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西北农林科技大学水利与建筑工程学院《水电站》课程考试试题库主要内容第1部分名词解释 (01)第2部分填空题 (06)第3部分判断是非题 (12)第4部分选择题 (20)第5部分回答题 (26)第6部分计算题 (51)第7部分读图题 (67)第8部分模拟试题 (81)教材目录（0）绪论（1）水力发电基础（2）水力机械（3）进水、引水建筑物（4）压力管道（5）调保计算（6）调压室（7）水电站厂房二零一一年四月《水电站》课程考试试题库第一部分 名词解释录入：余坤、陈宇鹏、张记真、李云清、罗真行、齐波波 校核：李凯1.坝式开发 （1）答：在河流峡谷处拦河筑坝，坝前壅水，形成水库，在坝址处形成集中落差，这种开发方式称为坝式开发。
2.引水式开发（1）答：在河流坡降较陡的河段，通过人工建造的引水道（渠道，隧洞，管道等）引水到河段下游，集中落差，这种开发方式称为引水式开发。
3.混合式开发（1）答：在一个河段上，同时采用筑坝和有压引水道共同集中落差的开发方式称为混合式开发。
4.抽水蓄能电站（1）答：抽水蓄能电站是一种存储系统中多余电能，在电力系统起调峰作用的电站。
包括抽水蓄能和放水发电两个过程：系统负荷低时，将下库的水抽到上库（电动机+水泵）；系统负荷高时，将上库的水放出发电（水轮机+发电机）。
5.潮汐水电站（1）答：利用潮汐能发电的水电站称为潮汐水电站。
6.梯级开发（1）答：在一条河流上，自上而下，建造一个接一个水利枢纽，成为一系列水利枢纽，这种开发方式称为河流的梯级开发。
7.平水建筑物（1） 答：用以平稳由于水电站负荷变化在引水或尾水系统中引起的流量及压力变化，保证水电站调节稳定的建筑物。
8.引水建筑物（1）答：用以集中水头，输送流量到水轮发电机组或将发电后的水排往下游河道的建筑物。
9.进水建筑物（1）答：用以从河道或水库按发电要求引进发电流量的引水道首部建筑物。
10.HL240—LJ —250（2）答：表示混流式水轮机，转轮型号240，立轴，金属蜗壳，转轮标称直径为250cm 。
《小型水电站》综合练习题浙江水利水电专科学校2013年3月绪论一、思考题1．水力发电的特点是什么？p42．我国水能资源的分布及开发情况？p1-23．我国水电事业的成就、发展前景？p24．按照集中落差的方式不同，水电站的开发分为几种基本方式？各种水电站有何特点及适用条件？p5-85．水电站有哪些组成建筑物？其主要作用是什么？p126．抽水蓄能电站的作用和基本工作原理是什么？潮汐电站基本工作原理是什么?p8-10二、填空题1．水电站的基本布置形式有_坝式_、__引水式_ 、__混合式_三种，其中坝式水电站分_河床式_、__坝后式_、_闸墩式_等形式。
2．有压引水式水电站由_拦河坝_、_有压进水口_、_有压引水隧洞_、_调压室_、_厂房、引水渠_等组成；而无压引水式水电站由_低坝_、_无压进水口_、_沉沙池_、_引水渠道（无压隧洞）_、_日调节池、压力前池、溢流水道、压力管道、厂房、尾水渠_等组成。
3．抽水蓄能电站的作用是_以水体为贮存介质，起调节作用_，包括_抽水蓄能_和_防水发电_两个过程。
4．按其调节性能水电站可分为__无调节__和__有调节_两类第一部分水轮机一、判断1. 只要有通过，水轮机就会旋转作功。
( ×)2. 混流式水轮机利用的是水流的势能来作功的。
( ×)3. 冲击式水轮机主要利用水的动能。
( √)4. 水轮机的工作水头等于水电站的毛水头。
( ×)5. 水轮机的工作水头就是水轮机的设计水头。
( ×)6. 转桨式水轮机的高效区比定桨式宽广。
( √ )7. 高水头水电站一般采用轴流式水轮机。
( ×)8. 可逆式水轮机既是水泵，又是水轮机。
( √ )9. 水轮机的效率是水轮机的轴功率与输入水轮机的水流功率之比。
( √ )10. 折流板的作用是为了减小水击压力。
( √)11. 反击式固定导叶也就是座环的支承立柱。
( √ )12. 灯泡式引水是贯流式水轮机的一种引水方式( √ )。
水电站调压室设计规范Specification for design of surge chamber of hydropowerstation中华人民共和国电力行业标准水电站调压室设计规范主编部门：电力工业部华东勘测设计研究院批准部门：中华人民共和国电力工业部中华人民共和国电力工业部关于发布《水电站调压室设计规范》电力行业标准的通知电技［1996］733号各电管局，各省、自治区、直辖市电力局，水电水利规划设计总院，各有关单位：《水电站调压室设计规范》电力行业标准，经审查通过，批准为推荐性标准，现予发布。
其编号为：DL/T5058－1996该标准自1997年5月1日起实施。
