浅谈水电站各类型调压室的特点
浅谈水电站各类型调压室的特点
【摘要】在水电站运行过程中，当压力管道末端的流量发生变化时，管道内将出现水锤。水锤对引水建筑物、机组造价和机组的运行条件均有不利影响。为减小水锤，常在引水隧洞（或水管）与压力管道衔接处设置调压室，因此水电站设计中选择何种型式的调压井显得尤为重要。
【关键词】调压室;水锤;简单式;阻抗式等
调压室利用扩大的断面和自由水面反射水锤波，将有压引水系统分成两段：上段为有压引水隧洞，调压室使隧洞基本上避免了水锤压力的影响；下游段为压力管道，由于长度缩短了，从而降低了压力管道中的水锤值。一般情况下，调压室大部分或全部设置在地面上的称为调压塔。调压室大部分埋在地面以下的称为调压井。
调压室按结构型式可分为简单式调压室、阻抗式调压室、双室式调压室、溢流式调压室、差动式调压室。现详细说明各种类型调压室的特点。
(1)简单圆筒式调压室。简单式调压室的特点是自上而下具有相同的断面，结构简单，反射水击波效果好。但正常运行时隧洞与调压室的连接处水头损失较大，当流量变化时调压室中的水位波动振幅较大，衰减较慢，因而调压室的容积较大。多用于低水头小流量的水电站。
(2)阻抗式调压室。将圆筒式调压室的底部，用较小断面的短管或用较小孔口的隔板与隧洞及压力管道连接起来，这种孔口或隔板相当于局部阻力，即为阻抗式调压室。进出调压室的水流在阻抗孔口处消耗了一部分能量，可以有效地减小水位波动的振幅，加快了衰减速度，因而所需调压室的体积小于圆筒式。正常运行时水头损失小。由于阻抗的存在，水锤波不能完全反射，隧洞中可能受到水锤的影响。
(3)双室式调压室。双室式调压室是由一个断面较小的竖井和上下两个断面扩大的储水室组成。上室供丢弃负荷时储水用，一般在最高净水位以上，在正常运行时是空的。下室在正常运行时充满水，供增加负荷时补给水量用，应在调压室中最低静水位以下。竖井是用来连接上下室和引水道与压力管道的。刚丢弃负荷时，由于竖井断面较小，水位迅速上升，当水位达到上室时，其上升的速度放慢，从而减小波动振幅。当增加负荷时，水位迅速下降到下室中，并由下室补充不足的水量，因此限制了水位的下降。适用于水头较高，要求的稳定断面较小，水库水位变化比较大的水电站。
(4)溢流式调压室。溢流式调压室有溢流堰。当丢弃负荷时，调压室的水位迅速上升，达到溢流堰顶后开始溢流，限制了水位的进一步升高，有利于机组的稳定运行。溢出的水量可排至下游，也可以设上室加以储存，待竖井水位下降时，储存的水量经底部孔口流回竖井。
实验三--单相交流调压电路实验
信息科技大学 电力电子技术实验报告 实验项目：单相交流调压电路实验 学院：自动化 专业：自动化（信息与控制系统） /学号：贾鑫玉/2012010541 班级：自控1205班 指导老师：白雪峰 学期： 2014-2015学年第一学期
实验三单相交流调压电路实验 一．实验目的 1．加深理解单相交流调压电路的工作原理。 2．加深理解交流调压感性负载时对移相围要求。 二．实验容 1．单相交流调压器带电阻性负载。 2．单相交流调压器带电阻—电感性负载。 三．实验线路及原理 本实验采用了锯齿波移相触发器。该触发器适用于双向晶闸管或两只反并联晶闸管电路的交流相位控制，具有控制方式简单的优点。 晶闸管交流调压器的主电路由两只反向晶闸管组成。 四．实验设备及仪器 1．教学实验台主控制屏 2．NMCL—33组件 3．NMEL—03组件 4．NMCL-05(A)组件或NMCL—36组件 5．二踪示波器 6．万用表 五．注意事项 在电阻电感负载时，当α
变电站总体布置要求
1总平面布置 一般规定 变电站总平面布置应按最终规模进行规划设计，根据系统负荷发展要求，不宜堵死扩建的可能，并使站区总平面布置尽量规整。 变电站总平面布置应满足总体规划要求，并使站内工艺布置合理，功能分区明确，交通便利，节约用地。 站区总平面宜将近期建设的建（构）筑物集中布置，以利分期建设和节约用地。城市地下（户内）变电站土建工程可按最终规模一次建设。 变电站的主要生产及辅助（附属）建筑宜集中或联合布置。当与换流站合并建设时，可根据辅助（附属）建筑的性质、使用功能要求分类集中或联合布置在站前区。 在兼顾出线规划顺畅、工艺布置合理的前提下，变电站应结合自然地形布置，尽量减少土（石）方量。当站区地形高差较大时，可采用台阶式布置。 山区变电站的主要生产建（构）筑物、设备构支架，当靠近边坡布置时，建（构）筑物距坡顶和坡脚的安全距离应按第条确定。 城市地下（户内）变电站与站外相邻建筑物之间应留有消防通道。消防车道的净宽度和净高度要满足GB50016《建筑设计防火规范》的相关规定。 主控通信楼（室）、户内配电装置楼（室）、大型变电构架等重要建（构）筑物以及GIS 组合电器、主变电器、高压电抗器、电容器等大型设备宜布置在土质均匀、地基可靠的地段。 位于膨胀土地区的变电站，对变形有严格要求的建（构）筑物，宜布置在膨胀土埋藏较深、胀缩等级较低或地形较平坦的地段；位于湿陷性黄土地区的变电站，主要建（构）筑物宜布置在地基湿陷等级低的地段。 扩建、改建的变电站宜充分利用原有建（构）筑物和设施，尽量减少拆迁，避免施工对已建设施的影响。 主要建（构）筑物 主控通信楼（室）宜布置在便于运行人员巡视检查、观察户外设备、减少电 缆长度、避开噪声影响和方便连接进站大门的地段。 主控通信楼（室）宜有较好的朝向，并使主控制室方便同时观察到各个配电装置区域。
