浪详电站水轮发电机设计
张拴虎
（天津市天发重型水电设备制造有限公司天津 300400）
摘要浪详电站装有2台水轮发电机组，单机容量为15MW，电站总装机容量为30MW。本文论述了浪详水轮发电机的基本特性、结构设计及通风系统等。
关键词：水轮发电机结构设计通风冷却
1 引言
浪详水电站座落于位于珠江流域柳江水系一级支流龙江的上游（贵州境内称为打狗河）上，电站为引水式，共装机2台，单机容量15000kW。电站在电网中担任基、峰荷运行，也可脱网单独运行。2发电机主要技术数据
型号SF15-28/5500
额定功率/容量15MW/18.75MVA
额定功率因数 0.80(滞后)
额定电压10.5KV
额定电流1030.9A
额定频率50 Hz
额定转速214.3r/min
飞逸转速410r/min
短路比 1.01
额定励磁电压156V
励磁电流855A
额定效率 96.8％
定转子绕组绝
缘等级
F级
铁心绝缘等级 F
转动惯量1000t.m2
推力轴承负荷175t
励磁方式静止可控硅励磁
冷却系统密闭自循环径向端部回
风空气冷却系统
3发电机总体结构
3.1总体布置
发电机为三相凸极同步发电机，机组整体结构采用立轴三导悬式结构。发电机设上、下两导轴承（水轮机设有水导），推力轴承位于转子上面上机架中心体上（见图1），采用空气冷却。发电机主要部件包括：定子、转子、推力轴承、上导轴承和上机架、下导轴承和下机架、空气冷却系统、机械制动及系统、灭火系统等。
采用立轴三导悬式结构的优点是：机组的径向机械稳定性较好，轴承损耗较小，维护检修方便。
图1浪详电站水轮发电机总装图发电机定子机座下端经12个基础板与混凝土基础固定，上端连接上机架。从定子铁心内径可整体吊出发电机下机架及水轮机顶盖。可在不吊出转子、不拆除上机架的条件下，拆卸和挂装磁极，检查定子线圈端部或更换定子线圈。
转子是轴系和通风系统的组成部分。轴系由发电机转子本体、发电机大轴、水轮机大轴及转轮组成。转子支架、磁轭和磁极构成径向通风回路的压力源。
上机架为负荷机架，中心体上部为推力轴承，内部为上导轴承。上机架通过6个支臂与定子机座连接。
下机架内有下导轴承，4个支臂下端通过基础板与混凝土基础固定。支臂兼做制动器的基础。3.2定子
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定子装配由定子机座、定子铁心、定子绕组、端箍、测温装置和绝缘件、固定件等组成。为便于运输，定子分成2瓣，运到工地后组成整圆、叠压铁芯并进行下线。
机座为十二边形,采用钢板焊接结构，机座共有四个环，机座环间采用盒形筋, 既提高了机座的刚度，又可减小机座的径向尺寸。机座最大外径为6.5米。高为1.31米。定子机座具有足够的刚度和强度，它承受上机架传递的推力负荷及转子传递的电磁扭矩，具有适应定子铁心热膨胀并防止铁心翘曲的能力。机座连同铁心及线圈安放在可调整的基础板上。每个基础板与机座下环间设有B25X150的销钉以承受短路切向剪力，并用2个M30螺栓固紧。基础板埋入混凝土机坑内，并可用楔子板调整高度以确保定子正确的垂直和水平位置。基础板可承受发电机定子、上机架及其他附件的全部重量、发电机运行时的短路扭矩以及地震力、半数磁极短路造成的单边磁拉力。
定子铁心采用冷轧无取向高导磁硅钢片冲制的扇形片叠成，冲片两侧有F级绝缘漆，以降低涡流损耗。定子铁心与定位筋之间采用加临时垫片的措施，使定子铁心与定位筋之间保留一定的间隙，以适应铁心的热变形。定子铁心外径为Φ5500mm，内径为Φ4880mm，高为580mm，共计264个槽。在定子铁心高度方向分为13段，通风沟高6mm。定子铁心下端采用小齿压板结构，叠片时分段压紧，采用冷压及加热压紧的工艺，以确保铁心装压质量。通风槽钢由轧制无磁性材料制成，具有减小铁损和提高机械性能的作用。铁心两端采用无磁性高强度合金钢压指，以减小因端部磁场引起的附加损耗而导致的端部发热。
定子绕组为框型叠绕组，4路并联，每线圈导线为6X（2.36X5）双玻璃丝包扁线组成。线圈的绝缘等级为F级，定子绕组的线圈之间、线圈与铜环引线之间接头均采用银铜焊。线圈的直线部分采用适形固化绝缘材料固定，槽口槽楔固紧。测温装置中的感温元件采用铂热电阻元件，用来监测定子线圈、定子铁心的温度。
3.3 转子
转子由转子支架、磁轭及磁极等组成。发电机全部转动零部件经过严格计算，能安全地承受最大飞逸转速5min而不产生任何变形。发电机转子采用一根轴结构，下端通过法兰与水轮机轴连接。
转子装配平剖视图2所示。
转子支架与转轴采用整体焊接结构,转子支架由上下圆盘、立筋等焊接而成浪详电站转子支架的上下圆盘间共有7个立筋，转子支架与主轴焊为一体后传递扭矩。圆盘式转子支架具有刚度大，传递转矩大及通风损耗小等优点。
转轴由20SiMn锻钢经精加工而成, 转轴全长5.57米,与水轮机轴联接法兰外径为φ0.9米。并在φ0.72米园周上分布有8个φ90毫米的通孔.通过螺栓与水轮机轴法兰连接。
磁轭由低合金高强度结构钢板经冲制成冲片，在工地叠压成整体。为提高磁轭的整体性并使拉紧螺杆受力均匀，采用三层冲片作为一个基本层，按2,1,2锯齿双返回叠片，并按八层作为一个基本循环的叠片方法，叠片后在磁轭部分形成发电机通风冷却系统所需要的风道。磁轭采用高强度拉紧螺杆固紧成一体，与转子支架采用T型键联接而形成浮动磁轭结构，这样就使得取消磁轭定位销钉、予装螺杆、拉刀和热打键成为现实，从而大大缩短安装周期。在发电机转子磁轭的下部，装有可拆卸的制动环，可在不拆磁轭以及不吊转子的情况下进行修理或更换。
