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
力。
2）地形条件：出口处的地形宜陡，进口段洞口围岩厚度宜大于一倍开挖洞径，一般要求周围坚固厚度不小于三倍开挖洞径。
3）施工条件：便于施工。
4）水力条件：转弯半径大于五倍洞径，转弯面不宜大于60o
7.2 进水口设计
7.2.1进水口型式的选择
在水利水电工程中，为发电供水等综合利用的目的，往往需要在水位便服的天然河道，湖泊或人工水库和调节池中取水，深式进水口及有压进水口为了适应这一需要而设置的一种水工建筑物，深式进水口应满足水工建筑物的一般要求，即结构安全，布置简单，施工方便，造价低廉，运行可靠并适应注意美观。其组成为：①行进段②进口段③闸门段④闸门渐变段⑤操作平台和交通桥。
太平哨水电站为有压进水式，岸边地质条件较好，因此选择深式进水口中的隧洞式进水口为宜。
深式进水口主要的形式：
隧洞式进水口，其进口段和闸门井均从山体中开凿而成适应于进口地质条件良好，扩大断面和开挖闸门竖井均不会引起塌方，坡度适中。洞式进水口充分利用了岩石作用，钢筋混凝土工程量较小，这一种既经济又安全的结构形式。
①压力墙进水口：其进口段和闸门段均布置在山体之外适用于洞口附近地质条件较差或不宜采用洞式进水口时不宜扩大开挖坡度较缓时。
②坝式进水口：其基本特征是进水口附近在坝体上适用于坝后时厂房或河床式水电站厂房的上游坝体内，进水口与坝体成统一的整体。
③塔式进水口：适用于水电站厂房布置在河床坝后，拦河坝采用当地材料坝或水库地质条件较差，坡度较平缓不利于岸坡上修建进水口。
7.2.2进水口高程确定
该水电站是有压式进水，岸边地质条件较好，选择深式进水口，洞室底板高程应在水库淤积高程以上 1.0～1.5m ，为避免进水口前出现漩涡和吸气漏斗，需有一定淹没水深。 所需要的淹没深度：1
2kp h cva =
式中：kp h ——无吸漩涡的临界淹没水深
c ——经验系数，一般取0.55～0.73，对称进水时取小值，侧面进水时取大值，本设计取0.7c =
v ——闸门断面的水流流速，由于闸门面积比引水隧洞
断面面积稍大，则其流速比引水隧洞小，本设计
取4/v m s =
a ——闸门孔口高度，本设计取9.0a m = 由上式得：11220.749.08.4kp h cva m ==??=
综合分析并考虑到风浪影响，取10.0kp h m =
则进水口底板高程：190.010.09.0171.0kp h a m ?=?--=--=死底
7.2.3进水口尺寸的拟定
1）进口段：其作用是连接拦污栅与闸门段。根据国内外实践经验，进口段
顶板曲线采用1/4椭圆曲线，曲线方程为：22
221x y a b
+= 式中：a ——椭圆曲线长半轴，一般取(1～1.5)D ，本设计取
10a m =
b ——椭圆曲线短半轴，一般取(1/3～1/2)D ，本设计取
3b m =
一般情况下椭圆曲线/34a b =:，当引用流量及流速不大时，也可采用圆弧曲线代替，重要的工程应根据模型试验决定进口曲线，进口流速不宜太大。进口面积不小于下式计算值：
'/cos A A c θ=?
式中：A ——进口断面面积
A '——引水断面面积（按渐变段末端）则：
222/4 3.149/463.6A D m π'==?=
θ——引水道中心线水平面间夹角，本设计取0θ=?
c ——收缩系数，一般取0.6～0.7，本设计取0.65c =
由上式得：'2/cos 63.6/0.65cos 097.85A A c m θ=?=?=
2）闸门段：闸门段是引水道和进口段的连接段，闸门口采用矩形，考虑进口的结构稳定性，进水口设支墩，布置两孔，高4.5m ，宽9.5m 的矩形平板闸门并相应设两孔检修闸门，检修闸门与工作闸门间距取2m 。
3）渐变段：渐变段是闸门段到压力引水管道的过渡段，其断面面积和流速应逐渐变化，使水流不产生漏流并尽量减小水头损失。由矩形变成圆形通常采用
四角加圆角过渡圆弧的中心位置和圆角半径r 均按直线变化，渐变段长度根据经验，一般为压力隧洞直径的1.5～2.0倍，收缩角不超过10o，以6～9o为宜。本设计取其长度为16m 。
4）通气孔和进人孔：通气孔设在事故闸门之后其功用是当引水道充水时可以排气，当事故闸门关闭放空引水道时，可以补气以防出现有害真空。 通气孔面积按下式计算：2a a
Q A v = 式中：a Q ——进水口进水量，一般为最大引用流量124.91m 3/s
a v ——通气孔进气流速，一般为30～50m/s ，本设计取
40m/s 由上式得：222124.91 6.2540
a a Q A m v ?=== 为了便于进水口及压力水道的维护与检修，需设进人孔。本设计采用通气孔兼作进人孔。
7.2.4进口设备
1）拦污栅设计：为防止结冰及漂浮物堵塞和进入进水口，进水口前需设拦污栅，拦污栅在平面上布置或直线上面为垂直布置，即倾角为90o，过栅的水流净流速应尽量小，以减小水头损失和清污困难，不宜大于1m/s ，本设计取过栅流速为1m/s 。则拦污栅净面积为：
222124.91249.821.0
a a Q A m v ?=== 2）闸门设计：
工作闸门：选用平板闸门，闸门高度应大于洞径，本设计取9.5m ，闸门宽度一般等于或小于压力管道直径，由于进水口设中墩，闸门宽度取4.5m ，门厚0.8m ，要求在静水中开启，动水中关闭。
检修闸门：采用平板闸门，尺寸同工作闸门，要求在静水中开启，静水中关闭。
检修闸门与工作闸门之间的距离很近，为了便于检修，要求2～4m 的间距，本设计取为2m ，布置在同一闸室内，在闸门井上方布置一个共用的启闭机房。
7.3 引水隧洞
7.3.1 线路与坡度的确定
引水隧洞的路线选择是设计中的关键，它关系到隧洞的造价，施工难易，工程进度，运行可靠性等方面，选择洞线的一般原则和要求为：
①隧洞的路线应尽量避免不利的地质构造，围岩可能不稳定及地下水位高，渗水量丰富的地段，以减小作用于衬砌上的围岩压力和外水压力，洞线要与岩层层面、构造破碎带和节理面有较大交角，在高地应力区应使洞线与最大水平地应力方向尽量一致，以减小隧洞侧向围岩压力，隧洞的进出口在开挖过程中容易塌方，易受地震破坏，应选在覆盖层风化较浅，岩石比较坚固完整的地段。
