答：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、最低涌波水位及变化过程，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。（2）根据波动稳定的要求，确定调压室所需要的最小断面积。 29.简单圆筒式和阻抗式调压室的特点如何？（6）
答：简单圆筒式调压室的特点是：自上而下具有相同的断面，结构形式简单，反射水锤波的效果好，但在正常运行时隧洞与调压室的联接处水头损失大。与简单圆筒式调压室相比，阻抗式调压室的特点是：波动幅度小，衰减快，在同等条件下所需断面较小；正常运行时的底部水头损失小，但由于阻抗的存在使反射水锤波的效果较差，引水道可能受水锤的影响。 30.双室式、溢流式、差动式调压室各有什么特点？（6）
答：双室式调压室由一断面较小的垂直或倾斜的竖井和断面扩大的上下贮水室组成。正常运行时，水位在上下室之间，弃荷时竖井水位迅速上升，使上室充水；增荷时水位下降由下室补充水体。上下室限制了水位波动振幅，且室水位波动快，衰减快，所需容积较小，反射水锤波的效果较好。
溢流式调压室的顶部有溢流堰，当丢弃负荷时，水位开始迅速上升，达到溢流堰后开始溢流， 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，可以设上室加以存储，也可以排至下游。
差动式调压室由两个直径不同的同心圆组成，外筒称为大室，内筒直径较小，上有溢流口，通常称为升管，其底部以阻力孔口与大室相通，它综合地吸取了阻抗式和溢流式调压室的优点，但结构较复杂。
31.什么是“引水道——调压室”水位波动稳定性？小波动稳定及大波动稳定有什么不同？（6）
答：调压室的水位波动可分为两种：一种是大波动，即电站负荷发生大幅度的变化。若机组丢弃满负荷或空转突然增到较大负荷，此时调压室中水位将发生较大的波动；另一种是小波动，即电站负荷出现微小变化，调压室中水位呈微小波动。调压室的水位波动可能是稳定的，也可能是不稳定的，即振幅随时间而增大。设计调压力室时，不仅要求波动是稳定的，而且必须是衰减的，以保证电站稳定运行，即“引水道——调压室”水位波动稳定性。
研究调压室小波动时的不稳定现象时假定波动为无限小，电站单独运行，调压室为简单圆筒式，水轮机效率不变，调速器严格保持机组出力为常数。当调压室水位波动的振幅较大(大波动)时，波动微分方程不再是线性的。 32.水电站厂房的功用？（7）
答：水电站厂房的功用是：通过一系列的工程建筑，将水流平顺的引进水轮机并流向下游；将各种机电设备布置于恰当的位置，给它们创造良好的安装、检修及运行条件；为运行管理人员创造良好的工作环境。
33.厂房按设备组成系统划分为哪五个系统？分别包括哪些设备？（7） 答：厂房按设备组成系统作用的不同可分为五个系统：
25
⑴水流系统：是完成将水能转变为机械能的一系列过流设备，包括进水管、主阀（如蝴蝶阀）、水轮机引水室（如蜗壳）、水轮机、尾水管、尾水闸门、尾水渠等。
⑵电流系统：是发电、变电、配电的电气一次回路系统。包括发电机、发电机母线、发电机中性点引出线、发电机电压配电装置（户内开关室）、厂用电系统、主变压器、高压配电装置（户外开关站）及各种电缆等。
⑶电气控制设备系统：是控制水电站运行的电气设备。包括机旁盘、励磁设备、中央控制室各种电气设备、各种控制、检测和操作设备。如互感器、表针、继电器、控制电缆、自动及远动装置、通讯及调度设备等。
⑷机械控制设备系统：包括水轮机的调速设备以及主阀、减压阀、拦污栅和各种闸门的操作控制设备等。
