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第二节调压室的工作原理和基本方程一、调压室的工作原理水电站在运行时负荷会经常发生变化。
负荷变化时，机组就需要相应地改变引用流量，从而在引水系统中引起非恒定流现象。
压力管道中的非恒定流现象（即水锤现象）在上一章中已经加以讨论。
引用流量的变化，在“引水道-调压室”系统中亦将引起非恒定流现象，这正是本节要加以讨论的。
图13-5为一具有调压室的引水系统。
当水电站以某一固定出力运行时，水轮机引用的流量亦保持不变，因此通过整个引水系统的流量均为，调压室的稳定水位比上游水位低，为通过引水道时所造成的水头损失。
当电站丢弃全负荷时，水轮机的流量由变为零，压力管道中发生水锤现象，压力管道的水流经过一个短暂的时间后就停止流动。
此时，引水道中的水流由于惯性作用仍继续，流向调压室，引起调压室水位升高，使引水道始末两端的水位差随之减小，因而其中的流速也逐渐减慢。
当调压室的水位达到水库水位时，引水道始末两端的水位差等于零，但其中水流由于惯性作用仍继续流向调压室，使调压室水位继续升高直至引水道中的流速等于零为止，此时调压室水位达到最高点。
因为这时调压室的水位高于水库水位，在引水道的始末又形成了新的水位差，所以水又向水库流去，即形成了相反方向的流动，调压室中水位开始下降。
当调压室中水位达到库水位时，引水道始末两端的压力差又等于零，但这时流速不等于零，由于惯性作用，水位继续下降，直至引水道流速减到零为止，此时调压室水位降低到最低点。
此后引水道中的水流又开始流向调压室，调压室水位又开始回升。
这样，引水道和调压室中的水体往复波动。
由于摩阻的存在，运动水体的能量被逐渐消耗，因此，波动逐渐衰减，最后全部能量被消耗掉，调压室水位稳定在水库水位。
调压室水位波动过程见图13-5中右上方的一条水位变化过程线。
当水电站增加负荷时，水轮机引用流量加大，引水道中的水流由于惯性作用，尚不能立即满足负荷变化的需要，调压室需首先放出一部分水量，从而引起调压室水位下降，这样室库间形成新的水位差，使引水道的水流加速流向调压室。
调压回路工作原理
调压回路是一种电路，用于将输入电压调节为特定的目标输出电压。
其工作原理可以概括为以下几个步骤：
1. 输入电压检测：调压回路首先需要测量输入电压的大小。
常见的检测方法是使用一个电压分压器电路将输入电压降低至适合测量的范围。
2. 比较：将输入电压和目标输出电压进行比较。
这可以通过一个比较器实现，比较器的输出信号将取决于输入电压和目标输出电压之间的差异。
3. 控制信号生成：根据比较器的输出信号，调压回路将生成一个控制信号。
该控制信号通常是一个脉冲宽度调制（PWM）信号，其脉宽与差异大小成比例。
4. 控制电路：控制信号经过控制电路的处理，如滤波和放大，然后被送至执行器。
执行器可以是一个开关管或一组开关管，它们根据控制信号来控制输出电压的大小。
5. 反馈：生成的输出电压被反馈到调压回路中。
这种反馈机制用于调整控制信号，使输出电压逼近预设的目标输出电压。
在大多数情况下，反馈信号通过一个电压分压器被连接到比较器的另一输入端。
通过不断比较和调整，调压回路可以实现输出电压的稳定性和准确性。
当输入电压发生变化或负载发生变化时，调压回路会
自动调整控制信号，以保持输出电压在预设范围内。
总之，调压回路通过检测和比较输入电压与目标输出电压，生成适当的控制信号，并通过执行器控制输出电压的大小，从而实现输出电压的稳定性和准确性。
配电站原理
配电站是用来将高压电能转换成低压电能并进行分配的设施。
它是电能传输和分配系统中的重要组成部分，用于向不同的用户提供可靠的电力供应。
配电站的主要原理是通过电力变压器将高压电能（通常为110
千伏或220千伏）转换成低压电能（通常为6千伏或10千伏）。
这样做的目的是为了适应不同用户的用电需求。
在配电站中，电能首先经过进线开关，进入变压器，并进行变压变流。
变压器将高压电能转换成低压电能，并通过出线开关将其送向配电线路。
在配电线路中，电能会通过配电开关进行分支和分配，分别输送给不同的用户。
为了确保电能供应的稳定，配电站还配备了保护装置，如断路器和避雷器等，以防止电力故障和过载。
除了变压器和开关设备，配电站还包括监测和控制系统，用于实时监测电力传输和分配情况，并进行远程控制和管理。
这些系统有助于提高配电网的可靠性和安全性，同时还能减少电力损耗和故障率。
总之，配电站的原理是通过变压器将高压电能转换成低压电能，并通过开关设备进行分配。
它为不同用户提供稳定可靠的电力供应，并通过监测和控制系统来确保电力传输的安全和高效。
第八节调压室结构布置和结构设计原理根据电站的具体条件，在初步选定调压室位置和型式，经过水力计算，确定调压室的基本尺寸以后，就需进行结构计算，以决定各构件的具体尺寸和材料的数量并绘制施工图。
调压室可分为塔式和井式两种不同的典型结构。
塔式结构是建在地面上犹如给水用的水塔，其主要荷载为内水压力和风雪作用力。