②洞线在平面上求短直，这样既可以减少工程量，方便施工。有良好的水流条件，若因地形，地质，枢纽布置等必须转弯时应以曲线相连。
③隧洞应有一定的埋藏深度，包括：洞顶覆盖厚度和傍山隧洞岸边一侧的岩体厚度，统称为围岩厚度，围岩厚度涉及开挖时的成洞条件，运行中在内外水压力作用下围岩的稳定性，结构计算的边界条件和工程造价等。
④隧洞的纵坡应根据运用要求，上下游衔接，施工和检修等因素，综合分析比较后确定，无压隧洞的纵坡应大于临界坡度，有压隧洞的纵坡主要取决于进口高程，要求全线洞顶在最不利条件下保持不小于2m的压力水头。有压隧洞不宜采用平坡或反坡，因为其不利于检修和排水。
⑤对于长隧洞，选择洞线时还应注意地形，地质条件。布置一些施工之洞，斜井，竖井，以便增加工作面，有利于改善施工条件加快施工进度。
太平哨水电站根据上面原则和要求，选择了两条引水隧洞，所经路线地质构造良好，洞线在平面上短直，即减小工程造价、方便施工、具有良好的水流条件，隧洞有一定的埋深，围岩厚度大于3倍洞径。
为了利于检修与排水，隧洞纵坡率为2%，其工作闸门与检修闸门设在进口，隧洞在平面上有弯角，对于低流隧洞曲率半径不宜小于5倍的洞径，现取6倍的洞径，即54m，转角不宜大于60°，取30°，具体布置见坝区引水系统平面布置图。
7.3.2 断面形式与断面尺寸
隧洞断面形式取决于水流流态、地质条件、施工条件及运行条件等，有压隧洞一般采用圆形断面，原因是圆形断面的水流条件受力条件都较为有利，本设计中隧洞断面采用圆形，直径为9m。
7.3.3 洞身衬砌
为了保证水工隧洞的安全有效运行通常需要对隧洞进行衬砌，衬砌作用是①限制围岩变形，保证围岩稳定。②承受围岩压力、内水压力等负荷。③防止渗漏。
④保证岩石免受水流，空气，温度，干湿变化等充蚀破坏作用。⑤减小表面糙率。
隧洞衬砌的主要类型
①平整衬砌：亦称护面或抹平衬砌，它不承受外力只起减小隧洞表面糙率，防止渗漏和保护岩石不受风化作用平整衬砌适应于围岩条件较好，能自行稳定且水头，流速较低的情况下。
②单层衬砌：由混凝土、钢筋混凝土或浆砌石等组成，适用于中等地质条件断面较大，水头及流速较高情况。根据工程经验，混凝土及钢筋混凝土厚度，一般约为洞径或洞宽的1/8-1/12且不小于25cm ，由衬砌最终计算确定。
③组合式衬砌：由内层的钢板，钢筋网喷浆，外层为混凝土或钢筋混凝土，有顶拱为混凝土边墙或底板为浆砌石和顶拱边墙喷锚后再进行混凝土或钢筋混凝土等形式。
浑江太平哨水电站，为了保证引水隧洞安全有效运行，限制围岩变形，保证围岩稳定，承受围岩压力，内水压力等荷载，防止渗漏，保证岩石免受水流、空气、温度、干湿变化等冲蚀破坏作用，减小表面粗糙，需要对其进行衬砌，根据工程经验，采用单层衬砌形式，混凝土厚度为1m 。
7.4 调压室设计
7.4.1 是否设置调压室判断
为了改善水锤现象，常在有压引水隧洞与压力管道衔接处建造调压室，调压室利用扩大的断面和自由水面的反射水锤波将有压引水系统分为两段：上游段有有压引水隧洞，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，改善了机组运行条件。
调压室功用归纳为以下三点：①反射水锤波，基本上避免了压力管道中水锤波进入有压引水道。②缩短压力管道的长度从而减小压力管道及厂房过流部分钟水锤压力。③改善机组在负荷变化时的运行条件及系统供电质量。
在有压引水系统中设置调压室后，一方面使有压引水道基本上避免了水锤压力影响，减小了压力管道中的水锤压力，改善了机组的运行条件，从而减小了他们的造价；但另一方面却增加了设置调压室的造价，所以是否设置调压室应进行技术经济方案的比较来决定。
我国《水电站调压室设计规范》建议以下式作为初步判别是否需要设置上游调压室的近似准则：
0gH V L T i
i w ∑=
式中：L i ——压力水道（包括蜗壳机为水管）长度，有坝区系
统平面图量得约为800-850 m
V i ——压力水道中的平均流速，取4.5 m/s
g ——重力加速度，取9.81
H 0——电站最小静水头；即：
死水位至电站下游水位190.0-152.6=37.4m 则：s s T w 643.104
.3781.95.4850>=??= 需要设置调压室。
7.4.2 调压室位置的选择
调压室位置选择的一般原则为：
①调压室的位置需根据压力管道的地形、地质条件与厂房位置统一考虑，应尽可能靠近厂房，以减少压力管道与水轮机的水击压力。
②调压室距厂房较近，且多设在临近山坡处，以避开不利的地质条件，以减轻电站运行后渗水对围岩及边坡稳定的不利影响，以免由于地下水改变导致围岩失稳塌滑。
太平哨水电站调压室所处地形为长条形山脊，且山脊宽度较小，为获得调压室上覆盖岩体有足够的厚度，并使两个调压室间保持一定的距离，把两个调压室沿山脊一前一后布置，调压室所处风化层较厚，为了保持顶拱以上新鲜岩体有较大厚度，则调压室位置需尽量往进水口方向布置，但这样缩短了主洞线，增加了压力管道长度，不仅增加了工程量和投资，而且对机组调节保证也有不利影响，为了满足各方面要求，选取较为合理的位置，1#主洞长675m ，压力管道长125m ，2#主洞625m ，压力管道长175m 。
7.4.3 调压室的布置方式与型式的选择
根据调压室与厂房的相对位置关系，调压室的基本方式有三种：上游调压室、下游调压室、上下游双调压室，太平哨水电站上游又较长的引水道，而下游无尾水隧洞，故选择布置方式为：上游调压室。其基本类型有：圆筒式、阻抗式、双室式、溢流式、差动式、气垫式，太平哨水电站从投资、施工难易以及地形、地质条件综合考虑，选用简单圆筒式，并采用“三合一”的型式，即调压、分岔及闸门三者布置在一个井中。
7.4.4 调压室的水利计算
调压室的基本尺寸是由水力计算来确定的，其内容包括：
调压室水位波动的稳定条件，确定调压室断面面积
确定调压室最高涌水位，从而确定调压室顶部高程
确定调压室最低涌水位，确定其底部及压力管道进口高程。
1）应根据电站及引水道的实际情况，选择可能出现的最不利情况作为水力计算条件，使调压室自阿确保安全的前提下最经济合理，采用托马公式：
)2(20wm f
k h H g L F -=α 《水工手册》 7-156
式中：F k ——临界界面
L f ——引水道长度与断面面积
g ——重力加速度