双闭环三相异步电机调压调速系统实验报告
运动控制系统专题实验 实 验 报 告 2016年5月
6.1双闭环三相异步电机调压调速系统 一．实验目的 （1）熟悉晶闸管相位控制交流调压调速系统的组成与工作原理。 （2）熟悉双闭环三相异步电机调压调速系统的基本原理。 （3）掌握绕线式异步电机转子串电阻时在调节定子电压调速时的机械特性。（4）掌握交流调压调速系统的静特性和动态特性。 熟悉交流调压系统中电流环和转速环的作用。 二．实验内容 （1）测定绕线式异步电动机转子串电阻时的人为机械特性。 （2）测定双闭环交流调压调速系统的静特性。 （3）测定双闭环交流调压调速系统的动态特性。 三．实验设备 （1）电源控制屏（NMCL-32）; （2）低压控制电路及仪表（NMCL-31）; （3）触发电路和晶闸管主回路（NMCL-33）； （4）可调电阻（NMCL-03）; （5）直流调速控制单元(NMCL-18)； （6）电机导轨及测速发电机（或光电编码器)； （7）直流发电机M03； （8）三相绕线式异步电机； （9）双踪示波器； （10）万用表。 四．实验原理 1.系统原理 双闭环三相异步电动机调压调速系统的主电路为三相晶闸管交流调压器（TVC）及三相绕线式异步电动机M（转子回路串电阻）。控制系统由零速封锁器（DZS）、电流调节器(ACR)、速度调节器(ASR)、电流变换器(FBC)，速度变换器(FBS)，触发器(GT)，一组桥脉冲放大器（AP1）等组成。其系统原理图如图6-1所示。
整个调速系统采用了速度、电流两个反馈控制环。这里的速度环作用基本上与直流调速系统相同而电流环的作用则有所不同。在稳定运行情况下，电流环对电网波动仍有较大的抗扰作用，但在起动过程中电流环仅起限制最大电流的作用，不会出现最佳起动的恒流特性，也不可能是恒转矩起动。 异步电机调压调速系统结构简单，采用双闭环系统时静差率较小，且比较容易实现正，反转，反接和能耗制动。但在恒转矩负载下不能长时间低速运行，因低速运行时转差功率全部消耗在转子电阻中，使转子过热。 2.三相异步电机的调速方法 交流调速系统按转差功率的处理方式可分为三种类型。 转差功率消耗型：异步电机采用调压、变电阻等调速方式，转速越低时，转差功率的消耗越大，效率越低。 转差功率馈送型:控制绕线转子异步电机的转子电压，利用其转差功率可实现调节转速的目的，这种调节方式具有良好的调速性能和效率，如串级调速。 转差功率不变型：这种方法转差功率很小，而且不随转速变化，效率较高，列如磁极对数调速、变频调速等。 如何处理转差功率在很大程度上影响着电机调速系统的效率。 五．实验方法 双闭环交流调压调速系统主回路和控制回路如图连接，NMCL-32的“三相交流 电源”开关拨向“交流调速”。给定电位器RP1和RP2左旋到最大位置，可调电阻NMCL-03左旋到最大位置。注意：图中主回路中接入的是交流电流表和交流电压表。 VT 3 VT 1 VT 6 VT 4 VT 5 VT 2 A 交流电流表，量程为1A 图2-1 双闭环交流调压调速系统主回路G 直流电机 励磁电源 R G 直流发电机M03V TG 定子 转子NMEL-09的线绕电机起动电阻
水电站调压室设计规范DLT
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。以上标准将来如有修改，则执行其新版本。 2术语、符号 2.0.1名词术语
水电站调压室的基本类型
水电站调压室的基本类型 (1) 简单圆筒式调压室 特点：断面尺寸形状不变，结构简单，反射水击波效果好。但水位波动振幅较大，衰减较慢，因而调压室的容积较大；在正常运行时，引水系统与调压室连接处水力损失较大。为了克服上述缺点，可采用有连接管的圆筒式调压室。 适用：低水头小流量的水电站。 (2) 阻抗式调压室 将圆筒式调压室的底部，用较小断面的短管或用较小孔口的隔板与隧洞及压力管道连接起来，这种孔口或隔板相当于局部阻力，即为阻抗式调压室。 特点：进出调压室的水流在阻抗孔口处消耗了一部分能量，可以有效地减小水位波动的振幅，加快了衰减速度，因而所需调压室的体积小于圆筒式。正常运行时水头损失小。由于阻抗的存在，水击波不能完全反射，压力引水道中可能受到水击的影响。 (3) 双室式调压室 特点：双室式调压室是由一个竖井和上下两个储水室组成。 上室供丢弃负荷时储水用，一般在最高净水位以上，在正常运行时是空的。下室在正常运行时充满水，供增加负荷时补给水量用，应在调压室中最低静水位以下。竖井是用来连接上下室和引水道与压力管道的。刚丢弃负荷时，由于竖井断面较小，水位迅速上升，当水位达到上室时，其上升的速度放慢，从而减小波动振幅。当增加负荷时，水位迅速下降到下室中，并由下室补充不足的水量，因此限制了水位的下降。 适用：水头较高，要求的稳定断面较小，水库水位变化比较大的水电站。 上室的底部高程由水库最高水位控制，下室的顶部高程由水库的死水位控制。 (4) 溢流式调压室 溢流式调压室顶部设有溢流堰。 当丢弃负荷时，调压室的水位迅速上升，达到溢流堰顶后开始溢流，限制了水位的进一步升高，有利于机组的稳定运行，溢出的水量，可以设上室加以储存，也可排至下游。(5) 差动式调压室 由两个直径不同的同心圆筒组成，中间的圆筒直径较小，上有溢流口，称为升管，其底部以阻力孔口与外室相通。 特点：外室直径较大，起盛水及保证稳定的作用，其断面由波动稳定条件控制。差动式调压室所需容积较小，水位波动衰减得也较快。但其构造复杂，施工难度大，造价高。 适用：地形和地质条件不允许大断面的中高水头水电站，在我国采用较多。 (6) 气垫式或半气垫式调压室 在压力隧洞上靠近厂房的位置建造一个大洞室，室中一部分充水，另一部分充满高压空气。利用调压室中的空气压缩或膨胀，来减小水位涨落的幅度。 适用：深埋于地下的引水道式地下水电站。目前我国尚未采用。