磁极铁心由 1.5mm冷轧钢板冲制成的磁极冲片叠压而成，两端为锻钢加工的磁极压板，通过拉杆压紧。磁极线圈用5X48的铜排扁绕而成，有效匝数为35匝，匝间用0.11毫米厚的环氧玻璃坯布以环氧树脂粘合的F级绝缘热压成型。磁极托板为9毫米厚的玻璃布板。转子引线为6X43铜母线。极身绝缘采用U形结构，热压在线圈上。磁极装有交直轴阻尼绕组。磁级采用3个T尾与磁轭固定。
图2 转子装配平剖视图
3.4 推力轴承
推力轴承安装在上机架上，它由旋转部分、支
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撑部分和冷却部分组成，见图3。
旋转部分由镜板、推力头和连接件组成。推力头的材质为铸钢，它与发电机大轴用卡键和轴向键联在一起。轴向键用以克服轴承的摩擦力矩，卡键用来传递轴承的轴向负荷。镜板材质为高强度锻钢，为精密加工件，镜板与推力头通过螺栓把合在一起。
支撑部分由推力塑料瓦、托盘、支柱螺钉和推力轴承座组成，承担机组全部轴向负荷。推力轴承座用来安装支柱螺钉和推力塑料瓦，固定在上机架上。
冷却部分由冷却器、油槽、挡油管等组成。油槽和挡油管构成储油箱，它储存推力轴承运行时所需的润滑油。机组运行时推力轴承产生的损耗借助于油冷却器的热交换，由冷却水带走。
推力轴承油槽上方设有接触式密封盖，以防油雾扩散。
图3 推力轴承结构图
推力轴承瓦采用弹性金属塑料瓦。弹性金属塑料瓦在我国水电机组上应用至今已有10余年，在大中型水轮发电机组中得到了广泛的应用。采用塑料瓦具有以下诸多特点：
（1）自润滑性能好，摩擦系数是巴氏合金瓦的十几分之一，只要少量的润滑油就能保证正常运行。同时，降低了摩擦损耗，提高了发电机的效率。
（2）由于摩擦损耗小，使机组瓦温降低。正常瓦温比同工况下的钨金瓦可降低20K。
（3）油冷却器短时间断水情况下，轴承了仍可安全运行，提高了机组运行的可靠性。
（4）瓦面在厂内精加工，在工地不需研刮。
（5）不需要设立高压油顶起装置，简化了运行维护。
（6）对机组“冷态”、“热态” 启动不受限制。
（7）采用塑料瓦后，允许降低制动转速，有利于减小制动瓦的磨损和制动环的发热。在其他事故状态下，可进行惰性停机。
综上所述，塑料瓦由于瓦面具有自动调节油膜压力分布，降低了油膜压力峰值，因而瓦面相对镜板的变形很小，承载能力得到很大的提高。
采用塑料瓦后，推力轴承运行的可靠性，灵活性都有很大的提高。安装、维护、检修也比钨金瓦简便，基本上消除了烧瓦事故的发生。
3.5 导轴承
浪详发电机设置两个导轴承，上、下导轴承分别安装在上下机架内。两者结构类似，均为内部自循环分块瓦自调式结构。上、下导轴承均有8块在内表面铸有轴承合金的扇形轴瓦。为防止轴电流，在轴承座圈内表面设绝缘层。导瓦支撑采用球面支柱结构。球面支柱由经热处理的合金结构钢制成，球面支柱支撑在导瓦背后，可使导瓦灵活转动。用不锈钢薄垫片调整导瓦与滑转子间隙，使之调整好后保持不变。上下导轴承的油冷却器分别是放置在上下导油槽内。
3.6上下机架
上机架为负荷机架。采用中心体带辐射形支臂的钢板焊接结构，由中心体与6个工字形截面支臂组成。为方便运输，中心体与支臂通过合缝板用高强度合金钢螺栓组合成一体，支臂与中心体在工地组合。
下机架采用钢板焊接组合式结构，由中心体与4个辐射工字型载面支臂焊接成一整体。下机架兼作制动器基础。
3.7其它结构
发电机采用机械制动系统，4个Φ200气压复位制动器位于下机架支臂上，兼作液压顶起装置，制动器设有吸尘装置。发电机中设有感烟型探测器和感温型探测器。灭火装置为水喷雾灭火系统。上、下喷雾环管布置在定子线圈附近，水喷雾头采用不锈钢材料。集电环与刷杆座设置在发电机上机架上方，滑环由抗磨性强的钢板制成。
4通风冷却系统
采用单路、径向、无风扇、定子端部回风的密闭自循环通风系统。
发电机上机架上方及下机架下方分别设置密封盖板，上机架与定子之间的风罩内，以及转子磁轭与下机架之间设置挡风板。发电机转子上方带有旋
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转挡风板、定子机座外圆上均匀布置6个空气冷却器。电机内部的空气在由转子支架、磁轭、磁极等部件旋转而形成的压力作用下，通过气隙、定子铁心定子线圈的上下两端后经过空气冷却器，再经定子机座上方返回到转子支架，形成循环回路，见图4。
6个空气冷却器布置在定子机座外部，以并联方式连接在两个供排水环管上。为加强装运效果，减小堵塞，冷却器采取提高水压措施，并按反冲洗结构设计。冷却器的容量系按一个冷却器故障退出后、发电机仍能安全满发来选择。为减少漏风量，对旋转部分与静止部分的相邻处进行特殊设计，使其保持最小间隙，使漏风量最小。
图4 通风循环系统
5设计经验总结
通过对浪详发电机的设计，得出以下经验：
（1）采用转子支架与主轴焊为一体并同时加工的技术，省掉转子支架在工地与主轴热套的工序，发电机转子支架切向刚度大大加强，由于转子支架与轴同轴度好，可保证机组在额定和飞逸工况转子无偏心。
（2）另外采用单路、径向、无风扇、定子端部回风的密闭自循环通风系统。此通风方式可以保证通风回路流畅，减少风损，提高效率；定转子轴向温度均匀；消除油雾和制动粉尘对发电机定、转子的污染；维护方便，运行可靠。
参考文献
[1] 陈世坤主编. 电机设计.北京：机械工业出版社，
1982.
[2] 白延年主编.水轮发电机设计与计算.北京：机械工业
出版社，1990.