⑸辅助设备系统：是为安装、检修、维护、运行所必需的各种机、电辅助设备。包括厂用电系统(厂用电变压器、厂用配电装置、直流电系统等)；油系统（透平油和绝缘油的存放、处理、流通设备）；气系统（高、低压空压机、贮气筒、气管及阀门等）；水系统（技术供水、生活供水、消防供水、渗漏及检修排水等）；起重设备（厂房内外的桥式及门式起重机、各种闸门的启闭机等）；交通运输通道（门、运输轨道、过道、廊道、楼梯、斜坡、吊物孔、进人空等）；各种机电维护和试验设备、工具间；采光、通风、取暖、防潮、防火、保安、生活卫生等设备。
34.水电站厂房有哪些基本类型？它们的特点是什么？（7）
答：水电站厂房按厂房结构受力特点并结合工程在枢纽中所在位置有下列类型：
⑴地面式厂房：根据厂房布置位置不同，又可分为河床式厂房，坝后式厂房，坝内式厂房，岸边式厂房等。
1）河床式厂房：当水头较低，单机容量又较大时，厂房与整个进水建筑物连成一体，厂房本身起挡水作用。
2）坝后式厂房：当水电站水头较高，建坝挡水，又将厂房紧靠坝布置的厂房，称为坝后式厂房。坝后式厂房又可分为以下几类：坝后式明厂房；溢流式厂房；挑越式厂房。
3）坝内式厂房：当洪水量很大，河谷狭窄时，为减少开挖量，将厂房布置在坝体内，而在坝顶设溢洪道，称为坝内式厂房。
4）河岸式厂房：在引水式和混合式水电站中，水电站厂房通常布置在河道下游的岸边，这种形式的厂房称为河岸式厂房。
⑵地下式厂房：由于受到地形、地质的限制，在地面上找不到合适位置建造地面式厂房，
而地下有良好的地质条件或国防上的要求，将厂房布置在地下山岩中，称为地下式厂房。 ⑶抽水蓄能电站厂房和潮汐电站厂房：
1）抽水蓄能电站厂房：抽水蓄能电站厂房内的机组具有水泵和水轮发电机。 2）潮汐电站厂房：利用海水涨落形成的潮汐能发电的电站称为潮汐电站。 35.当发电机高程低于下游最高尾水位和低于对外交通道路时，应如何处理？（7）
26
答：当下游洪水位较高时，为防止厂房受洪水倒灌，可采用尾水挡墙、防洪堤、防洪门、全封闭厂房、抬高进厂公路及安装间高程，或综合采用以上几种措施加以解决。在可能条件下尽量采用尾水挡墙或防洪堤以保证进厂交通线及厂房不受洪水威胁；对汛期洪水锋高量大、下游水位陡涨陡落的电站，进厂交通线的高程可以低于最高尾水位，但进厂大门在汛期必须采用密封闸门关闭，而同时另设一条高于最高尾水位的人行交通道作为临时出入口。全封闭厂房不设进厂大门，交通线在最高尾水位以上，通过竖井、电梯等运送设备和人员进厂，但运行不方便，中小型电站较少采用。
36.厂区布置包括哪些内容？变压器场布置应考虑哪些因素？地面引水式电站副厂房位置一般可能有哪些方案？它们有什么优缺点？（7）
答：厂区布置的任务是以水电站主厂房为核心，合理安排主厂房、副厂房、变压器场、高压开关站、引水道（可能还有调压室或前池）、尾水道、交通线等的相互位置。
布置变压器场应考虑下列原则：1）主变压器尽可能靠近主厂房，以缩短昂贵的发电机电压母线和减少电能损失。2）要便于运输、安装和检修。3）便于维护、巡视及排除故障。4）土建结构经济合理。
副厂房的位置可以在主厂房的上游侧、下游侧或一端。副厂房布置在主厂房上游侧，运行管理也比较方便，电缆也较短，在结构上与主厂房连成一体，造价较经济。当主厂房上游侧比较开阔、通风采光条件好时可以采用。副厂房布置在下游会影响主厂房通风采光；尾水管加长会增大工程量，且尾水平台一般是有震动的，中控室不宜布置在该处。副厂房布置在主厂房一端时，宜布置在对外交通方便的一端。当机组台数较多时，会使电缆及母线加长。 37.主厂房发电机层地面高程应如何确定？（7）