请将执行中的问题和意见告水电水利规划设计总院，并抄送部标准化领导小组办公室。
1996年10月31日目次1总则2术语、符号3调压室的设置条件及位置选择4调压室的基本布置方式、基本类型及选择5调压室的水力计算及基本尺寸的确定6抽水蓄能电站调压室的设计7调压室的结构设计、构造、观测及运行要求附录A压力水道水头损失计算公式附录B调压室的涌波计算公式附录C抽水蓄能电站水泵工况断电、导叶拒动时的调压室涌波计算方法本规范用词规定附加说明1总则1.0.1水电站调压室是压力水道系统中一项重要建筑物，为体现国家现行的技术经济政策，积极慎重地采用国内外先进技术和经验，统一调压室设计的标准、要求，特制定本规范。
1.0.2本规范适用于大、中型水利水电枢纽工程中常规水电站和抽水蓄能电站调压室设计，小型水电站的调压室设计可参照执行。
1.0.3水电站调压室设计应根据地形、地质情况、压力水道的布置、机电特性和运行条件等资料，经综合论证，做到因地制宜、经济合理、安全可靠。
1.0.4水电站调压室设计除必须遵守本规范的规定外，还应符合SDJ12—78《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区部分)》(试行)及补充规定、SD134—84《水工隧洞设计规范》、SDJ173—85《水力发电厂机电设计技术规范》(试行)、DL/T5057—1996《水工混凝土结构设计规范》、SDJ10—78《水工建筑物抗震设计规范》(试行)等现行的国家、行业有关标准与规定。
水电站调压室设计规范Specification for design of surge chamber of hydropowerstation中华人民共和国电力行业标准水电站调压室设计规范主编部门：电力工业部华东勘测设计研究院批准部门：中华人民共和国电力工业部中华人民共和国电力工业部关于发布《水电站调压室设计规范》电力行业标准的通知电技［1996］733号各电管局，各省、自治区、直辖市电力局，水电水利规划设计总院，各有关单位：《水电站调压室设计规范》电力行业标准，经审查通过，批准为推荐性标准，现予发布。
其编号为：DL/T5058－1996该标准自1997年5月1日起实施。
请将执行中的问题和意见告水电水利规划设计总院，并抄送部标准化领导小组办公室。
1996年10月31日目次1总则2术语、符号3调压室的设置条件及位置选择4调压室的基本布置方式、基本类型及选择5调压室的水力计算及基本尺寸的确定6抽水蓄能电站调压室的设计7调压室的结构设计、构造、观测及运行要求附录A压力水道水头损失计算公式附录B调压室的涌波计算公式附录C抽水蓄能电站水泵工况断电、导叶拒动时的调压室涌波计算方法本规范用词规定附加说明1总则1.0.1水电站调压室是压力水道系统中一项重要建筑物，为体现国家现行的技术经济政策，积极慎重地采用国内外先进技术和经验，统一调压室设计的标准、要求，特制定本规范。
1.0.2本规范适用于大、中型水利水电枢纽工程中常规水电站和抽水蓄能电站调压室设计，小型水电站的调压室设计可参照执行。
1.0.3水电站调压室设计应根据地形、地质情况、压力水道的布置、机电特性和运行条件等资料，经综合论证，做到因地制宜、经济合理、安全可靠。
1.0.4水电站调压室设计除必须遵守本规范的规定外，还应符合SDJ12—78《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区部分)》(试行)及补充规定、SD134—84《水工隧洞设计规范》、SDJ173—85《水力发电厂机电设计技术规范》(试行)、DL/T5057—1996《水工混凝土结构设计规范》、SDJ10—78《水工建筑物抗震设计规范》(试行)等现行的国家、行业有关标准与规定。
带长连接管的水电站调压室最优阻抗特性研究发表时间：2019-02-20T15:16:19.903Z 来源：《基层建设》2018年第36期作者：吴华明1 曾淑婷2 王炳豹3[导读] 摘要：针对带长连接管的调压室，为了施工方便，设计人员往往将阻抗孔口下置到连接管与输水隧洞相接处，阻抗孔口的位置对水电站水击压力、调压室涌浪和水击穿室系数的影响缺乏专门的研究。
1.水能资源利用关键技术湖南省重点实验室长沙市 410000；2.中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司长沙市 410000摘要：针对带长连接管的调压室，为了施工方便，设计人员往往将阻抗孔口下置到连接管与输水隧洞相接处，阻抗孔口的位置对水电站水击压力、调压室涌浪和水击穿室系数的影响缺乏专门的研究。
本文通过理论分析和模型验证的方法研究了带长连接管调压室的阻抗孔口位置对水击压力、调压室涌浪和水击穿室系数的影响规律。