作者简介
张拴虎 男，1969年生，1994年7月毕业于沈阳工业大学电机专业，现从事水轮发电机设计工作，工程师。
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水轮机的选型设计 水轮机选型时水电站设计的一项重要任务。水轮机的型式与参数的选择是否合理，对于水电站的功能经济指标及运行稳定性，可靠性都有重要影响。 水轮机选型过程中，一般是根据水电站的开发方式，功能参数，水工建筑物的布置等，并考虑国内外已生产的水轮机的参数及制造厂的生产水平，拟选若干个方案进行技术经济的综合比较，最终确定水轮机的最佳型式与参数。 一：水轮机选型的内容，要求和所需资料 1：水轮机选择的内容 （1）确定单机容量及机组台数。 （2）确定机型和装置型式。 （3）确定水轮机的功率，转轮直径，同步转速，吸出高度及安装高程，轴向水推力，飞逸转速等参数。对于冲击式水轮机，还包括确定射流直径与喷嘴数等。（4）绘制水轮机的运转综合特性曲线。 （5）估算水轮机的外形尺寸，重量及价格。 wertyp9 ed\结合水轮机在结构、材质、运行等方面的要求，向制造厂提出制造任务书。 2.水轮机选择的基本要求 水轮机选择必须要考虑水电站的特点，包括水能、水文地质、工程地质以及电力系统构成、枢纽布置等方面对水轮机的要求。在几个可能的方案中详细地进行以下几方面比较，从中选择出技术经济综合指标最优的方案。 （1）保证在设计水头下水轮机能发生额定出力，在低于设计水头时机组的受阻容量尽可能小。 （2）根据水电站水头的变化，及电站的运行方式，选择适合的水轮机型式及参数，使电站运行中平均效率尽可能高。 （3）水轮机性能及结构要能够适应电站水质的要求，运行稳定、灵活、可靠，有良好的抗空化性能。在多泥沙河流上的电站，水轮机的参数及过流部件的材质要保证水轮机具有良好的抗磨损，抗空蚀性能。 （4）机组的结构先进、合理，易损部件应能互换并易于更换，便于操作及安装维护。 （5）机组制造供货应落实，提出的技术要求要符合制造厂的设计、试验与制造水平。 （6）机组的最大部件及最重要部件要考虑运输方式及运输可行性。 3.水轮机选型所需要的原始技术材料 水轮机的型式与参数的选择是否合理、是否与水电站建成后的实际情况相吻合，在很大程度上取决于对原始资料的调查、汇集和校核。根据初步设计的深度和广度的要求，通常应具备下述的基本技术资料： （1）枢纽资料：包括河流的水能总体规划，流域的水文地质，水能开发方式，水库的调节性能，水利枢纽布置，电站类型及厂房条件，上下游综合利用的要求，工程的施工方式和规划等情况。还应包括严格分析与核准的水能基本参数，诸如电站的最大水头Hmax、最小水头Hmin,加权平均水头Ha，设计水头Hr，各种特征流量Qmin、Qmax、Qa,典型年（设计水平年，丰水年，枯水年）的水头、流量过程。此外还应有电站的总装机容量，保证出力以及水电站下游水位流量关系曲线。 （2）电力系统资料：包括电力系统负荷组成，设计水平年负荷图，典型日负荷
重庆城口巴山水电站水轮发电机设计 发表时间：2017-12-04T15:12:43.730Z 来源：《基层建设》2017年第25期作者：邹振江程烈蓉 [导读] 摘要：本文介绍了70MW水轮发电机设计的主要特点和一些新技术的运用。 重庆水轮机厂有限责任公司重庆 400054 摘要：本文介绍了70MW水轮发电机设计的主要特点和一些新技术的运用。 关键词：水轮发电机；主要参数；结构设计 1 引言 巴山水电站位于重庆市最北端的城口县境内的任何干流上。通过引水隧洞压力钢管从水库引水至电站厂房。电站正常蓄水位680m，相应库容29254万m3。装设2台70MW立轴式水轮发电机组，总装机容量140MW。 2 发电机基本参数 型号 SF70-18/5700 额定容量 82.353MVA 额定功率 70MW 额定电压 10.5KV 额定电流 4528.2A 额定功率因素 0.85（滞后） 额定频率 50Hz 额定转速 333.3r/min 飞逸转速 651.4r/min 额定励磁电流 881A 额定励磁电压 353V 相数 3 定子绕组接法 2Y 绝缘等级 F 励磁方式静止可控硅励磁冷却方式密闭循环空气冷却 旋转方向俯视顺时针 3 发电机主要技术参数 推力轴承负荷 4050KN 额定运行时定子基础承受的扭矩 2409KN.m 突然短路时定子基础承受的扭矩 10520KN.m 制动时下机架传给基础的扭矩 186.16KN.m 定子基础荷重 5600KN 顶转子时下机架基础荷重 1800KN 冷却水压 0.4MPa 冷却水量 290m3/h 冷却水最高进水温度28℃轴承总用油量 6.5m3 轴承润滑油牌号 L-TSA46 制动器气压 0.5～0.8MPa 制动时间 2min 制动时耗气量 6 L/s 制动器顶转子油压 9MPa 飞轮力矩≥17000KN.m2 4 发电机主要结构 本发电机为立轴悬式、密闭循环空气冷却、轴流式风扇、双面进风结构。主要由定子、转子、上机架、下机架、通风冷却系统、水灭火系统、制动系统等主要部件组成。 4.1 定子 因受运输条件的限制，定子机座分两瓣，设有合缝板，在工厂按整圆制作。机座分瓣运至工地后，用专门的连接板将机座组成整圆，然后进行搭焊鸽尾筋、叠片和下线，使定子铁芯的整体性得到保证。定子机座通过有限元力学分析，具有足够的刚度和强度，不但能承受磁拉力和扭矩，而且能保证铁芯和绕组组装后的整体吊装不会产生变形。 定子冲片由优质冷轧硅钢片冲制而成，低损耗、无时效。冲片去毛刺后，两面涂漆厚度均匀。叠片通过鸽尾筋固定在定子机座上。为了消除铁芯膨胀引起的变形对机座的影响，采用了双鸽尾筋结构，鸽尾筋与铁芯之间留有间隙。铁芯压紧采用穿心螺杆并加装蝶形弹簧，以防机组长期运行后出现松动。压紧时采用液压拉伸工具施压，使叠压力达到1.5MPa以上，为了调节铁芯内外圆的高度差，本机采用了补偿片结构，设计时给出了宽度为90、170和270mm的共3种调整片，在定子叠片时对其内外径的高度差进行调整。 考虑机座受热后的自由膨胀，定子机座和定子基础板采用径向销定位。为了减少定子铁芯端部漏磁引起的发热问题，定子齿压片和端箍为非磁性材料。定子铁芯分段中的通风槽钢也采用非磁性材料制造。 定子绕组为双层条形波绕组。采用热模压工艺成型，直线及端部进行了防晕处理，具有良好的电气性能，其接头和连接线均采用银铜焊工艺，接触电阻小，可减少接头发热。定子绕组为Y形连接，分2支路，F级绝缘。 4.2 转子 转子由磁极、磁轭、转子支架、上下轴流式风扇、主轴和极间撑抉以及各种连接线和线夹等组成。 磁极铁芯由1.5mm厚薄钢板叠压而成，每个磁极设有3个T尾来承受磁极在飞逸状态下的离心力。极靴上装设有纵横阻尼绕组，使 Xq/Xd”接近于1。阻尼条与阻尼环之间采用银铜焊。各阻尼环之间采用多层磷青铜皮制成“Ω”型柔性连接，并用材料为35CrMo的拉杆将其固定于磁轭上。磁极线圈采用扁铜带绕制而成，层间和极身绝缘均为F级绝缘材料。极身和上下托板与磁极线圈采用整体压制，提高绝缘性能及装配质量。每个磁极通过T尾用6副斜楔固定在磁轭上。 磁轭结构由于受运输条件的限制，采用叠片式结构，通过转子支架与主轴连接。磁轭扇形片采用5mm厚高强度薄钢板经激光切割加工而成。每片3极，全圆由6片拼成。磁轭轴向长度上分为7段，段间设有30mm高通风沟。磁轭叠片方式为每层错一个极距叠片，并形成”＞”字形。两端各l00mm高为每层一片一叠，中间部分每层两片一叠，这样既保证了磁轭的整体刚度，又有利于减小片间通风间隙的风阻，增加铁芯段的风量，以利于发电机的通风冷却，整个磁轭用9副磁轭键固定在转子支架上。 发电机主轴用20SiMn低台金锻钢制造，下端带有法兰，与水轮机轴法兰用精配螺栓连接。为了保证上导、下导和水导轴承位在运行时的同轴度要求，三档轴承位采用与水机轴一次装夹同车的加工方式。 本机设计时在保证机组转动惯量的前提下，对阻尼环在磁极压板上的固定位置作了调整，减短了磁轭的轴向长度，使磁轭扇形片的用