H ——稳定状态时水轮机承受的静水头，
采用可能出现的最小净水头，取34.6 m
0wm h ——压力管道的水头损失
α——引水道的水头损失系数
g V g V R
C LV h w 2222220++=∑ξ g
V g V R V Ln h w 222231
2
20++=∑ξ 式中：R ——为水力学半径 R=A/x=D/4=9/4=2.25
V ——引水道内流速 ，取4.2/m s
ξ——局部水头损失系数
ξ为局部水头损失系数 ，查《水力学》表3-3 得：○
1进水口水头损失ξ1=0.1，○2拦污栅水头损失205.0)14.003.0(6.1sin )(34
342=?==θβξB t ，○3闸门段水头损失（门槽）3.03=ξ，○
4渐变段局部水头损失：ξ4=0.05，则∑ξ=0.655 则：28.2899.0589.0792.0222231
2
20=++=++=∑g
V g V R V Ln h w ξ 129.02.428.22
20===V h w α 压力管道水头损失计算（局部忽略不计）：
3
42222R V Ln R C LV h wo == 式中：L ——压力管道查长度取1#洞长为125m
本科毕业设计 水电站闸坝枢纽工程设计说明书 摘要 鱼潭水电站位于四川省某自然保护区境内，系岷江一级支流熊猫河干流上的梯级电站。电站规划装机24MW，为有压引水式开发方案。闸址位于岩谷大桥下游约700m处，该处布臵有引水发电隧洞取水口，经过约2.6km的压力隧洞至调压井，然后接约300m长的压力钢管至规划厂址处获得约46m水头。闸坝左岸有省级干道公路通过，交通方便。熊猫河系岷江右岸支流，全长87.9km，流域面积1742 km2。鱼潭水电站闸址距河口约30km，控制流域面积1467 km2，占全流域的84％。为保护区内水力资源丰富，目前熊猫河干支流上已装机326.8MW，约占其理论蕴藏量的37.5％。XX 电站出线将以110千伏一回送入四川主网，它的兴建不仅可以扩大电网的规模，支援四川主网电力，更重要的是对加速振兴保护区经济，办好自然保护区，保护珍稀动植物有着重大的经济意义和社会意义。此前区内已开发兴建的约6.8MW 小型水电站的电力，除用于区内大量的农副产品加工、保护区研究中心科研用电、农民以电代柴及生活照明外，多余容量均已送入四川主网。为加强区内生态环境保护，鱼潭水电站的部分电力将用于进一步实施“以电代柴”，调整区内能源结构。 关键词：水利枢纽；闸坝；全闸方案；枢纽布臵
The abstract The Yutan hydrodynamic station is in a nature egis borough of Sichuan province, and it is a rundle hydrodynamic station of the Panda River potamic trunk which is a anabranch of Minjiang River.The hydrodynamic station mark out 24MW capability.And it is a press citation station. The milldam address locates big bridge downstream in the rock valley about the 700 meters. the place's decoration has already led a water to generate electricity the hole to take the water, has been gone to adjust to press well, then connected the pressure steel pipe that grows about the 300 meters to go to the power plant site to acquire about the 46 meters water head about the pressure hole with 2.6 kilo meters.There is a interprovincial highway stand the left of the milldan ,the traffic is so conveniency.The Panda river is on the right km.The milldan bank of Minjiang river, it is 87.9 kilo meters long, the drainage area is 1742 2 km drainage area,is of the 84％ of the address is 30 km long from the bayou, control 1467 2 drainage area.The nature egis’s water resource is wealth, Now the river of the Panda has marked out 326.8MW ,aboat having 37.5% of its theories reserves. The Yutan hydrodynamic station stand a line will with once 110 kilo-Volts send a present in return to go into a Sichuan main net.It is not only can accelerate the economy of the nature egis borough,do well for the nature egis borough, and it will protect the rarity animal and foliage.That is having important economic meaning or society meaning.Now,this areas having buiding about 6.8MW mini-hydrodynamic