水电站机电设计答辩问题答案

水电站机电设计答辩问题

1、 在选择机组台数时，主要考虑那些因素？

答：⑴成本因素 机组台数的多少直接影响单机容量，而水轮机、发电机的单位千瓦成本均随机组的单机容量增加而降低。除主要机电设备成本外，机组台数的增加同时要求增加配套设备的套数，电气接线也变得复杂。

⑵运行因素 当采用不同机组台数时，水电站的运行平均效率是不同的。对变动负荷的水电站，若采用过少的机组台数，虽单机效率高，但在部分负荷时，由于负荷不便于在机组间调节，因而不能避开低效率区。

⑶运行维护的因素 机组台数较多，优点是运行方式机动灵活，事故停机对电站出力影响小，对单机的检修较易于安排。但对电站整体的检修就较麻烦，同时运行操作也较多，开停机频繁，事故率也可能增加。

⑷其它因素 大中型水电站在电力系统中都有一定的重要性，为了电力系统的运行稳定可靠，同时使电站运行方式机动灵活，并考虑到在事故或停机检修时有可靠的厂用电，一般不宜采用单台机组。

2、 水轮机的选型原则有哪些？

答：⑴机型的技术特性应适应该电站的水资源的条件，以期有足够的额定出力及高的运转效率。

⑵所选设备运行稳定可靠、机动灵活，有好的抗蚀性能，无过大的振动与噪声。

⑶最小的投资及运行费用。

⑷尽可能短期的建设期。所选的设备应考虑水库初期蓄水低水头运行的可能性。

⑸机组供货现实，运输困难少，现场安装方便。

⑹机组具有适应特殊自然条件的能力。水轮机应有良好的抗磨性及抗磨结构；过流部件应有防腐的能力。

⑺设备的规模与参数首先从河流的总体规化出发，不应局限一个电站的水能利用。

⑻设备的选择应适应水电站自动化的要求。

3、 比较轴流转桨式水轮机和混流式水轮机的优缺点?

答：⑴与混流水轮机相比，转桨式水轮机的主要优点是比速高、效率曲线平坦和稳定性好。由于转桨式水轮机的转轮叶片少，过流面积大，使单位流量与单位转速均大大超过混流式水轮机，这样，在同一水头下，若采用转桨水轮机，则可缩小水轮机和发电机的尺寸，降低水电站的投资。

⑵转桨式水轮机由于实现导叶与桨叶的协联调节，使其获得较平坦的效率特性，提高了水轮机的平均运行效率。对于水头变幅较大，或机组台数较少而负荷变动很大的水电站，转桨式水轮机此优点尤为显著，可获得较高的能量指标。从稳定的工况区比较，转桨式水轮机特别宽广，一般在25%~100%出力范围。但混流式水轮机在非最优工况下运行，则稳定性差，其稳定运行负荷区一般为65%~100%。

⑶在结构上，转桨式转轮叶片可以拆卸，大大避免了运输条件的限制。 ⑷由于叶片表面积较小和单位流量、单位转速较大，转桨式水轮机的汽蚀系数高于混流式。即使轮毂比小，在同一水头下采用转桨式水轮机，仍会不得不用较深的埋置深度。而混流式水轮机没有限制水流的轮毂，因而汽蚀性能较好。

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4、 水轮机的主要参数是怎样选择的？

答：有两种方法进行主要参数选择，即用应用范围图选择和利用模型综合特性曲线选择。利用模型综合特性曲线选择方法为：先根据相似定律计算公式选出原型水轮机的主要参数（转轮直径D1和转速n等），再把这些主要参数，结合水轮机的其他工作条件（水头和流量范围），利用相似定律，反算成模型水轮机的参数（单位转速n1'和单位流量Q1'等）。最后把n1'和Q1'等值标在模型水轮机的综合特性曲线上，以检验所选水轮机能否满足高效率区工作，若不满足，应重新定主要参数，继续换算，直到满足为止。