水电站复习思考题（1） 复习思考题（水轮机部分）（一） 1.水电站的功能是什么，有哪些主要类型？ 2.水电站的装机容量如何计算？ 3.水电站的主要参数有哪些（H、Q、N、N装、P设、N保），说明它们的含义？ 4.我国水能资源的特点是什么？ 5.水力发电有什么优越性？ 复习思考题（水轮机部分）（二） 1.水轮机是如何分为两大类的？组成反击式水轮机的四大部件 是什么？ 水轮机根据转轮内的水流运动和转轮转换水能形式的不同可分为反击式和冲击式水轮机两大类。 组成反击式水轮机的四大部件是：引水部件、导水部件、工作部件、泄水部件 2.反击式和冲击式水轮机各是如何调节流量的？ 反击式水轮机：水流在转轮空间曲面形叶片的约束下，连续不断地改变流速的大小和方向。 冲击式水轮机：轮叶的约束下发生流速的大小和方向的改变，将其大部分的动能传递给轮叶，驱动转轮旋转。
3.什么是同步转速，同步转速与发电机的磁极对数有什么关系？尾水管的作用是什么？ 同步转速：电机转子转速与定子的旋转磁场转速相同(同步)。同步转速与发电机的磁极对数无关。 尾水管的作用：①将通过水轮机的水流泄向下游；②转轮装置在下游水位之上时，能利用转轮出口与下游水位之间的势能H2；③回收利用转轮出口的大部分动能 4.水轮机的型号如何规定？效率怎样计算？ 根据我国“水轮机型号编制规则”规定，水轮机的型号由三部分组成，每一部分用短横线“—”隔开。第一部分由汉语拼音字母与阿拉伯数字组成，其中拼音字母表示水轮机型式。第二部分由两个汉语拼音字母组成，分别表示水轮机主轴布置形式和引水室的特征；第三部分为水轮机转轮的标称直径以及其它必要的数据。 水轮机的效率：水轮机出力（输出功率）与水流出力（输入功率）之比。?=P/Pw 5.什么是比转速？ n s 表示当工作水头H=1m、发出功率N=1kw时，水轮机所具有的转速n称为水轮机的比转速。
目录 前言 (1) 第1 章概述 (2) 第2 章液压缸的设计 (3) 第2.1 节工况分析 (3) 第2.2 节液压缸主要几何尺寸的计算 (5) 第2.3 节液压缸结构参数的计算 (6) 第2.4节液压缸主要零件的结构、材料及技术要求 (11) 第3章液压系统图的拟订和工作原理的确定 (13) 第3.2节制定基本方案 (13) 第3.2节绘制液压系统图 (14) 第3.3节系统工作原理的确定 第4章液压元件的选择 (17) 第4.1节液压泵的选择 (17) 第4.2节电动机的选择 (18) 第4.3节其他元件的选择 (18) 第5章液压系统的性能验算 (22) 第5.1节管路系统压力损失的验算 (22) 第5.2节液压系统的发热与温升计算 (24) 第5.3节油箱的尺寸设计 (26) 第6章液压装置的设计 (27) 第6.1节液压装置总体布局 (28)
第6.2节液压阀的配置形式 (28) 第6.3节集成块设计 (29) 第7章液压系统安装及调试 (27) 第7.1节液压系统安装 (29) 第7.2节调试前准备工作 (29) 第7.3节调试运行 (29) 第7.4节液压系统的用液及对污染的控制 (30) 第7.5节调试运行中应注意的问题 (29) 第8章液压系统的维护及注意事项 (27) 参考文献 (27) 总结 (28) 致谢 (29) 前言 毕业设计和毕业论文是本科生培养方案中的重要环节。学生通过毕业论文，综合性地运用几年内所学知识去分析、解决一个问题，在作毕业论文的过程中，所学知识得到疏理和运用，它既是一次检阅，又是一次锻炼。通过这次检验，不但可以提高学生的综合训练设计能力、科研能力（包括实际动手能力、查阅文献能力，撰写论文能力）、还是一次十分难得的提高创新能力的机会，并从下个方面得到训练： （1）学会进行方案的比较和可行性的论证； （2）了解设计的一般步骤； （3）正确使用各种工具书和查阅各种资料； （4）培养发现和解决实际问题的能力。 利用所学的液压方面的知识，我选择这个课题为我的毕业设计，进行大胆的 尝试。设计中主要以课本和各种参考资料作为依据，从简单入手，循序渐进，逐 步掌握设计的一般方法，把所学的知识形成一个整体，以适应以后的工作需要。 当然，初次设计，知识有限，经验不足，一些问题考虑不周，也可能存在有某些
; 小型水电站设计2×15MW的水力发电机组
目录 一选题背景 (3) 原始资料 (3) 设计任务 (3) 二电气主接线设计 (3) 对原始资料的分析计算 (3) 电气主接线设计依据 (4) 主接线设计的一般步骤 (4) 技术经济比较 (4) 发电机电侧电压（主）接线方案 (4) 主接线方案拟定 (4) 三变压器的选择 (7) 3. 1主变压器的选择 (7) 相数的选择 (7) 绕组数量和连接方式的选择 (7) 厂用变压器的选择 (8) 四．短路电流的计算 (9) 电路简化图8： (9) 计算各元件的标么值 (10) 短路电流计算 (11) d1点短路电流计算 (11) d2点短路 (13) 五电气设备选择及校验 (15) 电气设备选择的一般规定 (15) 按正常工作条件选择 (15) 按短路条件校验 (16) 导体、电缆的选择和校验 (16) 断路器和隔离开关的选择和校验 (17) 限流电抗器的选择和校验 (17)
电流、电压互感器的选择和校验 (18) 避雷器的选择和校验 (18) 避雷器的选择 (18) 本水电站接地网的布置 (19) 六.设计体会 (19) 附录 (20) 参考文献 (22)
一选题背景 原始资料 （1）、待设计发电厂为水力发电厂；发电厂一次设计并建成，计划安装2×15MW的水力发电机组，利用小时数4000小时／年； （2）、待设计发电厂接入系统电压等级为110kV，距系统110kV发电厂45km；出线回路数为4回； （3）、电力系统的总装机容量为600MVA、归算后的电抗标幺值为，基准容量Sj＝100MVA; （4）、低压负荷：厂用负荷（厂用电率）%； （5）、高压负荷：110kV电压级，出线4回, Ⅲ级负荷，最大输送容量60MW，cosφ＝； （6）、环境条件：海拔＜1000m；本地区污秽等级2级；地震裂度＜7级；最高气温36℃；最低温度－℃；年平均温度18℃；最热月平均地下温度20℃；年平均雷电日T＝56日／年；其他条件不限。 设计任务 （1）、根据对原始资料的分析和本变电所的性质及其在电力系统中的地位，拟定本水电站的电气主接线方案。经过技术经济比较，确定推荐方案。 （2）、选择变压器台数、容量及型式。 （3）、进行短路电流计算。 （4）、导体和电气主设备（各电压等级断路器、隔离开关、母线、电流互感器、电压互感器、电抗器（如有必要则选）、避雷器）的选择和校验。 （5）、厂用电接线设计。 （6）、绘制电气主接线图。 二电气主接线设计 对原始资料的分析计算 为使发电厂的变压器主接线的选择准确，我们原始资料对分析计算如下； 根据原始资料中的最大有功及功率因数，算出最大无功，可得出以下数据