station’s electric power.Those power is for process the farm produce,for investigate center,for farmer’s living illuming or using electricity to substitute firewood.And the superabundance of the power all sending to Sichuan main net.I n order to strengthen the ecosystem of the area, parts of electric powers will used for the further implement"with electricity substitute firewood", adjusting the energy structure inside the area. Keyword: Hydraulic pivot; milldam; entirely milldam project; Pivot lay
1.绪论 1.1课题的背景和发展情况 1.1.1背景 电力工业是能源工业、基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的地位，正常运行，发出来的电能顺利输送到电网的非常重要的环节。因此，电厂设备和元器件选择和保护设计方案的确定，对于电厂的安全稳定运行有重要的意义。对发电厂电气部分及元件保护设计进行科学的设计很有必要[2]。 1.1.2发电厂在国外的发展情况 当前国际上全球围的电力体制逐步打破垄断、非管制化，引入竞争机制，形成有限电力市场己成为必然趋势。最大限度的在电力系统中引入竞争，己被大多数国家所接受。在这种情势下，电力系统优化设计以及火电厂电气部分设计己成为许多国家的一项主要研究课题。整个电力工业可以划分为发电、输电、配电和供电四大领域。发电部分属于理论兼实践研究领域。对整个电力系统起着至关重要的作用，火电厂电气部分设计是关系到整个电力系统运行可靠性的最关键一步。对于火电机组运行优化，从国外的发展趋势看，其优化计算机模块程序的应用起到了真正指导运行，降低能耗的目的。美国、德国等先进国家在机组运行优化管理方面的工作己有近十年的经验。例如，德国斯蒂亚克电力公司的机组运行优化管理系统，通过系统优化及控制，可对各个薄弱环节及整个过程经济性的影响做出评价。目前我国电力市场的改革趋向是“厂网分开，竞价上网”，即将电网经营企业拥有的发电厂与电网分开，建立规的、具有独立法人地位的发电实体，市场也只对发电侧开放。发电的电力市场的主体是各独立发电企业与电网经营企业，电网经营企业负责组织各发电公司的竞争，政府负责对电力市场进行监督管理。与英国、澳大利亚等目的电力市场不同，中国电力市场继续保持着输、配一体的模式，保留供电营业区，每个供电营业区只有一个指定的供电向终端用户供电。同时，根据“省为实体”的方针，我国的电力市场以省级电力市场为主，各省电力公司是其省电力市场竞争的组织者。电力工业经过长期的改革和发展，目前从技术、人员、观念等方面对于火力发电厂电气设计创造了有利的条件。但是，技术方面并为达到差强人意的要求[3]。 1.2设计任务 1.2.1设计目的 （1）培养学生综合运用所学理论和技能解决实际问题的能力； （2）学习专业工程设计的方法，进行设计技能、设计方法的初步训练，进行科学研究方法的初步训练，发挥学生的创造性，培养学生的思维能力和分析能力。 1.2.2技术指标 某南方山区建设一座装机容量为5×50 MW的水电站，附近30 km处某国防厂及邻
1．课程设计目的 水电站厂房课程设计是《水电站》课程的重要教学环节之一，通过水电站厂房设计可以进一步巩固和加深厂房部分的理论知识，培养学生运用理论知识解决实际问题的能力，提高学生制图和使用技术资料的能力。为今后从事水电站厂房设计打下基础。 2．课程设计题目描述和要求 2.1工程基本概况 本电站是一座引水式径流开发的水电站。 拦河坝的坝型为5.5米高的砌石滚水坝，在河流右岸开挖一条356米长的引水渠道，获得平均静水头57.0米，最小水头50m，最大水头65m。电站设计引用流量7.2立方米每秒，渠道采用梯形断面，边坡为1：1，底宽3.5米，水深1.8米，纵坡1：2500，糙率0.275，渠内流速按0.755米每秒设计，渠道超高0.5米。在渠末建一压力前池，按地形和地质条件，将前池布置成略呈曲线形。池底纵坡为1：10。通过计算得压力前池有效容积约320立方米。大约可以满足一台机组启动运行三分钟以上，压力前池内设有工作闸门、拦污栅、沉砂池和溢水堰等。 本电站采用两根直径1.2米的主压力钢管，钢管由压力前池引出直至下镇墩各长约110米，在厂房前的下镇墩内经分叉引入四台机组，支管直径经计算采用直径0.9米。钢管露天敷设，支墩采用混凝土支墩。支承包角120度，电站厂房采用地面式厂房。 2.2设计条件及数据 1.厂区地形和地质条件： 水电站厂址及附近经地质工作后，认为山坡坡度约30度左右，下部较缓。沿山坡为坡积粘土和崩积滚石覆盖，厚度约1.5米。并夹有风化未透的碎块石，山脚可能较厚，估计深度约2～2.5米。以下为强风化和半风化石英班岩，厂房基础开挖至设计高程可能有弱风化岩石，作为小型水电站的厂址地质条件还是可以的。 2.水电站尾水位： 厂址一般水位12.0米。 厂址调查洪水痕迹水位18.42米。 3.对外交通： 厂房主要对外交通道为河流右岸的简易公路，然后进入国家主要交通道。4.地震烈度： 本地区地震烈度为六度，故设计时不考虑地震影响。
引水式水电站 全部或主要由引水系统集中水头和引用流量以开发水能的水电站。 世界上已建成的引水式水电站，最大水头达1767m（奥地利赖瑟克山水电站）；引水道最长的达39km（挪威考伯尔夫水电站）。中国已建成的引水式水电站，最大水头为629m（云南以礼河第三级盐水沟水电站）；引水隧洞最长的为8601m（四川渔子溪一级水电站）。 分类引水式水电站可分为无压引水式水电站(图1) 和有压引水式水电站（图2）。无压引水式水电站的引水道为明渠、无压隧洞、渡槽等。有压引水式水电站的引水道，一般多为压力隧洞、压力管道等。 主要建筑物引水式水电站的主要建筑物，根据其位置和用途，可分为以下三个部分。 首部枢纽建筑物有壅高河流水位及将水流引向引水道的挡水建筑物和导流建筑物，有清除污物、杂物和沉淀泥沙的建筑物，有时还有防冰设施和排冰的建筑物，如坝、拦河闸、引水道的进水口、拦污栅、沉沙池、冲淤和排冰设施。其中，有些建筑物可根据当地的地形、地质等条件，布置在首部枢纽或引水道的沿线。 引水道及其辅助建筑物在无压引水道上，常需布设雨水侧向溢流堰、拦沙槛，以及防止崩石、拦截泥石流等保护性工程措施；通常在引水明渠末端建前池或日调节池。在
