(tǒng)高峰負荷期間從上水庫放水發(fā)電的水電站。2.反擊式水輪機的主要過流部件各有何作用？（ 2）答：工作部件轉輪是水輪機的核心部件，作用是將水能轉

3、變?yōu)樾D機械能。導水部件導葉的主要作用是根據(jù)機組負荷變化來調節(jié)進入水輪機轉輪的流量， 以達到改變水輪機輸出功率與外界負荷平衡之目的， 并引導水流按必須的方向進入轉輪， 形成一定的速度矩。 水輪機的引水部件又稱為引水室， 其功用是將水流均勻平順軸對稱地引向水輪機的導水機構， 進入轉輪。泄水部件尾水管的作用為： 將通過水輪機的水流泄向下游； 轉輪裝置在下游水位之上時，能利用轉輪出口與下游水位之間的勢能H2 ；回收利用轉輪出口的大部分動能（）。3.為什么高水頭小流量電站一般采用金屬蝸殼，低水頭大流量電站采用混凝土蝸殼？（ 2）答：金屬蝸殼：由鑄鐵、鑄鋼或鋼板焊成， 材料強度大，但造價高，故適用于較高

4、水頭 （ H>40m ）小流量的水電站和小型臥式機組?；炷廖仛ひ话氵m用于水頭在40m 以下大流量的水電站，因水頭較大時， 只用混凝土材料不滿足強度要求，需要在混凝土中加設大量鋼筋和金屬襯板，則造價高，不經(jīng)濟。4.當水頭H ，流量Q 不同時，為什么反擊式水輪機轉輪的外型不相同？（2）答：混流式水輪機轉輪為適應不同水頭和流量的要求，其形狀不同，以D1 表示轉輪進水口邊最大直徑， D2 表示出口邊最大直徑，進口邊高度用b0 表示。高水頭， 流速大， 流量較小，所需進水和出水斷面均較小，故，所需用轉輪的b0 、 D2 均較小；低水頭，流量大，所需進水和出水斷面較大，則所用轉輪的b0 、 D2

5、均較大。5、汽蝕有哪些危害？（ 2）答：汽蝕對水輪機的運行主要有下列危害：（ 1）降低水輪機效率，減小出力。（ 2）破壞水輪機的過流部件，影響機組壽命。（ 3）產(chǎn)生強烈的在噪音和震動，惡化工作環(huán)境，從而影響水輪機的安全穩(wěn)定運行。（ 4）縮短檢修時間，增加運行成本。6、防止和減輕汽蝕的措施一般有哪些？（ 2）答：為防止和減輕汽蝕對水輪機的危害，需從多方面采取措施：（ 1）水輪機設計制造方面：合理設計葉片形狀、數(shù)目使葉片具有平滑流線；盡可能使葉片背面壓力分布均勻， 減小低壓區(qū)；提高加工工藝水平，減小葉片表面粗糙度；采用耐汽蝕相對較好的材料。（ 2）工程措施方面：合理確定水輪機安裝高度；使轉輪出口處

6、壓力高于汽化壓力；多沙河上設除沙措施；防止粗粒徑泥沙進入水輪機。（ 3）運行方面：避免在易于產(chǎn)生汽蝕的工況下運行；出現(xiàn)真空低壓區(qū)時補氣增壓；及時對產(chǎn)生汽蝕破壞的部件進行維護。7、各類水輪機的安裝高程如何確定？（2）答：（ 1）反擊時水輪機安裝高程的確定：立軸混流式水輪機：Zs=Za+Hs+b0/2立軸混流式水輪機：Zs=Za+Hs+XD1臥軸混流式和灌流式水輪機：Zs=Za+Hs-D1/2（ 2）沖擊式水輪機： Zs=Zamax+hp8、單位參數(shù)的物理意義是什么？（ 2）答：當水輪機轉輪直徑D1=1m 時、水頭H=1m 時，水輪機的轉速、流量、出力分別稱為單位轉速、單位流量和單位出力，統(tǒng)稱單位

7、參數(shù)。9、進水建筑物各類進水口的布置特點和使用條件？（ 3）答：水電站的進水口分為有壓進水口和開敞式進水口兩大類。有壓進水口大主要特征是，進水口位于水庫死水位以下一定深度，在一定的水壓之下工作，以引進深層水為主，適用于從水位變化幅度較大的水庫中取水。它可以單獨布置，也可以和擋水建筑物結合在一起，進水口后接有壓隧洞或管道。有壓引水式水電站、壩后式水電站的進水口大都屬于這種類型。開敞式進水口的主要特征是，進水口的水流具有自由水面，處于無壓狀態(tài)，進水口以引進表層水為主， 適用于從天然河道或水位變化不大的水庫中取水。進水口后一般接無壓引水建筑物。開敞式進水口一般用于無壓引水式水電站。10. 有壓進水口

8、的型式及適用條件（ 3）答：有壓進水口的主要類型可分為隧洞式、壓力墻式、塔式和壩式四種。（ 1）隧洞式進水口： 隧洞式進水口的特征是閘門安裝在從巖體里面開挖出來的豎井中。當隧洞進口地質條件較好，擴大斷面的開挖閘門豎井均不會引起塌方時適宜采用此種進水口。但當?shù)刭|條件不好或地形過于平緩時，不宜采用此種型式進水口。（ 2）壓力墻式進水口： 如隧洞進口地質條件較差，不宜擴大斷面和開挖豎井，或因地形條件不宜采用隧洞式進水口時， 可將進水口段和閘門段布置在山體之外， 形成一個緊靠山巖的單獨墻式建筑物，稱為壓力墻式進水口。（ 3）塔式進水口： 當水庫岸邊地質條件差或地形平緩，不宜在岸坡上修建進水口時，可采用