5、 发电机的转速和水轮机的转速是什么关系？

答：由于水轮机、发电机是同轴相连，二者的转速应同步。

6、 水轮机事故闸门设置的位置和所起的作用是什么？ 答：位置:水轮机的事故快速闸门设在水轮机蜗壳的进口处。

作用：

⑴停机检查或检修水轮机时，在静水中关闭闸门，截断水流。

⑵机组较长时间停机时截断水流，以减少导叶漏水及因漏水造成的间隙蚀损坏，还可避免机组长时间运行后，因导叶漏水增大而不能停机的问题。

⑶事故情况下，在动水中紧急关闭闸门截断流水，防止事故扩大。

7、 油系统设计通常应包括哪几部分？

答：水电站的油系统设计分为透平油系统设计和绝缘油系统设计两部分，这两个油系统均分开设置。油系统由油泵、油罐、油净化设备吸附装置、管阀和控制元件等组成，用来完成接受新油，贮备净油、设备充排油、添油、油的净化处理及化验等工作。

8、 压缩空气系统起的作用是什么？ 答：⑴油压装置压力油槽充气；

⑵机组停机时制动装置用气；

⑶机组作调相运行时转轮室压水用气； ⑷检修维护时风动工具及吹污清扫用气； ⑸水轮机导轴承检修密封围带充气； ⑹蝴蝶阀止水围带充气；

⑺变电站配电装置中空气断路器及气动操作隔离开关的操作及灭弧用气；⑻寒冷地区的水工建筑物闸门、栏污栅及调压井等处的防冻吹水用气。

9、在水轮机运转综合特性曲线上，可以反映哪些参数，和哪些曲线？ 答：参数：H（水头）、N（出力）、η（效率）、Hs（吸出高度）

曲线：⑴等效率线（在同一曲线上，η=常数） ⑵等吸出高度线（Hs=常数）

⑶出力限制线。出力限制线由两部分组成。在图中上面一段带有阴

影的垂直线，是与发电机额定出力相对应的水轮机出力限制线。图中另一段带有阴影的斜线是水轮机出力限制线。

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10、 你认为在工程设计前应收集哪些基础资料？

答：⑴工程建设单位的设计委托书及工程勘察设计合同，说明工程设计的范围、标准的要求。

⑵经国家或行业主管部门批准的设计任务书。 ⑶规划部门、国土部门批准的建设用地红线图。

⑷地质部门提供的地质勘察资料，对工程建设地区的地质构造、岩土介质的物理力学特性等加以描述和说明。

⑸其他自然条件资料，如工程所在地的水文、气象条件和地理条件等。 ⑹工程建设单位提供的有关使用要求和生产工艺等资料。 ⑺国家或行业的有关设计规范和标准。

（⑴水电厂概况与水能规划主要参数；⑵气象资料及水流含沙情况； ⑶交通运输情况；⑷电力系统及负荷情况）

11、 谈谈你今后在水电站机电设计中应在哪方面进行改进。

答：⑴在条件允许时，尽可能的抬高水位，提高单机容量，扩大水电站规模；

⑵选择水轮机时利用计算机进行模拟设计； ⑶提高水电站自动化和管理运行水平； ⑷应尽量选择节能、环保型设备。

12、谈谈你在水能综合利用方面的见解。

答：目前，在开发水能资源、建设水电站方面的发展趋势是：提高单机容量，扩大水电站规模；提高水电站自动化和管理水平；大力发展抽水蓄能电站；提高水电容量比；运用“系统工程”理论，研究水电站群、水能资源系统的规划设计和控制，以及研究利用新的能源等。应力求做到“一库多用”、“一水多用”、“一物多能”等。如：水库防洪与兴利库容的结合使用；一定的水量既用于发电或船运（它们需水而不耗水），又用于灌溉或工业的、和居民给水（它们用水且耗水）；同一水工建筑物有多种功能，如泄水底孔（或隧洞）兼有泄洪，下游供水、放空水库和施工导流等多种用途。因此，综合利用不是简单地相加，而是有机的结合，综合地满足多方面利用。

13、水电站由哪几部分组成，每部分的主要作用是什么？ 答：水电站由拦河坝、引水系统、电站厂房三部分组成。

拦河坝作用：拦截江河蓄水，抬高水位或形成水库； 引水系统包括进水口和引水道，其作用是自水库或河流引取厂房机组所需的流量。

电站厂房是发电、变电和配电中心，是水力发电和直接场所。

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