变电站总体布置要求
1 总平面布置 1.1一般规定 1.1.1 变电站总平面布置应按最终规模进行规划设计，根据系统负荷发展要求，不宜堵死扩建的可能，并使站区总平面布置尽量规整。 1.1.2变电站总平面布置应满足总体规划要求，并使站内工艺布置合理，功能分区明确，交通便利，节约用地。 1.1.3站区总平面宜将近期建设的建（构）筑物集中布置，以利分期建设和节约用地。城市地下（户内）变电站土建工程可按最终规模一次建设。 1.1.4变电站的主要生产及辅助（附属）建筑宜集中或联合布置。当与换流站合并建设时，可根据辅助（附属）建筑的性质、使用功能要求分类集中或联合布置在站前区。 1.1.5在兼顾出线规划顺畅、工艺布置合理的前提下，变电站应结合自然地形布置，尽量减少土（石）方量。当站区地形高差较大时，可采用台阶式布置。 山区变电站的主要生产建（构）筑物、设备构支架，当靠近边坡布置时，建（构）筑物距坡顶和坡脚的安全距离应按第2.3.4条确定。 1.1.6城市地下（户内）变电站与站外相邻建筑物之间应留有消防通道。消防车道的净宽度和净高度要满足GB50016《建筑设计防火规范》的相关规定。 1.1.7主控通信楼（室）、户内配电装置楼（室）、大型变电构架等重要建（构）筑物以及GIS组合电器、主变电器、高压电抗器、电容器等大型设备宜布置在土质均匀、地基可靠的地段。 1.1.8位于膨胀土地区的变电站，对变形有严格要求的建（构）筑物，宜布置在膨胀土埋藏较深、胀缩等级较低或地形较平坦的地段；位于湿陷性黄土地区的变电站，主要建（构）筑物宜布置在地基湿陷等级低的地段。 1.1.9扩建、改建的变电站宜充分利用原有建（构）筑物和设施，尽量减少拆迁，避免施工对已建设施的影响。 1.2主要建（构）筑物 1.2.1主控通信楼（室）宜布置在便于运行人员巡视检查、观察户外设备、减少电缆长度、避开噪声影响和方便连接进站大门的地段。 主控通信楼（室）宜有较好的朝向，并使主控制室方便同时观察到各个配电
水电站试题
第一部分引水建筑物 第一章水电站的布置形式及组成建筑物 一、填空题 1．水电站的基本布置形式有_______、__________、__________ 三种，其中坝式水电站分__________、__________、__________等形式。 2．有压引水式水电站由_________________、_________________、______________、______________、______________等组成；而无压引水式水电站由_____________、_____________、______________、______________、______________等组成。 3．抽水蓄能电站的作用是___________________________________，包括_________________和_________________两个过程。 4．按其调节性能水电站可分为____________和______________两类。 二、思考题 1．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？ 2．水电站有哪些组成建筑物？其主要作用是什么？ 3．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 4．何为水电站的梯级开发？ 第二章水电站进水口及引水建筑物 一、判断题 1．无压引水进水口，一般应选在河流弯曲段的凸岸。( ) 2．有压进水口的底坎高程应高于死水位。( ) 3．通气孔一般应设在事故闸门的上游侧。( ) 4．进水口的检修闸门是用来检修引水道或水轮机组的。() 5．渠道的经济断面是指工程投资最小的断面。( ) 6．明渠中也会有水击现象产生。( ) 二、填空题
调压室水力试验
调压室水力试验
目录 一、实验目的............................................................................... . (2) 二、实验任务与要求............................................................................... . (2) 三、实验设备及模型数据............................................................................... .. (2) 四、实验成果............................................................................... . (3) 问题1：描述实验观察到的阻抗式和差动式调压室中的水力现象 (3) 问题2：根据阻抗式调压室模型数据用解析