由于它暴露在地面之上，所以应重视温度和地震的影响。
结构计算可按水塔的计算方法进行，目前采用不多。
井式结构是在地下开挖成圆井或廊道，加以衬砌做成。
井式结构应用广泛，如湖南镇、黄坛口等水电站的调压室均采用井式。
调压井的结构主要可分为：①大井（直井）井璧：一般为埋设在基岩中的钢筋混凝土圆筒；②底板：是一块置于弹性地基上的圆板或环形板；③升管和顶板等。
因此，调压井的结构计算，基本上可以看成是圆筒和圆板的计算问题。
计算内力时，先分别计算，然后再考虑整体作用。
一、调压井结构的荷载及其组合（一）调压井结构的主要荷载(1）内水压力：水面高程由水力计算决定，即调压井的最高和最低水位。
(2)外水压力、上托力：决定于调压井外的地下水位。
常采用排水措施，降低外水位，以保证山坡稳定和减少底板所受的上托力。
(3）灌浆压力：发生在施工灌浆时期，其数值决定于灌浆时所用的压力。
(4）岩石或回填土的主动土压力：当围岩破碎或衬砌完建后，围岩仍有向井内滑动的倾向时，应考虑围岩的主动压力，此时，不再计人围岩弹性抗力。
(5）衬砌自重：一般影响很小，特别是直井部分，往往略而不计。
(6）温度应力、收缩应力和地震力：温度应力是调压井在运行期，由于温度变化产生的应力；收缩应力，是在施工期间，由于混凝土凝固收缩所产生的应力；地震烈度超过七度时，应考虑地震力，并作为校核荷载。
（二）荷载组合荷载组合主要有下列三种情况。
(1）正常运行情况：最高内水压力＋温度及收缩应力＋岩石弹性抗力。
(2）施工情况：灌浆压力＋岩石或回填土主动压力＋温度及收缩应力。
(3)检修情况：最高外水压力或上托力＋岩石或回填土主动压力＋温度及收缩应力。
调压站
作用：用来调节和稳定管网压力。
通常是由调压器、阀门、过滤器、安全装置、旁通管及测量仪表等组成。
（一）调压器
调压器是一个降压设备。
调压器通常安设在气源厂、燃气压送站、分配站、储罐站、输配管网和用户处。
通常调压器分为直接作用式和间接作用式两种。
按用途或使用对象可分为区域调压器、专用调压器和用户调压器。
（二）阀门
设置部位：调压站进口及出口处；调压站之外的进出口管道上。
管道上的阀门应和调压站相隔一定距离。
（三）过滤器
作用：在调压器入口处安设过滤器以清除燃气中的固体悬浮物。
调压站常采用以马鬃或玻璃丝作填料的过滤器。
（四）安全装置
防止出口压力过高的安全装置有安全阀、监视器装置和调压器并联装置。
（五）旁通管
作用：保证在调压器维修时不间断地供气，在调压站内设有旁通管。
燃气通过旁通管供给用户时，管网的压力和流量是由手动调节旁通管上的阀门来实现。
对于高压调压装置，为便于调节，通常在旁通管上设置两个阀门。
（六）测量仪表。
调压室工作原理
调压室是一种常见的压力控制装置，它的工作原理可以概括为以下几个步骤：
1. 压力感知：调压室通常会安装一个压力感应器或者压力仪表，用于测量介质管道中的压力值。
感应装置会将测量到的压力信号转化为电信号，进而传递给控制系统。
2. 比较控制：控制系统会通过比较测量到的压力信号与设定值进行比较，以确定当前压力是否在设定范围内。
如果压力超过上限或者低于下限，控制系统会采取相应的控制措施。
3. 控制措施：当压力超过设定上限时，调压室会通过开启出口阀门或者调节进口阀门的开度，减少介质的流量，从而降低管道中的压力。
当压力低于设定下限时，调压室会相反地增加介质流量，提高管道中的压力。
调压室的设计通常具备一定的比例控制功能，可根据实际需要精确地调节压力。
4. 反馈控制：在调压室的工作过程中，控制系统会持续地监测压力变化，并根据实际情况做出调整。
反馈控制的作用是弥补控制过程中的误差，并确保调压室的稳定性和准确性。
通过以上工作原理，调压室能够实现对管道介质的压力进行控制和调节，确保系统运行在安全和稳定的状态下。
它在许多工业领域中广泛应用，如石油化工、供水供气系统等。
调压站内调压器工作原理
调压站中的调压器是用来调节电力系统中的电压的装置，它的工作原理基于电压的调整和稳定。
一般来说，调压站内的调压器采用自耦变压器或磁自耦变压器作为调压器的核心部件。
自耦变压器包括一个较长的共同绕组，同时承担了高压和低压绕组的作用。
通过调整绕组的接线方法和绕组的中点位置，可以改变输出电压的大小。
当调压站中的电压过高时，绕组的接线方式会使得低压绕组起作用，将电压降低到设定值。
反之，当电压过低时，绕组的接线方式会使得高压绕组起作用，将电压升高到设定值。
磁自耦变压器与自耦变压器类似，但在磁路上引入了磁旁路，可以通过调节旁路的电导来改变输出电压。
当电压过高时，调压器会增加旁路电导，使得部分电流通过旁路。
这样就会降低主线圈的磁通量，从而降低输出电压。
反之，当电压过低时，调压器会减小旁路电导，增加主线圈的磁通量，从而提高输出电压。
调压站内的调压器还通常配备有保护装置，以防止调压器在发生故障时对电力系统和设备造成不可逆的损坏。
这些保护装置包括过流保护、过压保护和短路保护等。
当系统中出现异常情况时，这些保护装置会自动切断电源，保护系统的安全运行。