9、塔式進水口。 這時，進水口的進水段、閘門段及上部框架組成一個塔式結構，孤立于水庫之中， 通過工作橋與岸邊相連。當?shù)夭牧蠅蔚膲蜗潞芤膊捎盟竭M水口。塔式進水口的結構較為復雜，施工也比較困難，在地震劇烈區(qū)不宜采用。（ 4）壩式進水口： 壩式進水口的特點是將進水口布置在混凝土壩的迎水面上，使進水口與壩身合成一體，其后接壓力管道。當采用壩后式或壩內(nèi)式廠房時，壓力水管埋設在壩體內(nèi)，只有采用壩式進水口。11. 如何確定有壓進水口的位置高程及輪廓尺寸？（3）答：有壓進水口位置的選擇應當從水庫地形、地質條件、水位變幅、引水路線、進水口型式以及其他進水口位置等方面來綜合考慮。運行時應能保證流向進水口的水流平順

10、、對稱、 水頭損失小、 不產(chǎn)生回流和漩渦、不產(chǎn)生淤積和聚集漂浮物等現(xiàn)象。同時在其他進水口通過水量或泄洪時不影響該進水口的進水量。引水隧洞的進水口應與隧洞路線的選擇協(xié)調一致，布置在地形地質及水流條件均合適的地點。有壓進水口應低于運行中可能出現(xiàn)的最低水位，并有一定的淹沒深度。有壓進水口的底部應高于水庫的設計淤積高程1.0m 以上。有壓進水口沿水流方向可分為進口段、閘門段、漸變段三部分。 這三部分的尺寸及形狀，主要與攔污柵斷面、閘門尺寸和引水道斷面有關。進水口的輪廓就是使這三個斷面能平順的連接起來。 在保證引進發(fā)電所需流量的前提下，盡可能使水流平順的進入引水道，使水頭損失小、避免因水流脫壁而產(chǎn)生負壓

11、，降低工程造價和設備費用。12.沉沙池的基本原理是什么？有哪些排沙方式？（ 3）答：沉沙池的基本原理是，加大過水斷面，減小水流的流速及其挾沙能力， 使有害泥沙沉淀在沉沙池內(nèi)， 而將清水引入引水道。 沉沙池中所沉淀泥沙的排沙方式可分為人工清沙、 機械排沙和水力沖沙三種。水力沖沙又可分為連續(xù)沖沙和定期沖沙。13.動力渠道按其水力特性可分為哪些類型？各有何特點？分別適用于何種情況？（ 3）答：水電站的無壓引水渠道又稱為動力渠道。根據(jù)其水力特性， 可分為自動調節(jié)渠道和非自動調節(jié)渠道兩種類型。（1）自動調節(jié)渠道：自動調節(jié)渠道主要特點是渠頂高程沿渠道全長不變，而且高出渠內(nèi)可能的最高水位； 渠底按一定坡度逐

12、漸降低，斷面也逐漸加大； 在渠末壓力前池處不設泄水建筑物。 自動調節(jié)渠道無溢流水量損失。當電站引用流量發(fā)生變化時， 不必運用渠首閘門的開度來控制流量。 在引用流量較小時，渠末能保持較高的水位，因而可獲得較高的水頭。 由于渠道頂部高程沿渠線相等，故工程量較大。只有在渠線較短，地面縱坡較小，進口水位變化不大，而且下游沒有其他部門用水要求的情況下，采用此種類型的渠道才可能是經(jīng)濟合理的。（ 2）非自動調節(jié)渠道：非自動調節(jié)渠道主要特點是渠頂沿渠道長度有一定的坡度，其坡度一般與渠底坡度相同。在渠末壓力前池處（或壓力前池附近） 設有泄水建筑物，一般為溢流堰或虹吸式溢水道， 用來控制渠內(nèi)水位的升高和渲泄水量。

13、非自動調節(jié)渠道有棄水損失， 引用流量較小時渠末水位較自動調節(jié)渠道的水位低，但渠道工程量較小。對于渠道線路較長、地面縱坡較大的電站或電站停止運行后仍需向下游供水時，廣泛采用此種類型的渠道。14.引水渠道路線選擇原則？（ 3）答：渠道選線在滿足集中落差前提下做到：（ 1）渠線應盡量短而直，以減少水頭損失、降低造價。（ 2）渠線盡可能高，以獲得較大的落差，還能照顧到農(nóng)田灌溉。 （ 3）渠線應選擇在地質較好的地段，盡量避免與現(xiàn)有建筑物干擾。15.水電站壓力前池的作用（ 3）答：（ 1）分配水量。將引水渠道中的流量均勻的分配給各壓力水管，并設置閘門控制進入壓力水管的流量；（ 2）保證水質。再次攔截和清除

14、水中的污物、泥沙和浮冰等，防止其進入壓力水管；（ 3）限制水位升高，保證下游用水，渲泄多余水量。（ 4）穩(wěn)定水頭，提高機組運行穩(wěn)定性。壓力前池有一定容積，當機組負荷變化引起需水量變化時，起一定調節(jié)流量和反射水錘波的作用。16.日調節(jié)池適用于哪類水電站？設計時要注意哪些因素？（ 3）答：對于無壓引水式電站，如果在引水渠道沿線有比較合適的地形，應盡可能地修建日調節(jié)池。日調節(jié)池與壓力前池之間的渠道的設計流量，應采用電站引用的最大流量，而渠首至日調節(jié)池的渠道則可按較小流量設計，當日調節(jié)池足夠大時，可取電站的最大日平均引用流量。日調節(jié)池愈靠近壓力前池，其作用愈顯著。17.明鋼管的墩座有幾種類型？各有何作