法求出上水箱为高水位丢荷后调压室的最高水位，并与实验成果比较.......................................................................... (4) 问题3：比较差动式和阻抗式在同一实验情况时观察到的水力现象 (6) 问题4：在引用流量相同的情况下，比较不同引水管长度对阻抗式调压室水力现象的影响.......................................................................... . (8) 问题5：比较不同阻抗孔口面积对差动式调压室水力现象的影响 (9) 五、实验的收获与不足............................................................................... . (9)
有压引水系统水力计算
一、设计课题 水电站有压引水系统水力计算。 二、设计资料及要求 1、设计资料见《课程设计指导书、任务书》； 2、设计要求： （1）、对整个引水系统进行水头损失计算； （2）、进行调压井水力计算球稳定断面； （3）、确定调压井波动振幅，包括最高涌波水位和最低涌波水位； （4）、进行机组调节保证计算，检验正常工作状况下税基压力、转速相对值。 三、调压井水力计算求稳定断面 <一>引水道的等效断面积：∑= i i f L L f ， 引水道有效断面积f 的求解表 栏号 引水道部位 过水断面f i （m 2 ） L i (m) L i/f i
所以引水道的等效断面积∑= i i f L L f =511.28/21.475=23.81 m 2 <二>引水道和压力管道的水头损失计算： 引水道的水头损失包括局部水头损失 h 局和沿程水头损失h 沿两部分 压力管道的水头损失包括局部水头损失h 局和沿程水头损失h 沿两部分 1, 2 2g 2h Q ?ξ局局= g ：重力加速度9.81m/s 2 Q ：通过水轮机的流量取102m 3/s ω ：断面面积 m 2 ξ：局部水头损失系数 局部水头损失h 局计算表 栏号 引水建筑物部位及运行 工况 断面面积 ω（m 2 ） 局部水头损失系数 局部水头损失 10-6Q 2（m ） 合计(m) (1) 进 水 口 拦污栅 61.28 0.12 0.017 0.307 (2) 进口喇叭段 29.76 0.10 0.060 (3) 闸门井 24.00 0.20 0.184 (4) 渐变段 23.88 0.05 0.046 (5) 隧 洞 进口平面转弯 23.76 0.07 0.066 0.204 (6) 末端锥管段 19.63 0.10 0.138 (7) 调 压 正常运行 19.63 0.10 0.138 2.202 (1) 拦污栅 61.28 4.1 0.067 (2) 喇叭口进水段 29.76 6.0 0.202 (3) 闸门井段 24.00 5.6 0.233 (4) 渐变段 2 3.88 10.0 0.419 (5) D=5.5m 23.76 469.6 19.764 (6) 锥形洞段 21.65 5.0 0.231 (7) 调压井前管段 19.63 10.98 0.559
交流调压实验报告
电力电子实验四-- 交流调压实验 姓名：肖珂 学号：09291218 班次：电气0907 指导老师：汤钰鹏 合作者：冷凝（09291174）
一、实验目的 熟悉单相交流调压电路的工作原理、分析在电阻负载和电阻电感负载时不同的输出电压和电流的波形及相控特性。加深理解交流调压电路在电阻电感负载时其相控角α应限制在θ≤α≤π的范围内 二、步骤内容 (1) 熟悉实验电路（包括主电路、触发控制电路）。 (2) 熟悉用TCA785集成触发电路芯片构成的集成触发器。 (3) 按实验电路要求接线，用示波器观察移相控制信号α的情况。 (4) 主电路接电阻负载（灯箱），用示波器观察不同α角时输出电压和晶闸管两端的电压波形,并用电压表测出输出电压的有效值。为使读数便利，可取α为30°、60°、90°、120°和150°各特殊角进行观察和分析。 (5) 主电路改接电阻电感负载（灯箱+电抗器），在不同控制角α和不同负载阻抗角θ情况下用示波器观察和记录负载电压和电流的波形。分别观察并画出当α>θ和α<θ情况下负载电压和电流的波形，指出电流临界连续的条件。 (6) 特别注意观察上述α<θ情况下出现较大的直流分量，此时L固定，加大R（减少亮灯个数）直至消除直流分量。
三、电路原理 1、单相交流调压电路 2、晶闸管触发电路 3、相控角发生电路
4、驱动隔离电路 5、DC电源电路 四、实验要求 (1) 估算实验电路负载参数（R、L等）。 (2) 电阻负载时，画出U-α曲线。（U为负载R上的电压有效值），并与理论计算值进行比较。 (3) 电阻电感负载时，画出在不同α值情况下负载电压和电流
调压室的功用、要求及设置条件