有压引水道的末端与压力水管之间，常设置调压室，以减少水击影响和改善机组的调节保证条件。 厂房枢纽包括压力水道末端及其以后的一整套建筑物。不论是有压引水式水电站或无压引水式水电站，厂房枢纽主要有水电站主厂房、水电站副厂房、水电站升压开关站、尾水道（明渠或隧洞）。其具体布置有三种方式：①首部布置是将厂房布置在引水道临近进水口的上段，具有较长的尾水隧洞；②中部布置是将厂房布置在引水道中段，引水与尾水道都较长；③尾部布置是将厂房布置在引水道末端附近，引水道很长，但尾水道很短，首部及中部布置均采用地下式厂房。尾部布置则可采用地面式厂房、地下式厂房或半地下式厂房（见水电站厂房）。具体布置方法根据地形、地质条件择优选定，并根据水电站运行条件决定是否在引水洞、尾水洞上设调压室。 适用条件在河流比降较大、流量相对较小的山区或丘陵地区的河流上,当可在较短的河段中,以较小尺寸的引水道取得较大的水头和相应的较大发电功率时，建设引水式水电站常是经济合理的。有时采用裁弯取直引水或跨流域引水，也可建造经济合理的引水式水电站。在丘陵地区，引水道上下游的水位相差较小，常采用无压引水式水电站；在高山峡谷地区，引水道上下游的水位相差很大，常建造有压引水式水电站。与坝式水电站相比，引水式水电站引用的流量常较小，又无蓄水库调节径流，水量利用率较差，综合利用效益较小。但引水式水电站因无水库淹没损失，工程量又较小，单位造价往往较低，常成为其主要优点。
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
题目：水电站电气部分设计
容摘要 电力的发展对一个国家的发展至关重要，现今300MW及其以上的大型机组已广泛采用，为了顺应其发展，也为了有效的满足可靠性、灵活性、及经济性的要求，本设计采用了目前我国应用最广泛的发电机—变压器组单元接线，主接线型式为双母线接线，在我国已具有较多的运行经验。设备的选择更多地考虑了新型设备的选择，让新技术更好的服务于我国的电力企业。并采用适宜的设备配置及可靠的保护配置，具有较好的实用性，能满足供电可靠性的要求。 关键词：电气主接线；水电站；短路电流；
目录 容摘要 .............................................................. I 1 绪论 . (1) 1.1 水电站的发展现状与趋势 (1) 1.2 水电站的研究背景 (1) 1.3 本次论文的主要工作 (2) 2 电气设计的主要容 (3) 2.1 变电所的总体分析及主变选择 (3) 2.2 电气主接线的选择 (4) 2.3 短路电流计算 (4) 2.4 电气设备选择 (10) 2.5 高压配电装置的设计 (19) 3 变电所的总体分析及主变选择 (21) 3.1 变电所的总体情况分析 (21) 3.2 主变压器容量的选择 (21) 3.3 主变压器台数的选择 (21) 3.4 发电机—变压器组保护配置 (22) 4 电气主接线设计 (24) 4.1 引言 (24) 4.2 电气主接线设计的原则和基本要求 (24) 4.3 电气主接线设计说明 (25) 5 短路电流计算 (27) 5.1 短路计算的目的 (27) 5.2 变电所短路短路电流计算 (27) 6 结论 (30) 参考文献 (31)
精品文档 i 欢迎下载 FJD34260 水利水电工程技术设计阶段 引水式水电站水道水利学 计算大纲范本 水利水电勘测设计标准化信息网 1998年1月 FJD
_____水电站技术设计阶段 引水式水电站水道水力学计算大纲 主编单位: 主编单位总工程师：参编单位: 主要编写人员：软 件开发单位：软件 编写人员： ______ 勘测设计研究院 年月 2欢迎下载
目次 1. 引言. (4) 2. 设计依据文件和规范. (4) 3. 基本资料 (4) 4. 计算原则与假定 (6) 5. 计算内容与方法 (6) 6. 观测设计 (15) 7. 专题研究 (16) 8. 应提供的设计成果 (16) 3欢迎。下载
4欢迎下载 1引言 工程位于，是以 为主，等综合利用的水利水电枢纽工程。水库最高洪水位 m, 正常蓄水位 m,死水位 m ，最大坝高 m 。电站总装机容量 MW,单机容量 MW,共 台,保证出力 MW 。 3 电站设计水头 m,最大水头 m,最小水头 m 。电站最大引用流量 m /s 。 本工程初步设计于 年 月审查通过。 2设计依据文件和规范 2.1 有关本工程的文件 (1) 工程可行性研究报告； ⑵ 工程可行性研究报告审批文件 ⑶ 工程初步设计报告； ⑷ 工程初步设计报告审批文件 有关的专题报告。 2.2 主要设计规范 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准 试行）及补充规定； 水工隧洞设计规范； 水电站进水口设计规范（试行）; 水电站压力钢管设计规范 （试行）; 水电站调压室设计规范； 水电站引水渠道及前池设计规范 水利水电工程钢闸门设计规范； 水力发电厂机电设计技术规范。 3基本资料 3.1 工程等级及建筑物级别 (1) 根据SDJ 12 — 78规范表1确定本工程为 等工程。 (2) 根据引水系统工程在水电站枢纽中所处的位置及其重要性 ,按SDJ 12 — 78确定建筑 物级别为 级。 3.2 技术设计阶段工程枢纽布置图 提示：本设计阶段，各建筑物的布置图，应包括建筑物的体型尺寸、位置、高程、桩号 3.3 水文资料 （1） 各种频率下的洪水流量，和经水库调节后相应的下泄流量 （2） 多年平均流量； （3） 厂房尾水出口处的水位流量关系曲线。 3.4 水位资料 设计计算中常用的各种水位流量资料如表 1。 SDJ 12 — 78 ( SD 134 — 84 (1) SD 303 — 88 (2) SD 144 — 85 ⑸ DL/T 5058-1996 ⑹ DL/T 5079-1997 (7) SL 74 — 95 (8) SDL 173 — 85 （山区、丘陵区部分）