15、用？（ 4）答：明鋼管的墩座分為鎮(zhèn)墩和支墩。鎮(zhèn)墩用來固定鋼管，使鋼管在任何方向均不發(fā)生位移和轉角， 承受壓力管道軸向不平衡力；支墩布置的鎮(zhèn)墩之間，用來支承鋼管，允許鋼管沿支承面作軸向位移。18.壓力水管的布置形式及其適用條件？（ 4）答：壓力水管向水輪機供水的方式可分為三種：1)單元供水：一根壓力水管只向一臺機組供水，即單管單機供水。這種供水方式結構簡單， 水流順暢，水頭損失小，運行靈活可靠，其中一根水管或一臺機組發(fā)生故障需要檢修時不影響其他機組運行，但當管道較長時，工程量大，造價較高。適用于水頭不高、流量較大、管長較短的情況。2）聯(lián)合供水：由一根總管在末端分岔后向電站所有機組供水，即單管多機

16、供水。這種供水方式的顯著優(yōu)點是可以節(jié)省管材，降低造價。 其缺點是運行的靈活性、可靠性較單獨供水方式差， 當總管發(fā)生故障或檢修時，將使電站全部機組停止運行，由于增加了分岔管、彎管等構件， 結構上較復雜，且水頭損失也較大。多在高水頭、小流量機組臺數(shù)不很多的水電站中采用。3）分組供水：每根主管在末端分岔后向兩臺或兩臺以上機組供水，即多管多機供水。這種供水方式的優(yōu)缺點同聯(lián)合供水方式相似，只是當一根主管發(fā)生故障或檢修時，不致造成電站所有機組停止運行。一般適用于管道較長、機組臺數(shù)較多、需限制管徑過大的電站。壓力水管的軸線與廠房的相對方向可以采用正向、側向或斜向的布置。正向布置的優(yōu)點是管線較短，水頭損失也較

17、?。喝秉c是當水管失事破裂時，水流直泄而下，危及廠房安全。這種方式一般適用于水頭較低水管較短的水電站。側向或斜向布置時，當水管破裂后， 泄流可從排水渠排走，不致直沖廠房，但管材用量增加，水頭損失也較大。19.露天（明）鋼管有哪些敷設形式？比較它們的優(yōu)點及適用條件。（ 4）答：明鋼管的敷設方式有以下兩種：1）分段式。在相鄰兩鎮(zhèn)墩之間設置伸縮接頭，當溫度變化時，管段可沿管軸線方向移動，因而消除了管壁中的溫度應力。明鋼管大都采用此種敷設方式。2）連續(xù)式。兩鎮(zhèn)墩間的管身連續(xù)敷設，中間不設伸縮節(jié)。由于鋼管兩端固定，不能移動，溫度變化時，管身將產(chǎn)生很大的軸向溫度應力。為減小管身的溫度應力，在管身的適當位置設

18、置一些可自由轉動的轉角接頭。 這種方式在一定條件下可能是經(jīng)濟合理的。 但我國很少采用。20.壓力鋼管的經(jīng)濟直徑如何確定？（ 4）答：為了確定壓力水管的經(jīng)濟直徑，可擬定若干不同的管徑方案，分別計算各方案的系統(tǒng)年費用（或總費用） ，然后用系統(tǒng)年費用（或總費用）最小法進行比較確定。對不重要的工程或缺乏可靠的技術經(jīng)濟資料時，可采用經(jīng)濟流速的數(shù)據(jù)選擇管徑。即： D4Q p e21.露天鋼管上有哪些管件（附件）？各起什么作用？（ 4）答：露天鋼管上的管件（附件）主要有：1）接縫與接頭：用來將鋼板焊接成管段并連結各管段。2）彎管和漸縮管：鋼管在水平面內(nèi)或豎直面內(nèi)改變方向時，需要裝置彎管；不同直徑鋼管段連接時

19、，需設置漸縮管。3）剛性環(huán)（加勁環(huán)） ：當薄壁鋼管不能抵抗外壓和滿足不了運輸或安裝的要求時，單純增加管壁厚度來滿足剛度要求往往是不經(jīng)濟的，可以考慮加設剛性環(huán)。4）分岔管：當水電站采用聯(lián)合供水或分組供水時，必須設置分岔管。22.露天鋼管如何檢驗穩(wěn)定性？如不滿足應采取哪些措施？（ 4）答：鋼管是一種薄壁結構，能承受較大的內(nèi)水壓力。但當通氣孔（或通氣閥）發(fā)生故障不能及時補氣， 或鋼管內(nèi)發(fā)生負水錘時，管內(nèi)均將產(chǎn)生真空，鋼管在內(nèi)外壓差作用下，容易喪失穩(wěn)定而被壓癟。 使鋼管失穩(wěn)的最小外壓力稱為臨界外壓力，可以通過計算臨界外壓力來檢驗露天鋼管的穩(wěn)定性。當薄壁鋼管不能抵抗外壓和滿足不了運輸或安裝的要求時，可采

20、用增加管壁厚度或加設剛性環(huán)、表面錨片鎖件等來解決。23.當調節(jié)保證計算不能滿足時，通常是采取措施減小水錘壓強。那么減小水錘壓強有哪些措施呢？ （ 5）答：當水錘壓強超過容許最大值時，一般采用下列措施加以降低： （ 1）縮短管道長度； （2）加大管道斷面，減少管內(nèi)流速； （ 3）設置調壓室； （ 4）采用合理的導葉（閥門）啟閉規(guī)律；（5）裝置調壓閥（空放閥） ；（ 6）設置水阻器。24.機組調節(jié)保證計算的任務？（ 5）答：（ 1）計算有壓引水系統(tǒng)的最大和最小內(nèi)水壓力。最大內(nèi)水壓力作為設計或校核壓力管道、蝸殼和水輪機強度的依據(jù)；最小內(nèi)水壓力作為壓力管道線路布置，防止壓力管道中產(chǎn)生負壓和校核尾水管內(nèi)