调压室的功用、要求及设置条件 一、调压室的功用 在较长的压力引水系统中，为了降低高压管道的水击压力，满足机组调节保证计算的要求，常在压力引水道与压力管道衔接处建造调压室。调压室将有压引水系统分成两段：上游段为压力引水道，下游段为压力管道。调压室的功用可归纳为以下三点： (1) 反射水击波。基本上避免了（或减小）压力管道传来的水击波进入压力引水道。 (2) 减小水击压力(压力管道及厂房过水部分)，缩短了压力管道的长度。 (3) 改善机组在负荷变化时的运行条件。 二、调压室的基本要求 根据其功用，调压室应满足以下基本要求： (1) 调压室尽量靠近厂房，以缩短压力管道的长度。 (2) 调压室应有自由水表面和足够的底面积，以保证水击波的充分反射； (3) 调压室的工作必须是稳定的。在负荷变化时，引水道及调压室水体的波动应该迅速衰减，达到新的稳定状态； (4) 正常运行时，水流经过调压室底部造成的水头损失要小。为此调压室底部和压力管道连接处应具有较小的断面积。 (5) 结构安全可靠，施工简单方便，造价经济合理。 三、调压室的设置条件 调压室是改善有压引水系统、水电站运行条件的一种可靠措施。但调压室一般尺寸较大，投资较大，工期长，特别是对于低水头电站。 调压室的造价可能占整个引水系统造价的相当大的比例。因此是否设置调压室，应在机组过流系统调节保证计算和机组运行条件分析的基础上，考虑水电站在电力系统中的作用、地形及地质条件、压力管道的布置等因素，进行技术经济比较后加以确定。 1．上游调压室的设置条件 初步分析时，可用水流加速时间(也可称为压力引水道的时间常数)Tw来判断，设置上游调压室的条件： Tw的物理意义：在水头Hp作用下，不计水头损失时，管道内水流速度从0增大到V所需的时间。显然，Tw越大，水击压力的相对值也越大，对机组调节过程的影响也越大。
调压室水力计算分解
调压室的水力计算 1. 调压室断面计算 当上游死水位，下游为最低水位，最小水位H min=188.9m，三台机满发，引水道糙率取最小值，压力管道糙率取最大值，通过水轮机的流量为57m3s?，则此时的引水隧洞水头损失的计算如表格1，压力钢管水头损失的计算如表格2。引水道应选可能的最小糙率0.012，压力管道应选择可能的最大糙率0.013。 表格1引水隧洞水头损失表 表格2压力钢管水头损失表 F T?> Lf 2αgH1 = Lf 2αg(H0??w0?3?wT ) =45.548m2 其中 H0——最小水头损失，H0=188.9m； ?w0——引水隧洞损失，?w0=17.802+0.296=18.098； ?wT 0——压力管道水头损失，?wT =3.110+2.805=5.915m； L——引水隧洞长度，12662m；g——重力加速度，g=9.81m/s2 f——引水隧洞面积，16.62m2。α——引水道阻力系数 v0=Q f = 57 16.619 =3.43m s? α=?w0 v02 = 18.098 3.4302 =1.5385
为了保证大波动的稳定，一般要求调压室断面大于托马斯断面，初步分析时可取（1.0~1.1）F T?，作为调压室的设计断面。这里选取D=7.8m，则系数k为： F k=47.784 k=F k/F T?=1.05 2. 最高涌波水位计算 按正常蓄水位时共用同一调压室的三台机组全部满载运行瞬时丢弃全部负荷（即流量由Q max=57减至流量Q=0）作为设计工况。引水隧洞的糙率取尽可能的最小值（能耗少，涌波高）。n=0.012 引水道损失由表格1和表格2得： ?w0=? w0程+? w0局 =17.802+0.296=18.098m v0为时段开始时管中流速v0=Q f =3.43m s?；f为引水隧洞断面面积。 F为调压井断面面积，145.267m2；引水隧洞长L=12662m，g=9.81m s2 ?得引水道—调压室系统的特性系数。 λ= Lfv02 2gF?w0 = 12662×16.62×3.432 2×9.81×47.784×18.098 =145.89 令X0=?w0 λ=0.124，X=z λ ，则要求最高涌波水位z max，只需要求出X max=z max λ 即可。X max的符号在静水位以上为负，以下为正。 ln（1+X max）?X max=?X0 运用牛顿切线法求解方程的根 令 φ(x)=ln（1+x）?x+X0牛顿迭代公式为： x k+1=x k?φ(x)φ′(x) 取迭代初值x0=?0.5，计算结果见下表 表格3迭代计算结果 由表格3可以看出精确到0.001，X max=z max λ =?0.419 |z max|=?λX max=61.128m 根据《水电站调压室设计规范》调压室最高涌波水位以上的安全超高不宜小于1m。所以调压室的顶高程： Z=1279+61.128+1.5=1341.63m
斩控式交流调压电路实验报告
斩控式交流调压电路实验报告 交流调压的控制方式有三种：①整周波通断控制。整周波控制 调压——适用于负载热时间常数较大的电热控制系统。晶闸管导通 时间与关断时间之比，使交流开关在某几个周波连续导通，某几个 周波连续关断，如此反复循环地运行，其输出电压的波形如图1-1 所示。改变导通的周波数和控制周期的周波数之比即可改变输出电压。为了提高输出电压的分辨率，必须增加控制周期的周波数。为 了减少对周围通信设备的干扰，晶闸管在电源电压过零时开始导通。但它也存在一些缺点那就是：在负载容量很大时，开关的通断将引 起对电网的冲击，产生由控制周期决定的奇数次谐波，这些谐波引 起电网电压变化，造成对电网的污染。 图1-1周期控制的电压波形 ②相位控制。相位控制调压——利用控制触发滞后角α的方法, 控制输出电压。晶闸管承受正向电压开始到触发点之间的电角度称 为触发滞后角α。在有效移相范围内改变触发滞后角，即能改变输 出电压。有效移相范围随负载功率因数不同而不同，电阻性负载最