水轮发电机技术规X 1. X围 本规X适用于符合下列条件之一的水轮发电机组的安装及验收： a. 单机容量为15MW及以上； b. 其水轮机为混流式、冲击式时，转轮名义直径2.0m及以上。 c. 其水轮机为轴流式、斜流式、贯流式时，转轮名义直径3.0m及以上。 单机容量小于15MW的水轮发电机组和水轮机转轮的名义尺寸小于b、c项尺寸的机组可参照执行。 2. 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。以使用下列标准的最新版本为准。 GB/T10969-1996 水轮机通流部件技术条件 GB3323-87 钢熔化焊对接接头射线照相及质量分级 GB11345-89 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级 GB/T9652.1-1997 水轮机调速器与油压装置技术条件 GB/T9652.2-1997 水轮机调速器与油压装置试验验收规程 GB11120-89 L-TSA汽轮机油 GB/T7894- 水轮发电机基本技术条件 GB50150-91 电气装置安装工程施工及验收规X GB311.2~6-83 高电压试验技术 IEC-308-1970 水轮机调速系统试验的国际规X IEC-61362-1998 水轮机控制系统规X导则 /T4709-92 钢制压力容器焊接规程 8439-1996 高压电机使用于高海拔地区的防电晕技术要求 /T8660-1997 水电机组包装、运输和保管规X DL5017-93 压力钢管制造安装及验收规X DL507-93 水轮发电机组起动试验规程 DL/T596-1996 电力设备预防性试验规程 DL5011-92 电力建设施工及验收技术规X汽轮机机组篇
一、水轮机选型计算的依据及其基本要求.....................................................................1 1 水轮机选型时需由水电勘测设计院提供下列原始数据.................................1 2 水轮机选型计算应满足下述基本要求......................................................1 二、反击式水轮机基本参数的选择计算..................................................................1 1 根据最大水头及水头变化范围初步选定水轮机的型号.................................1 2 按已选定的水轮机型号的主要综合特性曲线来计算转轮参数.................................1 3 效率修正..........................................................................................4 4 检查所选水轮机工作范围的合理性.........................................................4 5 飞逸转速计算....................................................................................5 6 轴向推力计算....................................................................................5 三、水斗式水轮机基本参数的选择计算......................................................10 1 水轮机流量.......................................................................................10 2 射流直径d 0.......................................................................................10 3 确定D1/d 0.......................................................................................10 4 水轮机转速n ....................................................................................10 5 功率与效率................................................................................................11 6 飞逸转速..........................................................................................12 7 水轮机的水平中心线至尾水位距离A ......................................................12 8 喷嘴数Z 0的确定....................................................................................12 9 水斗数目Z1的确定.................................................................................12 10 水斗和喷嘴的尺寸与射流直径的关系...................................................13 11 引水管、导水肘管及其曲率半径.........................................................13 12 转轮室的尺寸..............................................................................14 A 水机流量..........................................................................................17 B 射流直径.............................................................................................17 C 水斗宽度的选择..........................................................................................17 