21、真空度的依據(jù)；（ 2）計算丟棄負荷和增加負荷時轉速變化率，并檢驗其是否在允許的范圍內(nèi)；（ 3）選擇調速器合理的調節(jié)時間和調節(jié)規(guī)律，保證壓力和轉速變化不超過規(guī)定的允許值；（ 4）研究減小水錘壓強及機組轉速變化的措施。25.簡述水錘一個周期的傳播過程？（ 5）答：水錘波傳播過程如下：1）第一狀態(tài)：水錘波從閥門端A 以速度a 向上游傳播，為逆行升壓波，經(jīng)過t=L/a時間，水錘升壓波到達水庫端D 時管道全長產(chǎn)生水錘壓強升高P（水頭升高H），全管水流流速為零。2）第二狀態(tài)：水錘波以順行降壓波的形式從水庫端D 以速度a 向閥門端傳播。在t=2L/a時刻，降壓波到達閥門端 A 。全管壓強恢復為 P0，水體密

22、度和管徑恢復為原狀，壓力管道內(nèi)水流流速為反向流速 V 0（從管道流向水庫） 。3）第三狀態(tài)：水錘波以逆行降壓波的形式從閥門端A 以速度a 向上游傳播。在t=3L/a時刻到達水庫端D 。全管壓強降低P，全管水流流速為零。4）第四狀態(tài)水錘波：順行升壓波以速度a 從水庫端D 向下游傳播，當t=4L/a時傳到閥門端A ，全管水流恢復至初始狀態(tài)。若管內(nèi)無摩阻存在，水錘波將重復上述四個傳播過程。26.什么是直接水錘和間接水錘？（ 5）2 LTs答：若a，閥門處的最大水錘壓強不會受到降壓順行波的影響，故其大小與閥門瞬時2 L關閉（ Ts=0）的情況相同。這種水錘稱為直接水錘。若Tsa ，閥門處的水錘壓強在尚

23、未達到最大值時就受到降壓順行波的影響而減小。閥門處的這種水錘稱為間接水錘。27.調壓室的功用？（ 6）答：（ 1）調壓室具有自由水面，能反射由壓力管道傳來的水錘波，從而避免或減小了引水道中的水錘壓力。由于縮短了封閉管道的長度，也大大降低了管道中水錘壓力。（ 2）調壓室有一定容積，離廠房較近，機組負荷變化時能迅速補充或存儲一定水量，有利于機組的穩(wěn)定運行。28.研究調壓室水位波動的目的？（ 6）答：研究調壓室水位波動的目的主要是：（ 1）求出調壓室中可能出現(xiàn)的最高、最低涌波水位及變化過程， 從而決定調壓室的高度和引水道的設計內(nèi)水壓力及布置高程。 （ 2）根據(jù)波動穩(wěn)定的要求，確定調壓室所需要的最小斷

24、面積。29.簡單圓筒式和阻抗式調壓室的特點如何？（ 6）答：簡單圓筒式調壓室的特點是：自上而下具有相同的斷面， 結構形式簡單，反射水錘波的效果好， 但在正常運行時隧洞與調壓室的聯(lián)接處水頭損失大。 與簡單圓筒式調壓室相比， 阻抗式調壓室的特點是：波動幅度小， 衰減快， 在同等條件下所需斷面較?。?正常運行時的底部水頭損失小，但由于阻抗的存在使反射水錘波的效果較差，引水道可能受水錘的影響。30.雙室式、溢流式、差動式調壓室各有什么特點？（ 6）答：雙室式調壓室由一斷面較小的垂直或傾斜的豎井和斷面擴大的上下貯水室組成。正常運行時， 水位在上下室之間，棄荷時豎井水位迅速上升，使上室充水；增荷時水位下降

25、由下室補充水體。上下室限制了水位波動振幅，且室水位波動快，衰減快，所需容積較小，反射水錘波的效果較好。溢流式調壓室的頂部有溢流堰，當丟棄負荷時， 水位開始迅速上升，達到溢流堰后開始溢流，限制了水位的進一步升高，有利于機組的穩(wěn)定運行。溢出的水量，可以設上室加以存儲，也可以排至下游。差動式調壓室由兩個直徑不同的同心圓組成，外筒稱為大室， 內(nèi)筒直徑較小， 上有溢流口，通常稱為升管， 其底部以阻力孔口與大室相通，它綜合地吸取了阻抗式和溢流式調壓室的優(yōu)點，但結構較復雜。31.什么是“引水道調壓室”水位波動穩(wěn)定性？小波動穩(wěn)定及大波動穩(wěn)定有什么不同？（ 6）答：調壓室的水位波動可分為兩種：一種是大波動，即電

26、站負荷發(fā)生大幅度的變化。若機組丟棄滿負荷或空轉突然增到較大負荷，此時調壓室中水位將發(fā)生較大的波動；另一種是小波動，即電站負荷出現(xiàn)微小變化，調壓室中水位呈微小波動。調壓室的水位波動可能是穩(wěn)定的，也可能是不穩(wěn)定的，即振幅隨時間而增大。設計調壓力室時，不僅要求波動是穩(wěn)定的，而且必須是衰減的，以保證電站穩(wěn)定運行，即“引水道調壓室”水位波動穩(wěn)定性。研究調壓室小波動時的不穩(wěn)定現(xiàn)象時假定波動為無限小，電站單獨運行， 調壓室為簡單圓筒式， 水輪機效率不變，調速器嚴格保持機組出力為常數(shù)。當調壓室水位波動的振幅較大(大波動 )時，波動微分方程不再是線性的。32.水電站廠房的功用？（7）答：水電站廠房的功用是：通過