大,纯感性负载最小。图1-2是阻性负载时相控方式的交流调压电路 的输出电压波形。相控交流调压电路输出电压包含较多的谐波分量，当负载是电动机时，会使电动机产脉动转矩和附加谐波损耗。另外 它还会引起电源电压畸变。为减少对电源和负载的谐波影响，可在 电源侧和负载侧分别加滤波网 络。b5E2RGbCAP ③斩波控制。斩波控制调压——使开关在一个电源周期中多次通断，将输入电压切成几个小段，用改变段的宽度或开关通断的周期来调 节输出电压。斩控调压电路输出电压的质量较高,对电源的影响也较小。图1-2为斩波控制的交流调压电路的输出电压波形。 p1EanqFDPw 图1-2相位控制的电压输出波形 在斩波控制的交流调压电路中，为了在感性负载下提供续流通路， 除了串联的双向开关S1外，还须与负载并联一只双向开关S2。当 开关S1导通，S2关断时，输出电压等于输入电压；开关S1关断，S2导通时,输出电压为零。控制开关导通时间与关断时间之比即能
双闭环三相异步电机调压调速系统实验报告
“运动控制系统”专题实验 实验报告 电子与信息工程学院自动化科学与技术系
（5）可调电阻（NMCL—03） （6）电机导轨及测速发电机（或光电编码器） （7）三相线绕式异步电动机 （8）双踪示波器 （9）万用表 （10）直流发电机M03 四.实验原理 1.系统组成及原理 双闭环三相异步电动机调压调速系统的主电路为三相晶闸管交流电源及三相绕线式异步电动机（转子回路串电阻）。控制系统由电流调节器(ACR)，速度调节器(ASR)，电流变换器(FBC)，速度变换器(FBS)，触发器(GT)，一组桥脉冲放大器等组成。其系统原理图如图6-1所示。 图6-1 整个调速系统采用了速度，电流两个反馈控制环。这里的速度环作用基本上与直流调速系统相同而电流环的作用则有所不同。在稳定运行情况下，电流环对电网振动仍有较大的抗扰作用，但在起动过程中电流环仅起限制最大电流的作用，不会出现最佳起动的恒流特性，也不可能是恒转矩起动。 异步电机调压调速系统结构简单，采用双闭环系统时静差率较小，且比较容易实现正，反转，反接和能耗制动。但在恒转矩负载下不能长时间低速运行，因低速运行时转差功率 电子与信息工程学院自动化科学与技术系
电子与信息工程学院自动化科学与技术系
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（2）空载电压为200V时 n/(r/min) 1281 1223 1184 1107 1045 I G/A 0.10 0.11 0.12 0.13 0.13 U G/V 182 179 176 166 157 M/(N·m) 0.2265 0.2458 0.2636 0.2814 0.2831 2.闭环系统静特性 n/(r/min) 1420 1415 1418 1415 1416 1412 电子与信息工程学院自动化科学与技术系
水电站引水系统设计
某水电站引水系统设计 该水电站所在河流中下游地段侧向侵蚀作用十分强烈，形成迂回曲折的蛇形地貌，为修建引水式水电站提供了有利的地形条件。某水电站的引水隧洞和厂房位于南天门岭，此处分水岭宽约800m ，而两端河水位差达13m ，本区地层主要是前震旦系的黑云母混合片麻岩通过，沿洞线未发现断层，且洞线顶上部新鲜岩体厚达80～160m ，深部裂隙已趋闭合因此工程地质条件较好，洞线前部通过两条较大岩脉均大致与洞线正交，一条为石英斑岩，宽30～40m ，另一条为正常闪岩，宽26～30m ，岩脉与围岩接触良好，厂房后山坡地形坡度约50o～60o，坡高40m 左右，后山坡边坡基本稳定。 7.1隧洞洞径及洞线选择 布置考虑了地质条件、地形条件、施工条件与水力条件，由于施工技术条件的限制，引水洞径不宜大于12m ，因此，选择两条引水隧洞，四条压力管道分别给每台机组供水，供水方式为单元供水（即单管单机），钢管轴线与厂房轴线相垂直，这样可以使水流平顺，减小水头损失。 7.1.1有压引水隧洞洞径计算 由于水轮机选型部分已知单机最大引用流量：3max 124.91/Q m s = 隧洞断面面积：max 2e Q A V = 24 A D π= 式中： 4.2/e V m s = 由上式得：2max 22124.9159.484.2e Q A m V ?= == 则洞径8.7D m === 本设计中取9.0D m =。 7.1.2洞线选择原则 1）地质条件：尽可能位于完整坚硬的岩石中，避开岩体软弱、山岩压力大、地下水充沛及岩石破碎带、地震区。必须穿越软弱夹层或断层时尽可能正交布置。隧洞通过层状岩体时洞线与岩层走向夹角尽可能大，以利于围岩稳定，提高承载
第二节 调压室的工作原理和基本方程