答：在确定发电机层地面高程时，一般要考虑以下几方面的因素：
⑴当机组选定后，水轮机安装高程至发电机定子壳基础安装高程之间的主轴长度h2和
定子高度h3均为定值，未经厂家同意，不能任意增长或缩短。
⑵水轮机层净空高度必须满足发电机出线的要求。
⑶发电机层地面高程最好高于下游最高洪水位，以便进厂公路（或铁路）在洪水期也能通畅，并使厂房上部结构保持干燥，有利于电气设备的运行和维护。 38.主厂房内吊车轨顶高程是如何确定的？（7）
答：吊车轨顶高程=发电机层地面高程+发电机层楼板至吊车轨顶高度。 发电机层地板至吊车轨顶顶高度=a+Hm+e+h。
考虑主变进安装间检修时，整体吊装至专设的变压器坑内，吊出外罩后吊出铁芯检修，此时，发电机层地面至吊车轨顶高度=0.2m+H变+e+h。 39.水电站的水系统包括哪些方面？（7）
答：水电站的水系统包括供水系统和排水系统。水电站厂房供水系统供给生活用水、消防用水及技术用水。排水系统包括渗漏排水系统和检修排水系统两部分。 40.在立式机组地面厂房尺寸确定中，水轮机层地面高程如何确定？（7）
27
答：水轮机层地面高程=Zs+ρ+δ。式中：Zs——水轮机安装高程，（m）；ρ——金属蜗壳进口断面半径；混凝土蜗壳为进口段在水轮机安装高程以上的高度（m）；δ——蜗壳进口顶部混凝土厚度（m），初步计算可取0.8~1.0m左右，大型机组可达2~3m。 41.在立式机组地面厂房尺寸确定中，主厂房的长度如何确定？（7）
答：主厂房的长度取决于机组台数n，机组间距Lc，边机组段长度L1和L2及安装间长度La。当n、Lc、L1、L2和La确定后，则主厂房的总长度为：L=（n-1）Lc+L1+L2+La。 42. 水电站的油系统中用油有几种？各有什么作用？ （7）
答：水电站上各种机电设备所用的油主要有两种：各种变压器及油开关等电气设备需要用绝缘油；各种轴承润滑及油压操作用油叫透平油。绝缘油的作用是绝缘、散热及灭弧；透平油的作用是润滑、散热及传递能量。 43.厂房设备布置的内容和要求？（7）
答：厂房设备布置工作的主要内容是：（1）确定水轮机、发电机、调速设备、主阀起重设备以及其他、辅助设备在厂房内的合理位置、布置形式和支撑方式；（2）确定主、副厂房的布置方式以及主副厂房的尺寸；（3）确定主厂房内垂直和水平通道的位置和尺寸；（4）提供设备布置的图纸和数据以供设备安装和厂房结构设计使用。
设备布置应满足以下基本要求：（1）必须结合水电站枢纽的地形、地质条件、自然环境和水工建筑物在布置上的特点等，尽量减少土建工程量、使总造价经济合理。（2）设备布置紧凑，位置合理，便于安装、运行、检修和操作管理。尽量减少安装工程量。（3）能满足劳动保护、遥控、防空等特殊要求，以及防火、防淹、防潮等要求。并能适应水电站分期建设和提前发电的需要。（4）应能满足水工结构和建筑的施工方面的要求，力求布置整齐美观。 44.发电机的布置形式有几种，各适用于什么条件？（7）
答：发电机的布置主要有开敞式、埋没式、半岛式三种。开敞式布置时一般适用于容量较小的机组。埋没式布置方式一般适用于大、中型电站。半岛式布置由于厂房内场地狭小，设备拥挤给安装、检修造成不便，故采用不多。
45.水电站中的压缩空气系统有几种？各有什么作用、试举例说明。（7）
答：压缩空气系统可分为高压气和低压气系统。油压装置和高压空气断路器属高压气系统。蝴蝶阀常设空气围带，关阀后向空气围带中充以压缩空气以减少漏水；机组调相运行时有时需向水轮机顶盖下充以压缩空气以压低尾水管中水位，这些气系统属低压气系统。 46.在确定水轮机安装高程时，除根据其吸出高度外，还应考虑哪些因素？（2）