成绩 课程设计说明书 题目110/10kV变电所电气部分课程设计 课程名称发电厂电气部分 院(系、部、中心)电力工程学院 专业继电保护 班级 学生姓名 学号 指导教师李伯雄 设计起止时间： 11年 11月 21日至 11年 12 月 2日
目录 一、对待设计变电所在系统中的地位和作用及所供用户的分 析 (1) 二、选择待设计变电所主变的台数、容量、型式 (1) 三、分析确定高、低压侧主接线及配电装置型式 (3) 四、分析确定所用电接线方式 (6) 五、进行互感器配置 (6) 六.短路计算 (9) 七、选择变电所高、低压侧及10kV馈线的断路器、隔离开关 (10) 八、选择10kV硬母线 (13)
一、对待设计变电所在系统中的地位和作用及所供用户的分析 1.1、待设计变电所在系统中的地位和作用 1.1.1 变电所的分类 枢纽变电所、中间变电所、地区变电所、终端变电所 1.1.2 设计的C变电所类型 根据任务书的要求，从图中看，我设计的C变电所属于终端变电所。 1.1.3 在系统中的作用 终端变电所，接近负荷点，经降压后直接向用户供电，不承担功率转送任务。电压为110kV及以下。全所停电时，仅使其所供用户中断供电。 1.2、所供用户的分析 1.2.1 电力用户分类、对供电可靠性及电源要求 （1）I类负荷。I类负荷是指短时（手动切换恢复供电所需的时间）停电也可能影响人身或设备安全，使生产停顿或发电量大量下降的负荷。I类负荷任何时间都不能停电。对接有I类负荷的高、低压厂用母线，应有两个独立电源，即应设置工作电源和备用电源，并应能自动切换；I类负荷通常装有两套或多套设备；I类负荷的电动机必须保证能自启动。 （2）II类负荷。II类负荷指允许短时停电，但较长时间停电有可能损坏设备或影响机组正常运行的负荷。II类负荷仅在必要时可短时（几分钟到几十分钟）停电。对接有II类负荷的厂用母线，应有两个独立电源供电，一般采用手动切换。 I类、II类负荷均要求有两个独立电源供电，即其中一个电源因故停止供电时，不影响另一个电源连续供电。例如，具备下列条件的不同母线段属独立电源：①每段母线接于不同的发电机或变压器；②母线段间无联系，或虽然有联系，但其中一段故障时能自动断开联系，不影响其他段供电。所以，每个I类、II 类负荷均应由两回接于不同母线段的馈线供电。 （3）III类负荷。III类负荷指较长时间（几小时或更长时间）停电也不致直接影响生产，仅造成生产上的不方便的负荷。III类负荷停电不会造成大的影响，必要时可长时间停电。III类负荷对供电可靠性无特殊要求，一般由一个电源供电，即一回馈线供电。 1.2.2 估算C变电所的回路数目 根据上述要求，重要负荷（I类、II类）比例是55%，重要负荷需用双回线，每回10kV馈线输送功率1.5~2MW，经计算，高压侧回路数为2，低压侧回路数为18÷1.5=12。
一、原始资料及设计条件 1、概述 1.1工程概况 某水电站位于沅水一级支流巫水下游峡谷河段，下距会同县若水乡镇2km，距洪江市15km。坝址下游2km有洪江～绥宁省级公路从若水乡镇经过，交通较为便利。 该工程初拟正常蓄水位191m，迥水至高椅坝址，库容0.0708亿m3，装机16MW，是一座以发电为主，兼有防洪、旅游等综合效益的水电工程，枢纽建筑物由溢流闸坝、重力式挡水坝、右岸引水发电隧洞和引水式厂房组成。 1.2. 工程等别和建筑物级别 本工程以发电为主，兼有防洪、旅游等综合效益。水库正常蓄水位191m时库容为0.0708亿m3，电站装机容量为16MW。 2、水文气象资料 2.1洪水 各频率洪峰流量详见下表1。 （1）下坝址水位～流量关系曲线详见下表2。 表3 上坝址水位～流量关系曲线表（高程系统：85黄海） （3）厂址水位～流量关系曲线详见下表4。 表4 厂址水位～流量关系曲线表（高程系统：85黄海）
多年平均含沙量：0.089kg/m3 多年平均输沙量：22.05万t 设计淤沙高程：169.0m 淤沙内摩擦角：100 淤沙浮容重：0.9t/m3 2.4气象 多年平均气温：16.6℃ 极端最高气温：39.1℃ 极端最低气温：-8.6℃ 多年平均水温：18.2℃ 历年最高气温：34.1℃ 历年最低气温： 2.1℃ 多年平均风速： 1.40m/s 历年最大风速：13.00m/s，风向：NE 水库吹程： 3.0km 最大积雪厚度：21cm 基本雪压：0.25KN/m3 3、工程地质与水文地质 3.1工程地质资料 （1）该工程区地震基本烈度小于Ⅵ度，不考虑地震荷载。 （2）基岩物理力学指标如下 上坝址 饱和抗压强度：20～30MPa 抗剪指标：f砼/岩=0.6～0.65 抗剪断指标：f′砼/岩=0.8～0.9 c′=0.7～0.8MPa 下坝址 饱和抗压强度：15～25MPa 抗剪指标：f砼/岩=0.6～0.62 抗剪断指标：f′砼/岩=0.7～0.8 c′=0.70MPa 3.2坝址工程地质条件 （1）上坝址工程地形、地质条件 上坝址位于河流弯曲段下游，流向2790，基本为“U”型横向河谷。河床基岩裸露，高程181～184m，河床宽136m，水深0.5～3.0m。坝轴线上游100～350m，河床深槽较发育，一般槽宽20～40m，槽深11～14.5。当蓄水位192m 时，河谷宽161m ，左岸冲沟较发育，坝轴线上、下游分别分布2# 及3# 冲沟，边坡具下陡上缓特征，高程227m以下坡角450，以上坡角250，山顶高程271m ；右岸地形较平顺，上游有一小冲沟分布，边坡较陡峻，坡角350～450，山顶高程292m。