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。当调压室中水位达到最低点时，引水道的流量等于水轮机的流量，但因室库间水位差较大，隧洞流量继续增加，并超过水轮机的需要，因而调压室水位又开始回升，达最高点后又开始下降，这样就形成了调压室水位的上下波动，由于能量的消耗，波动逐渐衰减，最后稳定在一个新的水位，此水位与库水位之差为引水道通过水轮机引用流量的水头损失。水位变化过程见图13-5中右下方的一条水位变化过程线。 从以上的讨论可知，“引水道一调压室”系统非恒定流的特点是大量水体的往复运动，其周期较长，伴随着水体运动有不大的和较为缓慢的压力变化。这些特点与水锤不同。在一般情祝下，当调压室水位达到最高或最低点之前，水锤压力早已大大衰减甚至消失，两者的最大值不会同时出现，因此在初步估算时可将两者分开计算，取其大者。但在有些情况下，如调压室底部的压力变化较快（如阻抗式或差动式调压室）或水轮机的调节时间较长（如设有减压阀或折流板等），这时水锤压力虽小，但延续时间长，则需进行调压室波动和水锤的联合计算，或将两者的过程线分别求出，按时间叠加，求出各点的最大压力。 在增加负荷或丢弃部分负荷后，电站继续运行，调压室水位的变化影响发电水头的大小，调速器为了维持恒定的出力，随调压室水位的升高和降低，将相应地减小和增大水轮机流量，这进一步激发调压室水位的变化，因此调压室的水位波动，可能有两种情况：一种是逐步衰减的，波动的振幅随时间而减小；另一种是波动的振幅不衰减甚至随时间而增大，成为不稳定的波动，产生这种现象的调压室其工作是不稳定的，在设计调压室时应予避免。 因此，研究调压室水位波动的目的主要是： (1)求出调压室中可能出现的最高和最低涌波水位及其变化过程，从而决定调压室的高度和引水道的设计内水压力及布置高程。
引水式水电站布置调压室结构设计计算书
目录 目录..................................................................................................................................................... - 1 - 第一章设计基本资料..................................................................................................................... - 3 - 1.1地理位置 (3) 1.2水文气象 (3) 1.2.1水文条件............................................................................................................................ - 3 - 1.2.2气象条件............................................................................................................................ - 4 -1.3工程地质 (4) 1.4交通状况 (5) 1.5设计控制数据 (5) 第二章水轮机................................................................................................................................. - 5 - 2.1特征水头 (5) 2.1.1 H min的确定 ........................................................................................................................ - 5 - 2.1.1.1校核洪水位................................................................................................................................. - 5 - 2.1.1.2 设计洪水位................................................................................................................................ - 6 - 2.1.1.3 正常蓄洪水位............................................................................................................................ - 6 - 2.1.1.4设计低水位................................................................................................................................. - 7 - 2.1.2 H max的确定........................................................................................................................ - 7 - 2.1.2.1 