《水电站》期末考试试卷及答案

 2011 -2012学年第 1学期《水电站》考试试卷 题号 分数 得分 评卷人 一 二 三 四 总 分 一、填空题（每空0.5分，共22分） 1．根据水能开发方式的不同，将水电站类型分为 坝式水电站 、 引水式水电站 、 混合式水电站 、 潮汐水电站 和 抽水蓄能电站 。 2．反击式水轮机沿水流方向从进口到出口的主要过流设备有： 蜗壳 、 座环与导叶 、 转轮 、 尾水管 。 3． 蜗壳按材料不同可分为 金属蜗壳 、 混凝土蜗壳 两种类型。 4．弯曲型尾水管由 直锥段 、 弯管段 、 水平扩散段 三部分组成。 5.厂房按设备组成系统划分为五个系统，分别为 水流系统 、 电流系统 、 电气控制设备系统 、 机械控制设备系统 、 辅助设备系统 。 6．水轮机调速系统由 调速柜 、 接力器 、 油压装置 三部件组成，其中 接力器 是调速器的执行结构。 7．水电站进水口可分为潜没式和 开敞式 进水口，而潜没式进水口依靠电站的开发方式、坝型、地形地质等因素分为 隧洞式 、 压力墙式 、 塔式 、 坝式 四种型式。 8．按结构、材料；管道布置及周围介质的不同，压力水管可分为 坝体 压力管道 、 地面压力管道 和地下压力水管三种类型。 9．电站厂房按厂房结构受力特点可分为 地面式厂房 、 地下式厂房 、 抽水蓄能电站厂房 、 潮汐电站厂房 四种类型。 10．常用发电机布置方式有开敞 、 埋没式和 半岛式 。 11．明钢管的敷设方式有 分段式 和 连续式 两种。 12．地下水电站的建筑物由引水系统（进水口、压力遂洞、调压井、高压管道、尾水调压室及尾水隧洞）、主副厂房、升压站、开关站及一系列附属洞室组成。主厂房是地下水电站的主体部分。

得分 评卷人 二、选择题（每空2分，共34分）

1．水力发电的特点是（ABCDEFH） A 水能的再生 B 水资源可综合利用 C 水能的调节 D 水力发电的可逆性 E 机组工作的灵活性

F 水力发电生产成本低、效率高 G 水力发电生产成本高、效率低 H 有利于改善生态环境

2．请选择下列哪些为反击式水轮机（BDEG），哪些为冲击式水轮机（ACFH）。 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

3．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，（C）→（E）→（A）→（G）。 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

4．反击式水轮机主要综合特性曲线的横坐标是（A），纵坐标是（C）。 A

B

C

D

5．水轮机选择的内容是（ABCDFGH） A 选择机组台数和单机容量； B 选择水轮机的型号及装置方式； C 确定水轮机的转轮直径及转速；

D 确定水轮机的最大允许吸出高度和安装高程； E 绘制水轮机的运转综合特性曲线； F 绘制水轮机的主要综合特性曲线；

G 确定蜗壳和尾水管的形式及尺寸； H 选择调速器及油压装置。

6．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（A），切击式水轮机（B），轴流转桨式是（B），双击式（B） A 单调节 B 双调节

7．压力前池的布置原则是（BCE）

A 布置在陡峻山坡的底部，保证前池有一定容积，当机组负荷变化引起需水量变化时，可调节流量。

B 布置在陡峻山坡的顶部，故应特别注意地基的稳定和渗漏问题； C 应尽可能将压力前池布置在天然地基的挖方中，而不应放在填方上； D 应尽可能将压力前池布置在天然地基的填方中，而不应放在挖方上； E 在保证前池稳定的前提下，前池应尽可能靠近厂房，以缩短压力水管的长度。 8．反击式水轮机主要综合特性曲线一般包括（ABCD）

A 等效率线 B 等导叶开度线 C 等汽蚀系数线 D 出力线 9．地下厂房的优点主要表现在哪些方面。（ABCDE）

A 在深峡谷、大泄量的河道内，采用地下厂房有利于水工枢纽的总体布置； B 地下厂房可以避开不利地形如山岩不稳定区，厂房和压力管道可避免山坡崩坍的危害，以保证运行安全，并且具有良好的人防条件； C 有可能降低建筑物的工程造价；

D 在严寒、酷热或多雨地区，厂房的施工和运行不受气候的影响，可全年施工，有利于缩短工期；

E 有利于保持地面自然景观。

得 分 评 三、名词解释题（每题3分，共6分）

1．YDT—1800

中小型带油压装置的电气液压型单调式调速器，调速功18000N·m，额定油压为2.5MPa

2．HL220—LJ—550

混流式水轮机，转轮型号为220，立轴，金属蜗壳，转轮标称直径为550cm。

得 分 评 四、简答题（每题4分，20分）

1． 什么是水轮机调节？

答：水轮机随着机组负荷的变化而相应地改变导叶开度（或针阀行程），使机组转速恢复并保持为额定值或某一预定值的过程称为水轮机调节。

2． 设有加劲环的明钢管，在外压作用下会发生失稳情况有哪些？ 答：⑴将环本身及环附近旁的一段管壁压曲失稳；

⑵环的间距过长，只有两环之间的管壁被压曲失稳。

3． 调压室的功用是什么？

答：⑴反射水击波，水击波进入压力管道。不仅能基本上消除引水道中的水击压力，而且大大降低了压力水管和水轮机过流部分的水击压力，避免和减小水击对它们的危害；

⑵平稳水头，改善机组在负荷变化时的运行条件和供电质量。调压室有一定的容积，离厂房较近，机组负荷变化时能迅速补充或存蓄一定水量，有利于机组的稳定运行。

4． 安装间面积通常按能在桥吊主、副钩工作范围内放置四大件来考虑，这四大件分别指代是什么？

答：⑴发电机转子带轴；⑵发电机上机架；

⑶水轮机转轮带轴；⑷水轮机顶盖。

5． 电站厂房功用是什么？

答：通过一系列的工程建筑，将水流平顺地引进水轮机并流向下游；将各种机

电设备布置于恰当的位置，为厂房内机电设备创造良好的安装、检修及运行条件；并为运行管理人员提供良好的工作环境。

五、计算题（第一题6分，第二题12分，18分）

得 分 评 1．已知某电站装机容量Ny=60000kw，Hp=30m，发电机效率为 η电=0.97，本电站选用四台机组，设Q1/=1. 4m3/s，η=.9%，计算水轮机的转轮标称直径。

解：水轮机的单机出力为：

水轮机的转轮标称直径：

2．某引水式水电站，压力水管末端阀门处静水头Ho=100m，压力水管长L=200m，管径D=1.2m，管壁厚度δ=9mm， 设计引用流量Qo=3m3/s，水的体积弹性模量Ew=2.06×106Kpa，管壁钢材的弹性模量Es=206×106Kpa。 ⑴求水管中的水击波速a值。

⑵若导叶有效调节时间Ts=4s，水轮机由满负荷工作丢弃全部负荷，设导叶依直线关闭，求压力水管末端阀门处A点及距阀门上游150m处C点的水击压强。

解：⑴水击波速：

⑵①判别水击类型：

②求阀门全开的管中流速：

，故为间接水击；

③判别是哪一种间接水击：

∴

，介于（１.０～１.5）之间，

假设是第一相水击：

假设是末相水击：∴为末相水击，

，

④压力水管末端阀门处A点水击压强为：

距阀门上游150m处C点的水击压强为：