27、一系列的工程建筑，將水流平順的引進水輪機并流向下游；將各種機電設備布置于恰當?shù)奈恢茫?給它們創(chuàng)造良好的安裝、 檢修及運行條件； 為運行管理人員創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。33.廠房按設備組成系統(tǒng)劃分為哪五個系統(tǒng)？分別包括哪些設備？（ 7）答：廠房按設備組成系統(tǒng)作用的不同可分為五個系統(tǒng)：水流系統(tǒng)：是完成將水能轉變?yōu)闄C械能的一系列過流設備，包括進水管、 主閥（如蝴蝶閥）、水輪機引水室（如蝸殼）、水輪機、尾水管、尾水閘門、尾水渠等。電流系統(tǒng)：是發(fā)電、變電、配電的電氣一次回路系統(tǒng)。包括發(fā)電機、發(fā)電機母線、發(fā)電機中性點引出線、發(fā)電機電壓配電裝置（戶內(nèi)開關室）、廠用電系統(tǒng)、主變壓器、高壓配電裝置（戶外開關站）及各

28、種電纜等。電氣控制設備系統(tǒng)：是控制水電站運行的電氣設備。包括機旁盤、勵磁設備、中央控制室各種電氣設備、各種控制、檢測和操作設備。如互感器、表針、繼電器、控制電纜、自動及遠動裝置、通訊及調度設備等。機械控制設備系統(tǒng)：包括水輪機的調速設備以及主閥、減壓閥、 攔污柵和各種閘門的操作控制設備等。輔助設備系統(tǒng)：是為安裝、檢修、維護、運行所必需的各種機、電輔助設備。包括廠用電系統(tǒng) (廠用電變壓器、 廠用配電裝置、 直流電系統(tǒng)等 )；油系統(tǒng) （透平油和絕緣油的存放、處理、流通設備） ；氣系統(tǒng)（高、 低壓空壓機、貯氣筒、氣管及閥門等） ；水系統(tǒng)（技術供水、生活供水、消防供水、滲漏及檢修排水等） ；起重設備（廠

29、房內(nèi)外的橋式及門式起重機、各種閘門的啟閉機等） ；交通運輸通道（門、運輸軌道、過道、廊道、樓梯、斜坡、吊物孔、進人空等）；各種機電維護和試驗設備、工具間；采光、通風、取暖、防潮、防火、保安、生活衛(wèi)生等設備。34.水電站廠房有哪些基本類型？它們的特點是什么？（ 7）答：水電站廠房按廠房結構受力特點并結合工程在樞紐中所在位置有下列類型：地面式廠房：根據(jù)廠房布置位置不同，又可分為河床式廠房，壩后式廠房，壩內(nèi)式廠房，岸邊式廠房等。1）河床式廠房：當水頭較低，單機容量又較大時，廠房與整個進水建筑物連成一體，廠房本身起擋水作用。2）壩后式廠房：當水電站水頭較高，建壩擋水，又將廠房緊靠壩布置的廠房，稱為壩后

30、式廠房。壩后式廠房又可分為以下幾類：壩后式明廠房；溢流式廠房；挑越式廠房。3）壩內(nèi)式廠房：當洪水量很大，河谷狹窄時，為減少開挖量，將廠房布置在壩體內(nèi)，而在壩頂設溢洪道，稱為壩內(nèi)式廠房。4）河岸式廠房： 在引水式和混合式水電站中， 水電站廠房通常布置在河道下游的岸邊，這種形式的廠房稱為河岸式廠房。地下式廠房： 由于受到地形、 地質的限制， 在地面上找不到合適位置建造地面式廠房，而地下有良好的地質條件或國防上的要求，將廠房布置在地下山巖中，稱為地下式廠房。抽水蓄能電站廠房和潮汐電站廠房：1）抽水蓄能電站廠房：抽水蓄能電站廠房內(nèi)的機組具有水泵和水輪發(fā)電機。2）潮汐電站廠房：利用海水漲落形成的潮汐能發(fā)

31、電的電站稱為潮汐電站。35.當發(fā)電機高程低于下游最高尾水位和低于對外交通道路時，應如何處理？（ 7）答：當下游洪水位較高時，為防止廠房受洪水倒灌，可采用尾水擋墻、防洪堤、防洪門、全封閉廠房、 抬高進廠公路及安裝間高程，或綜合采用以上幾種措施加以解決。在可能條件下盡量采用尾水擋墻或防洪堤以保證進廠交通線及廠房不受洪水威脅；對汛期洪水鋒高量大、下游水位陡漲陡落的電站，進廠交通線的高程可以低于最高尾水位，但進廠大門在汛期必須采用密封閘門關閉，而同時另設一條高于最高尾水位的人行交通道作為臨時出入口。全封閉廠房不設進廠大門，交通線在最高尾水位以上，通過豎井、電梯等運送設備和人員進廠，但運行不方便，中小型