D D/B 的选择.............................................................................................17 E 水轮机转速的选择.......................................................................................17 F 单位流量的计算..........................................................................................17 G 水轮机效率................................................................................................18 H 飞逸转速................................................................................................18 I 转轮重量的计算..........................................................................................18 四、调速器的选择.............................................................................................20 1 反击式水轮机的调速功计算公式.....................................................................20 2 冲击式水轮机的调速功计算公式.....................................................................20 五、阀门型号、大小的选择.................................................................................21 1 球阀的选择................................................................................................21 2 蝴蝶阀的选择 (22) 目 录
第11章水能计算及水电站主要参数选择 46．什么是水能计算，它的目的和任务是什么？ 水能开发的主要方式是水力发电。水电是一种清洁的能源。 我国水能资源十分丰富，水能资源理论蕴藏量为6.8亿千瓦，可开发水能资源为3.8亿千瓦，居世界第1位。但目前我国水能资源开发利用程度还比较低，水能资源总开发利用率不足20%。从全国看，我国待开发的水能资源主要集中在西南和西北地区，同时小水电的开发也具有广阔的前景。 水电站的装机容量、出力和发电量等是水电站重要的指标。有关水电站出力、发电量和其他参数的计算称为水能计算。 在规划设计阶段，进行水能计算的目的主要是选择和水电站及其水库有关的参数，如水电站装机容量、正常蓄水位、死水位等。 在运行阶段，水电站的规模已经确定，进行水能计算的目的主要是为了确定水电站在电力系统中最有利的运行方案。 47．什么是电力系统，什么是电力系统负荷图？ 在一个区域中，将各种发电站用输电线路联系起来统一向用电户供电称为电力系统。 电力系统的容量和发电量应满足国民经济各个部门的需要。电力系统的负荷是随时变化的。目前，电力还不能大规模地储存，故系统中各种电站的发电出力需按照负荷的变化而变化。电力系统负荷图即为反映电力系统负荷随时间变化的图线。 （1）电力系统日负荷图 文字教材中的图11.14为电力系统日负荷图及电能累计曲线。该图左边为日负荷图，其纵轴表示电力负荷（单位为万千瓦或者兆瓦），横轴表示时间（单位为小时）。电力系统日负荷图表示在一天之内负荷随时间变化的情况。按照负荷变化的情形，日负荷图可分为峰荷、腰荷、基荷三个区（如文字教材图11.13所示）。图11.14的右边为日电能累计曲线，它表示电力负荷与其相应的日电能的关系。不同负荷在日负荷图中对应的面积即为日电能，在图中以横坐标表示。
水轮机 水轮机+ 发电机：水轮发电机组 功能：发电 水泵+ 电动机：水泵抽水机组 功能：输水 水泵+ 水轮机：抽水蓄能机组。 功能：抽水蓄能 水轮发电机组：水轮机是将水能转变为旋转机械能，从而带动发电机发出电能的一种机械，是水电站动力设备之一。 第一节水轮机的工作参数 水轮发电机组装置原理图 定义：反映水轮机工作状况特性值的一些参数，称水轮机的基本参数。 由水能出力公式：N=9.81ηQH可知，基本参数：工作水头H(m)、流量Q(m3/s)、出力N(kw)、效率η，工作力矩M、机组转速n。 一、水头(head)：作用于水轮机的单位水体所具有的能量，或单位重量的水体所具有的势能，更简单的说就是上下游的水位差，也叫落差。142米 1. 毛水头(nominal productive head) H M=E U-E D=Z U - Z D 2. 反击式水轮机的工作水头
毛水头 - 水头损失=净水头 H G =E A - E B =H M - h I -A 3. 冲击式水轮机的水头 H G =Z U - Z Z - h I-A 其中Z U 和Z Z 分别为上游和水轮机喷嘴处的水位。 4. 特征水头(characteristic head) 表示水轮机的运行范围和运行工况的几个典型水头。 最大工作水头： H max =Z 正-Z 下min -h I-A 最小工作水头： H min =Z 死-Z 下max -h I-A 设计水头(计算水头) H r ：水轮机发额定出力时的最小水头。 平均水头： H av =Z 上av -Z 下av 二、流量(m 3/s)(flow quantity)：单位时间内通过水轮机的水量Q 。单机12.2m 3/s Q 随H 、N 的变化：H 、N 一定时， Q 也一定； 当H =H r 、N =N 额时，Q 为最大。 在H r 、n r 、N r 运行时，所需流量Q 最大，称为设计流量Q r 三、出力 (output and)：水轮机主轴输出的机械效率。N(KW)： 指水轮机轴传给发电机轴的功率。 水轮机的输入功率 (水流传给水轮机的能量),即水流效率，与a.作用于水轮机的有效水头；b.单位时间通过水轮机的水量，即流量Q ；c.水体容重γ成正比。其公式为：QH QH N w 8.9==γ γ指水体容重（即单位容积水所具有的重力，比重）： 水的比重=1000kg/m 3、G=9.8N/Kg γ=9800N/m 3 )(8.9)/(9800)/(9800)()/()/(33kw QH s J QH s m N QH m H s m Q m N N w ==?=??=γ 水轮机的输出功率：ηηQH N N w 8.9== 四、效率(efficiency )：输入水轮机的水能与水轮机主轴输出的机械能之比，又叫水轮机的机械效率、能量转换效率。η
