水电站分析和总结.docx

第一章

水轮机分类：1.反击式水轮机：混流式、轴流式、斜流式、贯流式；2.冲击式水轮机：水斗式、斜击式、双击式。

混流式水轮机：水流从四周沿径向进入转轮，然后近似以轴向流出转轮。

轴流式水轮机：水流在导叶与转轮之间由径向流动转变为轴向流动，而在转轮区内水流保持轴向流动。

斜流式水轮机：水流在转轮区内沿着与主轴成某一角度的方向流动。

贯流式水轮机：贯流式水轮机是一种流道近似为直筒状的卧轴式水轮机。

水轮机的水头，也称作工作水头、净水头，是指单位重量水体通过水轮机时的能量减小值。设计水头Hr：是水轮机发出额定出力时所需要的最小净水头。

设计流量是水轮机发出额定出力时所需要的最大流量。

水轮机的输出功率为水轮机主轴传递给发电机的功率，常称为水轮机出力，用N表示。各种形式水轮机的转轮标称直径规定如下：

1、对混流式水轮机是指其转轮叶片进水边的最大直径。

2、对轴流式、斜流式和贯流式水轮机是指与转轮叶片轴线相交处的转轮室内径。

3、对冲击式水轮机是指转轮与射流中心线相切处的节圆直径。

水轮机型号：

ZZ560-LH-800，表示转轮型号为560的轴流转浆式水轮机，立轴，混凝土蜗壳，转轮直径为800cm。

GD600-WP-300，表示转轮型号为600的贯流定浆式水轮机，卧轴，灯泡式引水，转轮直径为300cm。

2CJ20-W-120/2X120，表示转轮型号为20的水斗式水轮机，一根轴上装有2个转轮，卧轴，转轮直径为120cm，每个转轮具有2个喷嘴，设计射流直径为10cm。

水轮机的最优工况即效率η最高的工况。

最优工况的两个基本条件：无撞击进口和法向出口。

第二章

蜗壳根据材料可分为金属蜗壳和混凝土蜗壳。当水头小于40m时多采用混凝土蜗壳；当水头大于40m时，常采用金属蜗壳。

混凝土蜗壳一般用于大、中型低水头水电站。

从蜗壳鼻端至蜗壳进口断面之间的夹角称为蜗壳的包角。

蜗壳的包角φ ：金属蜗壳，φ =345°；混凝土蜗壳，φ =180°—270°

0 0 0

尾水管的作用：

1、汇集并引导转轮出口水流排往下游；

2、当H0时，利用这一高度水流所具有的位能；

2

3、回收转轮出口水流的部分动能。

气蚀：是指水轮机流道内流动水体中的微小气泡在其形成、发展、溃裂过程中对水轮机过流部件表面所产生的物理化学侵蚀作用。

水轮机的吸出高度Hs的准确定义是从叶片背面压力最低点K到下游水面的垂直高度。

立轴混流式水轮机的Hs为导叶下部底环平面到设计尾水位的垂直高度。

立轴轴流式水轮机的Hs为转轮叶片轴线到设计尾水位的垂直高度。

卧轴反击式水轮机的Hs为转轮叶片的最高点到设计尾水位的垂直高度。

水轮机的安装高程：

1、立轴混流式水轮机Zs=▽ω+Hs+b0/2

式中▽ω——设计尾水位，m；b——导叶高度，m。

0

12、立轴轴流式水轮机Zs=▽ω+Hs+xD

1

式中 D——转轮标称直径，m；x——轴流式水轮机的高度系数。

1

混流式水轮机模型综合特性曲线包括的曲线有等开度线、等效率线、等气蚀系数线、出力限制线。

第四章

水轮机的调节原理：

水轮发电机组的运动方程式为：

M ?M

t g

?Jd?

dt

式中：Mt——水轮机主动力矩(水流推动叶片做功)

Mg——发电机的阻力矩J——机组惯性矩；

ω——角速度；

由此方程可见：当Mt-Mg0时，机组转速上升；

t g当M-M0

t g

t gt g e当M-M=0时，机组转速保持不变。所以当负荷变化时，应调节Mt，使M=M，n

t g

t g e

又：M???QH??M

t t

??QH?

?

所以，要使ω=C，一般不能改变H和效率η，而是通过改变Q而达到改变主动力矩

Mt的目的。

第五章

水电站的典型布置形式：

坝式水电站：靠坝来集中水头，坝体和电站厂房结合在一起作整体布置。特点：a、水头取决于坝高；b、水能充分利用；c、投资大，工期长。

适用：河道坡度较缓，流量较大，并有筑坝建库的条件。

河床式水电站：（1）坝相对较低，主要利用大流量发电，因而一般式低水头大流量水电站；

（2）厂房结构也起挡水作用，是挡水建筑物的一个组成部分；（3）一般布置在河谷开阔的平原河段，以保证首部枢纽组纵向布置的长度。

适用：河流中、下游，水头较低，流量较大。

引水式水电站：引水道较长，并用来集中水电站的全部或相当大一部分水头。适用：流量小、坡度大的河流中，上游或跨流域开发方案。

第六章

水电站进水口分为有压进水口及无压进水口两大类。有压进水口设在水库水面以下，以引进深层水为主，进水口后接有压隧洞或管道。无压进水口内水流为明流，以引进表层水为主，进水口一般接无压引水洞。