32、電站較少采用。36.廠區(qū)布置包括哪些內(nèi)容？變壓器場布置應考慮哪些因素？地面引水式電站副廠房位置一般可能有哪些方案？它們有什么優(yōu)缺點？（ 7）答：廠區(qū)布置的任務是以水電站主廠房為核心，合理安排主廠房、副廠房、變壓器場、高壓開關站、引水道（可能還有調壓室或前池） 、尾水道、交通線等的相互位置。布置變壓器場應考慮下列原則：1）主變壓器盡可能靠近主廠房，以縮短昂貴的發(fā)電機電壓母線和減少電能損失。2）要便于運輸、安裝和檢修。3）便于維護、巡視及排除故障。4）土建結構經(jīng)濟合理。副廠房的位置可以在主廠房的上游側、 下游側或一端。 副廠房布置在主廠房上游側， 運行管理也比較方便， 電纜也較短，在結構上與主廠房

33、連成一體，造價較經(jīng)濟。當主廠房上游側比較開闊、 通風采光條件好時可以采用。副廠房布置在下游會影響主廠房通風采光；尾水管加長會增大工程量， 且尾水平臺一般是有震動的， 中控室不宜布置在該處。 副廠房布置在主廠房一端時，宜布置在對外交通方便的一端。當機組臺數(shù)較多時，會使電纜及母線加長。37.主廠房發(fā)電機層地面高程應如何確定？（ 7）答：在確定發(fā)電機層地面高程時，一般要考慮以下幾方面的因素：當機組選定后，水輪機安裝高程至發(fā)電機定子殼基礎安裝高程之間的主軸長度h2 和定子高度h3 均為定值，未經(jīng)廠家同意，不能任意增長或縮短。水輪機層凈空高度必須滿足發(fā)電機出線的要求。發(fā)電機層地面高程最好高于下游最高洪水

34、位， 以便進廠公路 （或鐵路） 在洪水期也能通暢，并使廠房上部結構保持干燥，有利于電氣設備的運行和維護。38.主廠房內(nèi)吊車軌頂高程是如何確定的？（ 7）答：吊車軌頂高程=發(fā)電機層地面高程+發(fā)電機層樓板至吊車軌頂高度。發(fā)電機層地板至吊車軌頂頂高度=a+Hm+e+h ?？紤]主變進安裝間檢修時，整體吊裝至專設的變壓器坑內(nèi)，吊出外罩后吊出鐵芯檢修，發(fā)電機層地面至吊車軌頂高度=0.2m+H 變 +e+h。此時，39.水電站的水系統(tǒng)包括哪些方面？（ 7）答：水電站的水系統(tǒng)包括供水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。水電站廠房供水系統(tǒng)供給生活用水、水及技術用水。排水系統(tǒng)包括滲漏排水系統(tǒng)和檢修排水系統(tǒng)兩部分。消防用40.在立式機

35、組地面廠房尺寸確定中，水輪機層地面高程如何確定？（ 7）答：水輪機層地面高程=Zs+ +。式中： Zs水輪機安裝高程， （m）；金屬蝸殼進口斷面半徑；混凝土蝸殼為進口段在水輪機安裝高程以上的高度（m）；蝸殼進口頂部混凝土厚度（m），初步計算可取0.81.0m 左右，大型機組可達23m。41.在立式機組地面廠房尺寸確定中，主廠房的長度如何確定？（7）答：主廠房的長度取決于機組臺數(shù)n，機組間距Lc ，邊機組段長度L1 和 L2 及安裝間長度La。當 n、 Lc 、 L1、 L2 和 La 確定后，則主廠房的總長度為：L= （n-1） Lc+L1+L2+La 。42. 水電站的油系統(tǒng)中用油有幾種？各

36、有什么作用？（ 7）答：水電站上各種機電設備所用的油主要有兩種：各種變壓器及油開關等電氣設備需要用絕緣油； 各種軸承潤滑及油壓操作用油叫透平油。絕緣油的作用是絕緣、散熱及滅弧；透平油的作用是潤滑、散熱及傳遞能量。43.廠房設備布置的內(nèi)容和要求？（ 7）答：廠房設備布置工作的主要內(nèi)容是：（ 1）確定水輪機、發(fā)電機、調速設備、主閥起重設備以及其他、輔助設備在廠房內(nèi)的合理位置、布置形式和支撐方式； （ 2）確定主、副廠房的布置方式以及主副廠房的尺寸； （ 3）確定主廠房內(nèi)垂直和水平通道的位置和尺寸； （ 4）提供設備布置的圖紙和數(shù)據(jù)以供設備安裝和廠房結構設計使用。設備布置應滿足以下基本要求：（ 1）

37、必須結合水電站樞紐的地形、地質條件、自然環(huán)境和水工建筑物在布置上的特點等，盡量減少土建工程量、使總造價經(jīng)濟合理。 （ 2）設備布置緊湊，位置合理，便于安裝、運行、檢修和操作管理。盡量減少安裝工程量。（ 3）能滿足勞動保護、遙控、防空等特殊要求，以及防火、防淹、防潮等要求。并能適應水電站分期建設和提前發(fā)電的需要。 （ 4）應能滿足水工結構和建筑的施工方面的要求，力求布置整齊美觀。44.發(fā)電機的布置形式有幾種，各適用于什么條件？（ 7）答：發(fā)電機的布置主要有開敞式、埋沒式、半島式三種。開敞式布置時一般適用于容量較小的機組。埋沒式布置方式一般適用于大、中型電站。半島式布置由于廠房內(nèi)場地狹小，設備擁擠