校核洪水位................................................................................................................................ - 7 - 2.1.2.2 设计洪水位................................................................................................................................ - 8 - 2.1.2.3 正常蓄洪水位............................................................................................................................ - 8 - 2.1.2.4设计低水位................................................................................................................................. - 9 - 2.1.3 H av的确定....................................................................................................................... - 9 - 2.2选型比较 (10) 3.3调速系统 (14) 3.4水轮机转轮流道尺寸： (15) 3.4.1蜗壳尺寸.......................................................................................................................... - 15 - 3.4.2尾水管尺寸...................................................................................................................... - 16 -第三章发电机................................................................................................................................... - 16 -第四章混凝土重力坝................................................................................................................... - 18 - 4.1枢纽布置 (18) 4.1.1枢纽布置形式.................................................................................................................. - 18 - 4.1.2坝轴线位置...................................................................................................................... - 18 -4.2挡泄水建筑物.. (18) 4.2.1坝顶高程确定.................................................................................................................. - 18 - 4.2.1.1坝顶超出静水位高度△h ......................................................................................................... - 19 - 4.2.2挡水建筑物——砼重力坝.............................................................................................. - 19 - 4.2.2.1基本剖面................................................................................................................................... - 19 - 4.2.2.2实用剖面................................................................................................................................... - 21 -