研究表明：对于带长连接管的水电站调压室，阻抗孔口应上置在连接管与调压室大井相接处，同时连接管直径越大，阻抗孔口上置后对水电站的调节保证设计参数和调压室涌浪越有利。
该结论同样适用于气垫式调压室的设计中。
关键词：阻抗式调压室；水击压力；连接管；阻抗孔口位置Study on optimal throttled orifice characteristics of surge chamber with long connecting pipeWU Huaming1，WANG Bingbao 1，2，LI Xiaoqing2，ZHAO Lu2（1.Hunan Provincial Key Laboratory of Key Technology on Hydropower Development，Changsha City 410000，China；2.POWER CHIAN ZHONGNAN ENGINEERING CORPORATION LIMITED，Changsha City 410000，China）Abstract：In order to make construction convenient，designers often place the throttled orifice under the connection between the connecting pipe and the water conveyance tunnel for the surge chamber with long connecting pipes.However，there is no relevant research on the impact of the location of the throttled orifice on water hammer pressure，surge and water hammer pressure coefficient through it of hydropower station.In this paper，the impact of the location of the throttled orifice on the water hammer pressure，surge and water hammer pressure coefficient through it is studied by the method of theoretical analysis and model verification.The research shows that for the surge chamber with long connecting pipe，the throttled orifice should be placed at the junction of the connecting pipe and the surge chamber.At the same time，the larger the diameter of the connecting pipe is，the better the regulation of the hydropower station is when the impedance hole is placed.The conclusion is also applicable to the design of air cushion surge chamber.Key words：the throttled surge chamber；water hammer pressure；connecting pipe；the location of the throttled orifice1 研究背景对于长引水式水电站和抽水蓄能电站，由于引水隧洞坡度较大或机组安装高程较低，调压室连接管往往较长。
此外，气垫式调压室同水道的连接同样需利用连接管，并设置阻抗［1］。
连接管内水体动量（惯性）相对于引水（尾水）隧洞和压力管道（尾水管）内的动量（惯性）所占比重较大，连接管增长使调压室水位波动幅值减小，使水锤压力和穿井率增大［2］。
设计中为了减轻长连接管带来的不利影响，往往在连接管内设置阻抗孔，并适当增加连接管断面尺寸，减小连接管内水体动量（惯性）。
同时，将阻抗孔口下置到连接管与输水隧洞相接处以方便施工，但是阻抗孔口的位置和尺寸对水电站水击压力、调压室涌浪和水击穿室系数的影响缺乏专门的研究。
本文以理论分析和模型验证的方式，详细分析了阻抗孔口阻抗损失系数对调压室底部动水压力、蜗壳末端动水压力、调压室涌浪变化规律的影响。
发现通过将连接管内阻抗孔口上置，可有效降低蜗壳末端最大动水压力值和调压室底部压力值，而调压室涌浪极值基本维持不变。