38、給安裝、檢修造成不便，故采用不多。45.水電站中的壓縮空氣系統(tǒng)有幾種？各有什么作用、試舉例說明。（ 7）答：壓縮空氣系統(tǒng)可分為高壓氣和低壓氣系統(tǒng)。油壓裝置和高壓空氣斷路器屬高壓氣系統(tǒng)。蝴蝶閥常設空氣圍帶， 關閥后向空氣圍帶中充以壓縮空氣以減少漏水； 機組調相運行時有時需向水輪機頂蓋下充以壓縮空氣以壓低尾水管中水位，這些氣系統(tǒng)屬低壓氣系統(tǒng)。46.在確定水輪機安裝高程時，除根據(jù)其吸出高度外，還應考慮哪些因素？（ 2）答：對于立軸反擊式水輪機，其安裝高程是指導葉中心線高程。它是一個控制性標高， 把它確定后， 才能進行確定廠房上下各種設計高程。 在確定水輪機安裝高程時， 除根據(jù)吸出高度外，還應考慮下游

39、水位以及開挖量的影響， 以保證選擇的安裝高程既能保證機組的安全運行，又使電站造價經(jīng)濟合理。47.水電站尾水閘門的作用是什么？尾水閘門常用的型式有哪些？ （ 7）答：尾水閘門一般設置在尾水管的出口， 當檢修水輪機或機組作調相運行時，封閉尾水管出口。尾水閘門常用的有平板閘門和疊梁閘門等。48.下部塊體結構中一般布置哪些設備？其結構尺寸應如何決定？（ 7）答：水輪機層以下的塊體結構中布置的設備包括水輪機和進水管、主閥、蝸殼、尾水管、尾水閘門等。決定廠房塊體結構最小尺寸時，必須考慮廠房的施工、運行及強度，剛度，穩(wěn)定性等多方面因素。塊體結構的平面尺寸，主要取決于蝸殼的平面尺寸和施工條件。49.對安裝間的

40、設計有哪些要求？（ 7）答：安裝間是廠房對外的主要進出口，通常設在靠河岸對外交通方便的廠房一端。運輸車輛都夠直接進入， 以便利用橋吊裝卸設備。安裝間又是進行設備安裝和檢修的場所。它應與主廠房同寬， 以便統(tǒng)一裝置吊車軌道。 安裝間面積的大小，取決于安裝和檢修工作的內(nèi)容。當機組臺數(shù)在 46 臺以下時， 所需面積按裝配或解體大修一臺機組考慮。較小及較輕的部件可堆置于發(fā)電機層地板上， 所以安裝間面積只按能在橋吊主、副鉤工作范圍內(nèi)放置下機組四大件來考慮。 安裝間內(nèi)還要安排運輸車輛的停車位置。有時還要安排堆放試重塊的位置。安裝間的基礎最好落在基巖上， 若基巖埋藏較深， 則可利用開挖的空間布置空壓機室， 油

41、處理空，水泵室等。當機組臺數(shù)在 6 臺以上時，所需面積按裝配或解體大修兩臺機組考慮。50近年來修建的地下式水電站趨向于將主變壓器布置于地下，其基本布置方式有哪些？（ 7）答：布置方式有兩種：一種是將主變壓器放置在專門的洞室中，洞室與主廠房平行，由低壓母線洞與主廠房連接，縮短母線長度，便于運行管理；另一種是將主變壓器置于廠房頂部。51.防滲、防潮是為了保證地下廠房內(nèi)設備正常運行和管理維護人員工作的必要條件，減少事故，延長設備壽命。如何進行防滲、防潮？（ 7）答：（ 1）設置周圍廊道； （ 2）設置防潮隔墻； （3）廠房頂拱設置排水措施；（4）加強通風。52.高壓管道為什么要進行抗外壓穩(wěn)定校核？防

42、止失穩(wěn)的措施有哪些？（ 4）答：高壓鋼管是一種薄殼結構，能承受較大的內(nèi)水壓力，但抵抗外壓能力較低。在外壓的作用下，管壁易失去穩(wěn)定，屈曲成波性，過早失去承載能力，因此，在按強度和構造初步確立管壁厚度之后， 尚需要進行穩(wěn)定外壓校核。如果不滿足抗外壓穩(wěn)定，一般采取搞好排水；加強灌漿；管壁上設加勁環(huán)、鎖片錨塊和增加管壁厚度等措施。53.設計中為何要進行水錘計算？（ 5）答：水錘現(xiàn)象對于水輪機組運行和高壓管道都是不利的，進行水錘計算時可以計算出引水系統(tǒng)的最大內(nèi)水壓強，作為設計或校核壓力管道、蝸殼和水輪機強度的依據(jù)；計算出過水系統(tǒng)的最小內(nèi)水壓強， 作為布置壓力管道的依據(jù)以防在壓力管道中產(chǎn)生負壓，還可以檢驗

43、尾水管的真空度。54.在設計中如何選擇橋吊的型號？（ 7）答：根據(jù)起吊的最重部件的重量來選擇橋吊的型號，要求起吊的最大重量大于最重部件的重量，如：某廠房最重要部件為發(fā)電機子，重162t，要選用2×100/20 型雙小車橋吊一臺。某廠房最重要部件也為發(fā)電機子，重60t，要選用70/20t 單小車橋吊一臺。55.水電站廠房各層高程確定順序是什么？（ 7）答：水電站廠房各層高程確定順序為， 首先確定水輪機的安裝高程， 然后向上依次確定水輪機層底板高程、 發(fā)電機層底板高程、 橋吊軌頂高程、廠房天花板及屋頂高程；向下依次確定尾水管底板高程、開挖高程等。56.安裝間的作用是什么？如何確定安裝間面