引水式水电站设计分析 摘要：随着国民经济水平的不断提高，我国的电力事业也得到了很大的发展。水电站在电力行业中占有很大的比重，其设计、施工质量对于电力企业的生产具有重要的影响。引水式水电站是较简单的一种引水发电站类型，工程涉及战线长、范围广、考虑因素多。文章主要讨论引水式水电站设计对坝址、厂址、引水线路的选择及压力前池设计和电站装机容量的确定等，供引水式水电站设计者参考。 关键词：引水式水电站；坝址；厂址；引水渠道；压力前池 一、引水式水电站坝址的选择及布置 1.1 水电站坝址的选择 在引水式水电站的设计过程中，设计人员要注重坝址的选择。在实际的操作过程中，相关工作人员要加强对相关河道的自然条件进行调查和分析，关注相关的地质问题，而且还要对工程投资以及综合管理进行分析。在引水设计方面，要选择河床比较稳定并且水量大的河段。此外，对于要求比较严格的水电站，相关工作人员要将相关的渠道设置在河水溢出带的下游，这样就能够增大河水从河床两侧的溢出量，可以在很大程度上提高水电站的发电量，使得水电站在冬季能够正常运行。值得注意的是，对于在春季和冬季上游冰量较多的河道，相关工作人员还要采取一定的除冰设计措施。要设置科学合理的水闸，使得冰块能够顺利通过。 在渠道型式的选择上，要注重选择合理的模式。一般来讲，当前使用较多的渠道，其正面一般用作排沙、泄洪以及排冰，而侧面则主要是拦河闸和拦河坝。在实际的河道考察和设计过程中，要密切注意水流方向以及水流条件，使得河道的轴线与排冰、泄洪能够在一条直线上，这样能够切实地保护相关河道不会受到较多破坏，实现耗水量少、流水效果好的目的。 1.2 枢纽布置 在引水式水电站的设计过程中，水电站枢纽的布置非常重要。在实际操作过程中，应根据工程开发的方式以及河流的水流特点，合理布置枢纽。当前比较常见的枢纽形式主要包括坝、闸混合式以及全闸布置两种形式。坝、闸混合式枢纽的优点是运行较为方便灵活，投资相对较少，而且具有较强的安全性能，在投入使用之后，其管理控制相对较为方便。而全闸式枢纽具有较好的排除推移能力，其泄流能力也较大，但是，其缺点也是非常明显的，主要表现在：运行不够灵活、管理难度相对较大，闸门的启用也比较频繁。 2 引水式水电站的引水线路设计 2.1 引水渠道的轴线选择
水电站的布置形式及组 成建筑物 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
第一篇第一篇水电站建筑物 水电站是利用水能资源发电的场所，是水、机、电的综合体。其中为了实现水力发电，用来控制水流的建筑物称为水电站建筑物。本篇主要讨论水电站引水系统的布置、结构设计和水力计算；水电站厂区枢纽的布置设计和结构特点。 第一章水电站的布置形式及组成建筑物重点：坝式、引水式、混合式开发的水电站的布置特点及组成建筑物。 第一节水电站的基本开发方式及其布置形式 由N = ηQH可知，要发电必须有流量和水头，关键是形成水头。 要充分利用河流的水能资源，首先要使水电站的上、下游形成一定的落差，构成发电水头。因此就开发河流水能的水电站而言，按其集中水头的方式不同分为坝式、引水式和混合式三种基本方式。 抽水蓄能电站和潮汐电站也是水能利用的重要型式。 形成水头方式——水电站的开发方式。 一、坝式水电站 在河流峡谷处拦河筑坝，坝前雍水，在坝址处形成集中落差，这种开发方式为坝式开发。在坝址处引取上游水库中水流，通过设在水电站厂房内的水轮机，发电后将尾水引至下游原河道，上下游的水位差即是水电站所获取的水头。用坝集中水头的水电站称为坝式水电站。 (一) 坝式水电站特点 (1) 坝式水电站的水头取决于坝高。目前坝式水电站的最大水头不超过 300m。 (2) 坝式水电站的引用流量较大，电站的规模也大，水能利用较充分。(由于筑坝，上游形成的水库，可以用来调节流量）目前世界上装机容量超过2 000MW的巨型水电站大都是坝式水电站。此外坝式水电站水库的综合利用效益高，可同时满足防洪、发电、供水等兴利要求。 (3) 坝式水电站的投资大，工期长。原因：工程规模大，水库造成的淹没范围大，迁移人口多。 适用：河道坡降较缓，流量较大，并有筑坝建库的条件。
7.3引水隧洞 7.3.1线路与坡度的确定 引水隧洞的路线选择是设计中的关键，它关系到隧洞的造价，施工难易， 工程进度，运行可靠性等方面，选择洞线的一般原则和要求为： ①隧洞的路线应尽量避免不利的地质构造，围岩可能不稳定及地下水位高，渗水量丰富的地段，以减小作用于衬砌上的围岩压力和外水压力，洞线要与岩 层层面、构造破碎带和节理面有较大交角，在高地应力区应使洞线与最大水平 地应力方向尽量一致，以减小隧洞侧向围岩压力，隧洞的进出口在开挖过程中 容易塌方，易受地震破坏，应选在覆盖层风化较浅，岩石比较坚固完整的地段。 ②洞线在平面上求短直，这样既可以减少工程量，方便施工。有良好的水 流条件，若因地形，地质，枢纽布置等必须转弯时应以曲线相连。 ③隧洞应有一定的埋藏深度，包括：洞顶覆盖厚度和傍山隧洞岸边一侧的 岩体厚度，统称为围岩厚度，围岩厚度涉及开挖时的成洞条件，运行中在内外 水压力作用下围岩的稳定性，结构计算的边界条件和工程造价等。 ④隧洞的纵坡应根据运用要求，上下游衔接，施工和检修等因素，综合分 析比较后确定，无压隧洞的纵坡应大于临界坡度，有压隧洞的纵坡主要取决于 进口高程，要求全线洞顶在最不利条件下保持不小于2m的压力水头。有压隧 洞不宜采用平坡或反坡，因为其不利于检修和排水。 ⑤对于长隧洞，选择洞线时还应注意地形，地质条件。布置一些施工之洞，斜井，竖井，以便增加工作面，有利于改善施工条件加快施工进度。 太平哨水电站根据上面原则和要求，选择了两条引水隧洞，所经路线地质 构造良好，洞线在平面上短直，即减小工程造价、方便施工、具有良好的水流 条件，隧洞有一定的埋深，围岩厚度大于3倍洞径。 为了利于检修与排水，隧洞纵坡率为2%，其工作闸门与检修闸门设在进口，隧洞在平面上有弯角，对于低流隧洞曲率半径不宜小于5倍的洞径，现取6倍 的洞径，即54m，转角不宜大于60°，取30°，具体布置见坝区引水系统平 面布置图。 7.3.2断面形式与断面尺寸 隧洞断面形式取决于水流流态、地质条件、施工条件及运行条件等，有压 隧洞一般采用圆形断面，原因是圆形断面的水流条件受力条件都较为有利，本