答：对于立轴反击式水轮机，其安装高程是指导叶中心线高程。它是一个控制性标高，把它确定后，才能进行确定厂房上下各种设计高程。在确定水轮机安装高程时，除根据吸出高度外，还应考虑下游水位以及开挖量的影响，以保证选择的安装高程既能保证机组的安全运行，又使电站造价经济合理。
47.水电站尾水闸门的作用是什么？尾水闸门常用的型式有哪些？（7）
答：尾水闸门一般设置在尾水管的出口，当检修水轮机或机组作调相运行时，封闭尾水管出
28
口。尾水闸门常用的有平板闸门和叠梁闸门等。
48.下部块体结构中一般布置哪些设备？其结构尺寸应如何决定？（7）
答：水轮机层以下的块体结构中布置的设备包括水轮机和进水管、主阀、蜗壳、尾水管、尾水闸门等。决定厂房块体结构最小尺寸时，必须考虑厂房的施工、运行及强度，刚度，稳定性等多方面因素。块体结构的平面尺寸，主要取决于蜗壳的平面尺寸和施工条件。 49.对安装间的设计有哪些要求？（7）
答：安装间是厂房对外的主要进出口，通常设在靠河岸对外交通方便的厂房一端。运输车辆都够直接进入，以便利用桥吊装卸设备。安装间又是进行设备安装和检修的场所。它应与主厂房同宽，以便统一装置吊车轨道。安装间面积的大小，取决于安装和检修工作的内容。当机组台数在4~6台以下时，所需面积按装配或解体大修一台机组考虑。较小及较轻的部件可堆置于发电机层地板上，所以安装间面积只按能在桥吊主、副钩工作范围内放置下机组四大件来考虑。安装间内还要安排运输车辆的停车位置。有时还要安排堆放试重块的位置。安装间的基础最好落在基岩上，若基岩埋藏较深，则可利用开挖的空间布置空压机室，油处理空，水泵室等。当机组台数在6台以上时，所需面积按装配或解体大修两台机组考虑。 50．近年来修建的地下式水电站趋向于将主变压器布置于地下，其基本布置方式有哪些？（7）
答：布置方式有两种：一种是将主变压器放置在专门的洞室中，洞室与主厂房平行，由低压母线洞与主厂房连接，缩短母线长度，便于运行管理；另一种是将主变压器置于厂房顶部。 51..防渗、防潮是为了保证地下厂房内设备正常运行和管理维护人员工作的必要条件，减少事故，延长设备寿命。如何进行防渗、防潮？（7）
答：（1）设置周围廊道；（2）设置防潮隔墙；（3）厂房顶拱设置排水措施；（4）加强通风。 52.高压管道为什么要进行抗外压稳定校核？防止失稳的措施有哪些？（4）
答：高压钢管是一种薄壳结构，能承受较大的内水压力，但抵抗外压能力较低。在外压的作用下，管壁易失去稳定，屈曲成波性，过早失去承载能力，因此，在按强度和构造初步确立管壁厚度之后，尚需要进行稳定外压校核。如果不满足抗外压稳定，一般采取搞好排水；加强灌浆；管壁上设加劲环、锁片锚块和增加管壁厚度等措施。 53.设计中为何要进行水锤计算？（5）
答：水锤现象对于水轮机组运行和高压管道都是不利的，进行水锤计算时可以计算出引水系统的最大内水压强，作为设计或校核压力管道、蜗壳和水轮机强度的依据；计算出过水系统的最小内水压强，作为布置压力管道的依据以防在压力管道中产生负压，还可以检验尾水管的真空度。
54.在设计中如何选择桥吊的型号？（7）
答：根据起吊的最重部件的重量来选择桥吊的型号，要求起吊的最大重量大于最重部件的重量，如：某厂房最重要部件为发电机子，重162t，要选用2×100/20型双小车桥吊一台。某厂房最重要部件也为发电机子，重60t，要选用70/20t单小车桥吊一台。
29