44、積及高程？（7）答：安裝間的作用是安裝檢修機組時放置主要部件。安裝間的面積應滿足安裝檢修需要，當機組臺數(shù)在46 臺以下時， 所需面積按裝配或解體大修一臺機組考慮。一般要滿足檢修一臺機組時放置發(fā)電機轉子，上機架，（或下機架），水輪機轉輪， 水輪機頂蓋四大件的需要。當機組臺數(shù)在6 臺以上時， 所需面積按裝配或解體大修兩臺機組考慮。安裝間的高程應盡量與發(fā)電機層，對外交通同高，以方便運行，并盡量高于下游洪水位。57.河床式廠房與壩后式廠房有什么區(qū)別？（ 7）答：區(qū)別： 河床式水電站一般修建在河流中下游河道縱坡平緩的河段上，河床式廠房與壩在同一軸線上， 廠房本身承受上游水壓力，廠房和攔河壩之間不設縫；壩

45、后式水電站一般修建在河流中上游的山區(qū)峽谷地段，壩后式廠房在壩的下游，廠房本身不承受上游水壓力，廠房和攔河壩之間必須設縫。58.簡述明鋼管的抗外壓穩(wěn)定概念，失穩(wěn)的原因及防止措施是什么？（ 4）答：機組運行過程中，由于負荷變化產(chǎn)生負水錘，而是管道內(nèi)產(chǎn)生負壓，或者管道放空時通氣孔失靈， 而在管道內(nèi)產(chǎn)生真空。管道內(nèi)部產(chǎn)生負壓或真空時，管壁在外部的大氣壓力下可能喪失穩(wěn)定， 管壁被壓癟。 所以，必須根據(jù)鋼管處于真空狀態(tài)時不至于產(chǎn)生不穩(wěn)定變形的條件來校核管壁的厚度或采取工程措施。防止措施：（ 1）光滑鋼管段不失穩(wěn)的條件為：t0 D/130（ 2）管徑較大時，在管壁上增加加勁環(huán)，加勁環(huán)斷面本身不失穩(wěn)，加勁環(huán)斷

46、面的壓應力小于材料的允許值。如果不滿足抗外壓穩(wěn)定， 一般采取搞好排水； 加強灌漿； 管壁上設加勁環(huán)、 鎖片錨塊和增加管壁厚度等措施。59.閥門關閉規(guī)律對水錘有何影響？初始開度對水錘有何影響？水錘壓力升高沿管線如何分布？（5）答：水錘壓強的上升速度隨閥門的關閉速度的加快而加快， 最大壓強出現(xiàn)在關閉速度較快的那一時段末尾。當起始開度0>1/時最大水錘壓強發(fā)生在閥門關閉的終了，即極限水錘；當起始開度/< 0<1/時，最大水錘壓強發(fā)生在第一相末；當起始開度0< /時，發(fā)生直接水錘，但非最大的水錘值；當起始開度為臨界開度0= /時，發(fā)生最大直接水錘。水錘壓力升高沿管線分布：極限水

47、錘無論是正負水錘， 管道沿線的最大水錘壓強均按直線規(guī)律分布； 第一相水錘壓力沿管線不依直線規(guī)律分布， 正水錘壓力分布曲線是向上凸的， 負水錘壓力分布曲線是向下凹的。60.調壓室水力計算方法及其計算條件是什么？（6）答：（ 1）由調壓室水位波動的穩(wěn)定條件，確定調壓室的斷面積；（ 2）計算調壓室最高涌波水位，確定調壓室的頂部高程；（ 3）計算調壓室最低涌波水位，確定調壓室底部和壓力管道進口高程。應根據(jù)電站和引水道的實際運行情況，選擇可能出現(xiàn)的最不利的情況， 作為水力計算的條件，使調壓室在確保安全的前提下最經(jīng)濟合理。61.水電站廠區(qū)樞紐包括那些建筑物？布置時相互位置應如何考慮？（ 7）答：水電站廠區(qū)

48、樞紐由主廠房、副廠房、主變壓器場、高壓開關站、交通道路組成。布置原則：1）主廠房是場區(qū)核心，確定主廠房位置要綜合考慮地形、地質、水流條件、施工導流方案和場地布置、 電站的運行管理等； 還應考慮減小壓力水管長度，尾水渠盡量遠離溢洪道、泄洪洞出口，地質條件好、交通和出線方便、不受施工導流影響。2）副廠房：布置在主廠房上游側，尾水管頂板上，主廠房兩側。3）主變壓器：盡量靠近廠房，盡量與安裝間在同一高程，方便變壓器的運輸和高壓側出線并留有空間，高程應該高于下游最高洪水位。4）高壓開關站：盡量靠近主變壓器和中央控制室且盡量在同一高程。要求高低壓進出線方便，出線避免交叉和跨越水躍區(qū)；地基穩(wěn)定，便于設備運輸

49、、維護、巡視、檢修：符合防火保安等要求。5）交通道路：進廠公路（或鐵路）在洪水期也能通暢。62、主廠房的長、寬、高、如何確定？（7）答：主廠房的長度包括機組段長度、安裝間長度、邊機組段加長：L=nL 0 +L 安 + L主廠房寬度為上游側寬度和下游側寬度組成：B=Bx+Bs水電站廠房的各層高程中，起基準作用的高程是水輪機安裝高程。由水輪機的安裝高程、主廠房基礎開挖高程、水輪機層地面高程、發(fā)電機安裝高程、發(fā)電機層樓板高程、起重機安裝高程、屋頂高程、安裝間樓板高程等共同決定。63、如何確定有壓進水口的輪廓尺寸及高程？（ 3）答：輪廓尺寸：要求水頭損失小，工程造價低。高程： 有壓進水口的頂部高程應低于運行中可能出現(xiàn)的最低水位， 并有一定的淹沒深度， 以進水口前不出現(xiàn)漏斗式吸氣漩渦為原則。底部高程應高于設計淤沙高程。64、攔污柵的主要作用？如何確定其面積？（ 3）答：主要作用：防止漂木、樹枝樹葉、雜草、垃圾、浮冰等漂浮物隨水流進入進