此外，连接管直径越大，通过这种手段用来改善水电站调节保证设计参数的效果越明显。
2 基本方程和理论分析在考虑管壁的弹性、水的可压缩性以及忽略摩擦力的情况下，非恒定管流所遵循的连续性方程和运动方程如下［2］：图1水电站调压室系统示意图式中V是时刻t位置x处的流速，H是时刻t位置x处测压管水头，g为重力加速度，a是水击波的传播速度，将方程（1）（2）联立，可以得到水击基本方程如下［3］：这里，H（0）、V（0）是稳态是的测压管水头和流速，为逆压波，为顺压波。
为了研究带长连接管调压室的水击波传播和反射情况，作如下假定：（1）连接管、压力引水道和压力管道交汇处各支管的进口存在压力相等的条件；（2）连接管、压力引水道和压力管道交汇处存在连续条件；（3）连接管与压力引水道和调压室大井相接处分别等效为下阻抗孔和上阻抗孔，下阻抗孔上下两点B1和B0的压力差等于下阻抗水头损失，上阻抗孔上下两点B4和B5的压力差等于下阻抗水头损失；（4）引水隧洞较长，不考虑隧洞中来自水库的反射波Ψ3。
考虑连接管内来自调压室大井反射波Ψ1的影响，可以得到压力引水道内透射波[3]为：式中：K1为下阻抗孔口阻抗系数；Ψ1、φ1为调压室连接管内的折射波和反射波；Ψ2、φ2为压力管道中的入射波和反射波；φ3为隧洞中的透射波，Ψ3为隧洞中来自水库的反射波；u= u1+ u2+u3，ui=gfi/ai（i=1，2，3），fi、ai分别为第i管道中的管道截面积和波速，g为重力加速度。
下阻抗孔口的水头损失系数采用水电站调压室设计规范选取，对于设置长连接管的阻抗式调压室，连接管与调压室大井相接处，存在一个局部水头损失，等效为上阻抗孔口，其水头损失系数同样采用水电站调压室设计规范选取即图5 体型6下调压室底部压力、蜗壳末端压力和调压室涌浪波动过程从图5中可以看出，两种不同体型调压室下，调压室底部最大动水压力值及发生时刻分别为748.648m （9.26s ）和728.205m （9.26s ），蜗壳末端最大动水压力值及发生时刻分别为798.068m （8.0s ）和788.084m （8.0s ），调压室最高涌浪及发生时刻分别为666.931m （71.84s ）和667.827m （66.54s ）。
连接管直径越大，调压室底部最大动水压力值和蜗壳末端最大动水压力值越小，连接管内水体惯性越小，调压室涌浪振幅越大，波动周期越短。
因此，在相同的阻抗损失系数下，应考虑采用采用管径较大的连接管直径来有效降低调压室底部最大动水压力值和蜗壳末端最大动水压力值。
体型1和体型6情况下蜗壳末端最大动水压力上升率较小，调压室涌浪较高，从抑制调压室水位波动振幅，加速水位波动衰减角度出发，应通过增大阻抗损失系数，降低调压室涌浪，保证蜗壳末端最大动水压力极值满足设计控制要求。
从表2中数据可以看出，当连接管直径分别采用3m 和6m 时，通过增大K1、K2之和降低调压室最高涌浪值，但同时也显著地提高了蜗壳末端最大动水压力值和调压室底部最大压力值。
通过优化设计，采用体型5替代体型2时，蜗壳末端最大动水压力值降低了0.241m ，调压室底部最大压力值降低了0.403m ，调压室最高涌浪0.002m ；当采用体型10替代体型7时，蜗壳末端最大动水压力值降低了1.894m ，调压室底部最大压力值降低了2.694m ，调压室最高涌浪0.022m ；采用体型7替代体型2时，蜗壳末端最大动水压力值降低了4.569m ，调压室底部最大压力值降低了9.768m ，调压室最高涌浪0.286m ；当采用体型10替代体型2时，蜗壳末端最大动水压力值降低了6.463m ，调压室底部最大压力值降低了12.462m ，调压室最高涌浪0.308m 。
发现当连接管直径以及K1、K2之和一定时，随着K2逐渐增大，蜗壳末端最大动水压力值和调压室底部最大压力值逐渐减小，调压室涌浪基本不变。
此外，连接管直径越大，增加K2值，减小K1值，蜗壳末端最大动水压力值和调压室底部压力值的降低效果越明显。
带长连接管水电站调压室设计时，不考虑施工难度和增加的工程投资，应优先选择体型10。
图8 体型2、5、7和10下的水击穿室系数波动过程对比图从图7中可以看出，流入调压室流量较小时，四种体型调压室连接管内反射波大小差别不大，当流入连接管流量最大时，连接管内反射波差异最大。
从图8中可以看出，连接管直径越大，K1值越小，水击穿室系数越小，图中体型10的水击穿室系数最小。
4 结论对于带长连接管的水电站调压室，从加大调压室水锤反射效果来说，连接管和阻抗孔口尺寸宜越大越好，但从抑制调压室水位波动振幅，加速调压室内水位波动的衰减过程的角度出发，上下阻抗孔口阻抗损失系数K1、K2之和不宜过小。
本文通过理论分析和模型验证发现，在K1和K2之和无法减小的情况下，可以通过减小K1和增加K2，有效降低蜗壳末端最大动水压力值和调压室底部压力值，而调压室涌浪极值基本维持不变。
