《水电站》实验指导书

实验一 水轮机演示实验

[目的和要求]

1、通过模型水轮机的参观和讲解，了解各种型号水轮机各主要部件的名称、构造、作用以及它们的相对位置。

2、对水轮机各主要部件及其整体建立初步的感性认识。要求看到实物或模型能叫出各主要部件的名称，看到机组的立面图、剖面图能分辨出各主要部件的位置和构造形式。

[实验内容]

主要是了解反击式水轮机（混流式及轴流式）及水斗式水轮机的主要构件及其构造，并以前者为重点。

1、混流式水轮机：其主要构件为：（1）引水部件：蜗壳、座环；（2）导水机构（认清导叶、拐柄、连杆、调节环各部件的构造、相对位置及其连接）；（3）能量转换部件（转轮）（要求认清轮叶、轮冠、轮箍的构造及泄水锥、减压孔和止漏环的位置和作用等）；（4）尾水管（包括圆锥形及弯曲形）；以及转轮主轴等。

2、轴流式水轮机：主要构件与混流式相同。重点是了解引水部件如混凝土蜗壳的构造特点及转轮的构造（即轮叶、轮毂、支承盖、泄水锥及止漏环的位置）。

3、水斗式水轮机：其主要构件为：（1）进水机构（喷嘴、针阀）；（2）转轮（斗叶、轮盘）两部分，此外，还有机壳等。

4、除水轮机的构造外，本次参观还结合装有混流式机组的厂房整体模型的学习，了解水轮机各过流部件在厂房中的相对位置及构造，并通过科研的真机做放水、发电表演，了解水能转换成旋转机械能一直到电能的全过程。

[实验原理]

1、本次参观实习，着重是认识各种型式水轮机的构造作用，及各部件间的相对位置，工作原理（如尾水管的作用）及特性等留待之后讲课解决。

2、要特别弄清水轮机各过流部件水流的运动路线。

3、应有比较的进行参观，注意各种水轮机在构造上的差别及特点。

4、应特别注意转轮进出口的位置及表征水轮机尺寸的各种水轮机标称直径D1的表示方法和含义。

对水电站厂房的结构及设备布置只作一般的了解，目的是建立感性认识。着重是了解水轮机各过流部件在厂房中的相对位置及构造。

实验二 水锤调保和调压室水位波动演示实验

[实验目的]

1．加深对水电站过渡过程中水锤压力、机组转速、导叶启闭时间（及规律）的物理现象的感性认识和物理实质的理解；

2．加深对调压室的作用、各种工况水位波动过程的物理现象的感性认识和物理实质的理解。

[实验内容]

1、水击实验：水电站机组甩负荷过渡过程演示，用示波器记录水击压强的变化过程，并对不同情况下（如快关与慢关，长管道于断管道）水击压强的变化过程进行比较。

2、调压室水位波动实验：用目测记录水位波动的代表性数据，并用示波器记录水位变化过程，有条件时可进行不同情况的对比实验。

 [实验原理]

1．熟悉引水系统布置、试验装置和设备；

2．机组增负荷（或启动）演示，主要观察调压室水位波动、机组转速变化、引水道压力变化等可见物理现象；

3．机组甩负荷演示，主要观察调压室水位波动、机组转速变化、引水道压力变化等可见物理现象；

4．在采集系统显示屏幕上观察以上两工况下各参数变化过程（包括：导叶开度、机组转速、发电机出力、压力引水系统典型部位水锤压力、调压室水位等的变化过程）；

5．改变导叶关闭规律（或时间），再做一次机组甩负荷演示，在采集系统显示屏幕上观察此次甩负荷工况的各参数变化过程，与前一甩负荷工况参数比较、分析。

[实验装置和测量设备]

1．某实际水电站模型试验引水系统。包括上水库（水箱）、引水道、上游调压室、压力管道、机组（模型水轮机和发电机）、尾水管（尾水调压室）、尾水道和下水库（尾水槽）等；

2．模型发电机、模型调速器、模拟励磁系统、模拟同期系统、模拟电气系统；

3．控制和数据采集、显示系统。包括测点传感器、控制和采集工控机、各参数动态显示和输出设备。

实验三  水电站压力管道模型参观

[实验目的]

1、了解明钢管的附设方式，镇墩、支墩、伸缩节的作用。

2、了解各类岔管的分岔方式、结构型式。

3、了解球阀、蝴蝶阀的作用及构造。

[实验内容]

1、讲解、观看明钢管的附设方式，镇墩、支墩、伸缩节的型式及作用。

2、讲解、观看卜型岔、Y型岔的分岔方式，贴边岔、月牙岔、三梁岔，球岔、无梁岔的结构型式。

3、讲解、观看球阀、蝴蝶阀构造特点。

实验四  水电站厂房模型参观

[实验目的]

1、了解厂房枢纽的组成及布置。

2、了解地面厂房的空间概念。

3、了解地下厂房的洞室群的布置。

[实验内容]

1、讲解、观看主厂房、副厂房、主变、开关站的布置及相对位置。

2、讲解、观看地面厂房横剖面图，并讲解各层的设备布置及要求。

3、讲解、观看地下厂房的洞室群，包括主厂房洞室、主变洞、尾水闸门洞、出线洞、交通洞等的布置及要求。