题目：《无调节水电站装机容量的选择》 第一章设计水电站的开发任务及设计要求 (1) 1.1 自然条件 (1) 1.1.1 流域概况 (1) 1.1.2 水文气象条件 (1) 1.2 工程地质 (1) 1.3 设计要求 (1) 第二章基本资料及数据 (2) 2.1基本资料和数据 (2) 2.1.1电力系统负荷资料及有火电站的资料： (2) 2.2某径流式水电站的基本情况 (3) 2.3电力系统有关经济资料 (3) 第三章径流调节与水能计算 (4) 3.1 月平均出力及发电量的计算 (4) 3.2 保证出力的计算 (6) 第四章保证出力的确定 (8) 4.1 海森格纸的绘制 (8) 4.2 绘制经验频率曲线 (10) 4.3 绘制P-Ⅲ曲线 (11) 4.4 统计参数对理论频率曲线形状的影响 (12) 4.5 相关分析 (13) 第五章装机容量选择 (14) 5.1 最大工作容量的确定 (14) 5.1.1 水电站的最大工作容量 (14) 5.1.2 火电站的最大工作容量 (14) 5.2 备用容量与重复容量的选择 (14) 5.2.1 备用容量 (14) 5.2.2 重复容量 (15) 第六章电力电能平衡分析 (17) 6.1 电力电量的平衡分析： (17) 6.2 电力电能平衡图的绘制 (18) 第七章水电站多年平均年发电量 (20)
第一章设计水电站的开发任务及设计要求 1.1 自然条件 1.1.1 流域概况 该水电站位于河流中，河流全长较长，流域面积较大。流域面积内气候温和湿润，山脉多呈东西走向，地势东、西、北高，中南部低，海拨高程不高，属于深切割中山地貌。 该河道属峡谷型河道，弯曲多，坡度大。控制流域面积大，总库容可到12.52亿立方米，为无调节水电站。 该水电站为无调节水电站，河流较长，流域面积大，年最大负荷可达到90万kW，因此可以建设水电站充分利用水资源发电，也同时可用于农业灌溉等方面，建设水电站可以提高整个地区的综合效益。 1.1.2 水文气象条件 该流域属于亚热带暖湿季风区。受山脉影响，流域内气候温和湿润。根据气象站资料统计，多年平均气温15.6℃，气温随地面高程变化较大。流域内雨量较多，多年平均降雨量可达1524.0mm。每年3月到7月为雨季，降雨量占年降雨量的绝大部分。 1.2 工程地质 水电站所在的库区内地形切割强烈，地形较陡，库岸山体雄厚，山坡布局岩体完整性差，抗风化能力弱。 两岸山体雄厚，地层走向与河流走向夹角较大，同时岩石透水性较差，渗漏量较小。水库库岸即为现在河谷两岸山体，稳定性较好，局部地段会发生坍岸，但规模小，对工程施工、运行及环境地质影响较小。 水电站的建设是为了充分利用我国的水能资源。要注意以下几点： （1）要符合当地的地形地质条件，水文条件，考虑具体的经济条件。 （2）考虑建设水电站的经济性和可行性。 （3）建设的水电站主要任务是发电，同时考虑其他的效益，达到水电站的综合效益最大。 （4）水电站的效益计算必须与电力系统负荷预测、电源规划、电力平衡等工作联系起来，根据电力系统拟建水电站的原则，比较电力系统整体效果的变化，对水电站效益进行经济评价。 1.3 设计要求 毕业设计是本科四年中的一个重要环节。毕业设计虽然不能涵盖这四年中的全部学科内容，但是是对某一类课程的系统总结，是综合检验学习成果和应用能力的手段。在设计中，要深入理解相关知识，总结相关学科内容，关注设计的每一个环节对整个设计的影响。 《某水电站水库水文水能规划设计》的设计要求如下： 1)熟悉已知资料，查找相关规范，复习所学课程。 2)熟练掌握Excel的操作，学以致用。 3)掌握无调节保证出力的计算，熟练掌握有关公式及参数。 4)掌握无调节水电站保证电能的计算。 5)掌握无调节水电站最大工作容量的选择，了解火电站最大装机容量的选择，并根据实际情况及规范 选择备用容量及重复容量。
0000101AZ 水轮机安装说明书1/16 目录 1、安装前的准备工作 (2) 2、安装前厂房建筑应具备的主要条件 (2) 3、部件组装 (3) 3.1 尾水管组装 (3) 3.2 座环组装 (4) 3.3 转轮室预装 (4) 3.4 导水机构组装 (5) 3.5 转轮解体组装 (6) 3.6 预装主轴轴承 (7) 3.7 检测受油器 (7) 4、水轮机安装 (7) 4.1 安装尾水管 (7) 4.2 安装座环（整体吊装方案） (8) 4.3 安装座环（土办法安装） (9) 4.4 安装流道盖板基础 (13) 4.5 安装接力器 (13) 4.6 安装导水机构 (13) 4.7 安装主轴－轴承 (14) 4.8 安装转轮室下半部分 (15) 4.9 安装转轮 (15) 4.10 安装主轴密封和组合轴承密封 (15) 4.11 安装受油器 (15) 4.12 安装油、水、气管路及仪表管路 (16) 4.13 安装转轮室上半部分 (16) 4.14 安装地板扶梯及其它 (16)
0000101AZ 水轮机安装说明书2/16此文件仅对XX水轮机安装过程中的主要特点及特殊技术要求作简要说明， 其目的是提醒安装单位在安装水轮机的过程中应注意的事项，不包括为确保质量 所必须执行的全部内容，水轮机的安装还应满足GB8564?88《水轮发电机组安装 技术规范》和DL/T5038?94《灯泡贯流式水轮发电机安装工艺导则》要求。 1安 装 前 的 准 备 工 作 1.1 安装前安装人员应熟悉下列文件及规程： a.《水轮发电机组安装技术规范》GB8564?88及《灯泡贯流式水轮发电机安装工艺导 则》DL/T5038?94； b.本安装说明书； c.随机供给的图纸及图中规定的技术要求； d.水轮机其它技术文件； e.制造厂提供的试验及检查记录。 1.2 安装现场应清洁干净 ； 1.3 认真检查各大件的重量和起重设备能力，预先考虑大 件的起吊搬运方法； 1.4 按各部套的安装工具图纸，检查、熟悉制造厂提供的专用工具。 1.5 检查零部件的X、Y线、标记、编号。 2安装前厂房建筑应具备的主要条件 2.1一期混凝土工程已经完成并符合设计要求。 2.2预埋管件、地脚螺钉孔、各支墩尺寸、标高均符合设计要求。 2.3进水流道及尾水管混凝土应符合设计要求 。 3部件组装 3.1尾水管组装 尾水管分三节，即进口节（小节）、中间节和出口节（大节），每节分 三瓣，三节尾水管正立放置拼装焊接，整体翻身吊装就位。 3.1.1按照图纸制作并埋设一期埋件，包括基础板、锚钩等埋件。 3.1.2尾水管拼装平台制做： ?平台应该水平并且有足够大的面积； ?平台基础支撑应该用型钢； ?平台应该有很好的接地措施。 3.1.3在拼装平台上按照尾水管各节大口的图纸直径尺寸划线。 3.1.4吊装一瓣瓦片，大口朝下，沿着划的线就位，临时固定后，用千斤顶或楔子板调整瓦
水电站水轮发电机组的常见故障与维护研究 伴随着社会的不断进步和提高，机械行业也迎来了自己的发展空间。水电站造福了社会，为人民提供生命之源。它已经摆脱了原来落后的工作模式，进而采取了水轮发电机组的方式。但是在水电站利用水轮发电机组也存在一定的问题。所以本文重点分析水电站水轮发电机组的常见故障与维护措施，进而找到行之有效的维护方式。 标签：水电站; 水轮发电机组; 常见故障; 维护分析 引言 作为水力发电的重要内容，水电站在实际运行过程中具有非常关键的作用。科学优化水电站的整体运行质量，全面优化水电站的运行安全，不仅关系着我国水力发电事业的健康持续发展，也关系着我国电能资源的节约与优化。水电站电力生产水平直接受到水电站发电机组运行能力的影响，在实际发电过程中，发电机组若出现故障或者隐患，势必影响水电站的整体运行成效，同时，也会在某种程度上造成发电机组损毁。因此，在发电机组的运行过程中，应该落实科学的运行方式，全面加强维护管理，综合性提升发电机组的整体运行安全，确保水电站平稳高效运行。 1 水电站水轮发电机组的结构与工作原理 水轮发电机组的主要组成部分就是定子、转子与励磁装置，定子主要有隔震系统、机座、铁芯，转子则主要包含了主轴、轮臂、轮毂、风扇、磁极、制动阀板等部件。水轮发电机组中的导水机构在关闭的过程中需要一定的时间，为了避免在关闭的过程中所造成的电网解列时的转速上升过快、过高的情况，就需要给水轮发电机的转子以更大的转动惯量。这是造成当前转子质量过重的主要原因。发电机同步运行的过程中，水轮发电机组内的励磁绕组会通过直流电流，直接形成正常运行的磁场，此时就需要借助励磁电源、励磁调节器、励磁绕组以及其他的组成设备才能获取给直流电流，如果直接给发电机提供励磁绕组与励磁电源，会使得水轮发电机组的定子与转子结构部分存在一定的气隙，而该气隙也会导致出现旋转磁场，这就称之为水轮发电机组的主磁场。经过分析发现，该磁场的变化呈现出正弦变化规律，在水轮发电机组主磁场与定子绕组实现切割时，定子绕组会伴随着时间的变化而产生正弦交流电动势，这样就能够达到发电的目的，这也是水轮发电机的工作原理。 2水电站水轮发电机组的常见故障 2.1水轮发电机组的温度太高。 水轮发电机组是通过电使得发电机运转起来的，水轮发电机组在转动的过程中因为机器之间的摩擦，会有热量的产生。而这些热量如果得到有效的处理，那
ALSTOM水轮发电机设计原理 1 概述 没有哪种其他类型的发电机象水轮机驱动的同步发电机那样，其设计和尺寸受到许多因素的影响。在蒸汽、气体和联合循环发电厂中使用的蜗轮发电机有着标准的转速和过速值以及统一的结构形式，因而有着相当程度的标准化设计。对于水力发电机，由于基本决定性特性有着很大的差别，以至于两个电厂即使其额定功率相同，也仅在很特殊的情况下才使用相同的发电机。 水轮发电机的这种决定的因素多样性是由水能本身的特性造成的。特别是以下两个决定性特性： ●水能的地域限制，由此也决定了水电厂的建造位置。蒸汽发电厂可以建造在用户的附近，而 水电厂通常建造在距离用户很远的地方。因此长距离的能源输送必不可少的。这就对发电机 的无功容量（用于远程高电压传输）和稳定性产生了额外的要求。 ●水能可以以不同形式被利用。在山区我们利用中等水量、高水头水能，但是，在低的地区， 可以利用低水头但水量较大的水能。因此有必要对不同类型的水轮机作一个简要介绍。 2 水轮机 本章主要概述最重要的几种水轮机类型。本章资料由挪威Kvaerner Energy和瑞士的Sulzer Energy提供。 2.1 水轮机型式概述 根据流量和水头的不同使用不同类型的水轮机。从下面的公式可看出能量可由于高水头、低流量获得也可由低水头、大流量获得。 P( kW)=9.81 H(m)* Q(m3/ s ). （1）这个公式定义了总的功率输出。事实上还存在压力钢管处和水轮机自身的能量损失。水轮机输出至发电机的功率可以用下式粗略估计。 P( kW)=8.5 H(m)* Q(m3/ s ). （2）水轮机转速并没有在上述等式中出现。水轮机转速是水轮机制造商进行优化处理的结果。一般说来，对于高水头的水轮机，水轮机转速相对较高，而对于低水头水轮机转速则相对较低。由于水轮机和发电机通常直接相连，水轮机速度必须和发电机的同步转速相匹配，因此水轮发电组的转速由水轮机制造商根据可能的同步转速选定。电网的频率由电网给出（也就是50 Hz），发电机磁极对数（p）的选择应满足下列等式： f( Hz) = p.n(rpm) *1/60 下表显示了磁极对数和对应50 Hz网频的同步转速（单位为rpm）。对60 Hz网频转速都必须乘以 水轮机的飞逸转速是水轮机组达到设定的满负荷后,解除发电机造成的转速上升的极限速度。它是在调节装置故障、设备断开及发电机出口断路器跳开这种不正常的工况下发生的。在这种工况下发电机频率与电网频率不一致。定子电流输出被切断，由水轮机产生的机械功率不再传递给定子，而用于加速机组，使其达到飞逸转速。通常要评定发电机和水轮机的所有旋转部件在飞逸转速时所承受的应力。应该切记机械应力与旋转速度的平方成正比。飞逸转速与额定转速的比率由水轮机的型式决定。在下列章节中将给出不同类型的水轮机的特征数据。 基于运行考虑，在机组正常工况下甩100%负荷时，要求转速的上升限制在一定的范围内。通常要求这种甩满负荷的转速最大增至额定转速的130～140 %。转速增加的原因一方面是由于电网一侧
摘要 水电站机电部分设计主要根据获得的设计材料中给定的水头范围进行的主机选型，根据选择的三方案中择优进行模型综合特性曲线的绘制，即选出一方案进行绘制，再根据效率，转速等选其一进行蜗壳、尾水管、水轮发电机外形的计算和绘图，最后进行水轮机的调节保证计算和调速器设备选择。 关键字：水轮机主机选型；水电站机电设备初步计算；外形设计；调节保证计算。
前言 毕业设计是高等教育教学中的最后一个教学环节，是实践性教育的环节。 毕业设计与其他教学环节构成有机的整体，也是各个教学环节的继续、深化补充和检验，是将分散、局部的知识内容加以全面的结合，这次设计提高了我们运用知识的综合能力，将知识化为能力，巩固和加深所学知识，培养知识，综合了系统化的运用。 目前，我国大陆水力资源理论蕴藏在1万KW以上的河流共3886条，水力资源理论蕴藏年发电量6082.9Tw·h；技术可开发装机容量541.64GW。经济可开发装机容量401.8GW。我国水力资源具有三个鲜明特点：第一、在地域上分布极不平衡，西部多，东部少。西部水利资源开发出了满足西部电力市场的需要，更重要的是考虑东部电力市场。第二、大多数河流年内、年际经流分布不均。第三、水力资源集中于大江大河，有利于集中开发和规模外送。 本次设计的主要内容为主机选型、蜗壳、尾水管、发电机确定和调节保证计算。设计过程中，依据资料水电站水头，单机引水流量，总装机，对水轮机发电进行初选，并根据单位转速，模型综合特性曲线，对水轮机型号，转速，效率出力等进行认真计算，校验，对选择方案的蜗壳水管，水轮机选型和绘图。对水轮机进行调节保证机算。
通过这次对相关专业知识的课题设计，更加深入的认识知识和实际应用，学会知识与实际结合、与实践结合，得以充分利用知识为以后工作打下了坚实的基础。 编者 2012年5月 目录 摘要 (1) 前言 (2) 目录 (3) 第一章水轮机型号选择 (5) 第一节水轮机型的选择 (5) 第二节初选水轮机基本参数的计算 (6) 第三节水轮机运转综合特性曲线的绘制 (17) 第四节待选方案的综合比较和确定 (19) 第二章蜗壳计算 (21) 第一节蜗壳形式、进口断面参数选择 (21) 第二节蜗壳各断面参数计算 (23) 第三节金属蜗壳图 (25) 第三章尾水管选型 (26) 第四章水轮发电机的初步选择计算 (27) 第五章调节保证计算及设备的选择 (33) 第一节调节保证计算 (33)