目录 一基本资料 概述 (4) 水文气象资料 (4) 工程地质与水文地质 (7) 设计基本数据 (11) 二坝址、枢纽布置方案及坝型选择 坝轴线的选择 (13) 坝型方案比较 (14) 枢纽总体布置 (15) 三闸孔尺寸比选 过闸设计流量及校核流量 (16) 堰型选择 (16) 门叶选择 (16) 闸孔单孔净宽（b ）、闸墩型式和厚度拟 (17) 堰顶高程确定和闸孔孔数、尺寸拟定 (17) 堰顶高程和闸孔孔数、尺寸的结论 (26) 四 WES堰的尺寸拟定 (27) 五水面线的确定 (28) 六坝顶高程确定 (31) 七消能工的设计 消能工计算与分析 (33) 消力池计算 (38) 消力池构造设计 (39) 八公路桥尺寸拟定 布置影响因素 (41) 结构形式及结构图 (42) 十一坝基面稳定及应力计 工程概况 (57) 工程等别和建筑物级别 (57) 所要分析在四种工况 (57) 荷载具体计算 (58) 稳定计算与分析 (68) 应力计算与分析 (70) 十二防渗及地基处理设计 地基开挖 (73)
坝基的固结灌浆 (73) 坝基帷幕灌浆目的和条件 (74) 坝基排水 (75) 断层破碎带和软弱夹层处理 (75) 谢辞 (77) 主要参考文献及规范 (78) 附录 若水电站上坝线枢纽总布置图rs1 若水电站上坝线大坝平面布置图rs2 上坝线大坝上、下游立视图rs3 闸坝消力池段标准断面图rs4 闸坝护坦段标准断面图rs5 公路桥结构图及挡水坝段断面图rs6 消力池段溢流面钢筋平面图rs7 消力池段溢流面钢筋剖面图rs8 中墩钢筋图rs9 消力池段溢流面钢筋平面布置图及中墩钢筋图rs10
引水式水电站 引水式水电站是自河流坡降较陡、落差比较集中的河段，以及河湾或相邻两河河床高程相差较大的地方，利用坡降平缓的引水道引水而与天然水面形成符合要求的落差(水头)发电的水电站。 简介 引水式水电站 diversion type hydropower station 自河流坡降较陡、落差比较集中的河段，以及河湾或相邻两河河床高程相差 引水式水电站较大的地方，利用坡降平缓的引水道 引水而与天然水面形成符合要求的落差(水头)发电的水电站。 水电站的装机容量主要取决于水头和流量的大小。山区河流的特点是流量不大，但天然河道的落差一般较大，这样，发电水头可通过修造引水明渠或引水隧洞来取得，适合于修建引水式水电站。 世界上已建成的引水式水电站，最大水头达 1767m(奥地利赖瑟克山水电站);引水道最长的达39km(挪威考伯尔夫水电站)。中国已建成的引水式水电站，最大水头为1175m(四川省凉山州昭觉县苏巴姑水电站);引水隧洞最长的为8601m(四川渔子溪一级水电站)。 分类 引水式水电站可分为无压引水式水电站(图1) 和有压引水式水电站(图2)。无压引水式水电站的引水道为明渠、无压隧洞、渡槽等。有压引水式水电站的引水道，一般多为压力隧洞、压力管道等。 主要建筑物 引水式水电站的主要建筑物，根据其位置和用途，可分为以下三 引水式水电站个部分。 首部枢纽建筑物有壅高河流水位及将水流引向引水道的挡水建筑物和导流建筑物，有清除污物、杂物和沉淀泥沙的建筑物，有时还有防冰设施和排冰的建筑物，如坝、拦河闸、引水道的进水口、拦污栅、沉沙池、冲淤和排冰设施。其中，有些建筑物可根据当地的地形、地质等条件，布置在首部枢纽或引水道的沿线。引水道及其辅助建筑物在无压引水道上，常需布设雨水侧向溢流堰、拦沙槛，以及防止崩石、拦截泥石流等保护性工程措施;通常在引水明渠末端建前池或日
水电站输水系统设计理 论与工程实践 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】
水电站输水系统设计与工程实践 第二章水电站输水系统体型设计 第一节进水口 一、进水口功能、组成和分类 水电站进水口至少应具备如下三方面的功能：按照水电站机组引用流量的需要向输水道供水；阻止泥沙和污物进入进水口；能够中断水流。 为了满足上述功能的要求，进水口建筑物的组成一般包括：拦沙坎、拦污段、入口段、闸门段、渐变段和上部结构。对于有压输水系统，进水口还应设置充水孔和通气孔。对于含沙、挟污和冰冻河流上的进水口应设置防沙、防污和防冻等附属设施。进水口常规的固定设备一般有：拦污栅、闸门、启闭机、清污机和观测仪器。 水电站进水口型式，按照进水口位置和引水管道布置分为坝式进水口、河岸式进水口和塔式进水口三种；在各种进水口型式中，按水流条件又可分为深式进水口和开敞式进水口（包括河床式电站的坝式进水口）两类。而每一种进水口又可根据其结构特点分为不同型式，如河岸深式进水口的结构型式有岸塔式、竖井式、岸坡式等等。 （一）坝式进水口 图2-1 柘溪水电站进水口剖面图 图2-2 丹江口水电站进水口剖面图图2-3 新安江水电站进水口剖面图图2-4 三峡水电站进水口剖面图图2-5 岩滩水电站进水口剖面图 图2-6 新丰江水电站进水口剖面图图2-7 凤滩水电站进水口剖面图（二）河岸式进水口 图2-8 湖南镇水电站进水口剖面图图2-9 碧口水电站进水口剖面图 图2-10 鲁布革水电站进水口剖面图
（三）塔式进水口 图2-11 古田一级水电站进水口剖面图 图2-12 二滩水电站进水口剖 面图 图2-13 小浪底水电站进水口剖面图 二、进水口位置选择与设置高程 坝式进水口依附于大坝，只要坝轴线选定，进水口位置就基本确定。因此，进水口位置选择是针对河岸式和塔式进水口而言的。 河岸式进水口最好能从水库、河流中直接取水。若通过引水渠取水，要求引水渠不宜太长，以减小水头损失和避免不稳定流影响；进水口应置于整体稳定的岩基上，尽量避免高边坡开挖量，以降低工程造价。直接从挟沙河流中取水的河岸式进水口，应充分利用河流弯道的环流作用，将进水口选在凹岸；在支流或山沟的汇口处，往往带来大量的推移质，在其下游选择进水口位置时，应置于其影响之外。 塔式进水口，特别是周圈径向取水的塔式进水口，所处周围地形要开阔，以利进流匀称，保证有良好的水流流态。进水塔应选在具有足够承载力的岩基上。 进水口设置高程有着上限和下限的要求。有压进水口的上限是满足最小淹没深度的要求，即在最低水位运行时，能保证进水口水流处于有压状态，不发生贯通式的漏斗漩涡。进水口设置高程的下限应考虑河流泥沙运动特征、水库淤积形态和有无排沙设施。此外，孔口太深，会增加闸门结构的复杂性，还受大容量启闭机制造水平的限制，故闸门结构及启闭机能力也是确定进水口设置高程下限的因素之一。 三、孔口最小淹没深度 进水口最小淹没深度可由下式计算： )2222(23322221121g V g V g V g V K S ???+++= (2-1) 该式的物理意义是：孔口最小淹没深度不小于进水口各项水头损失与引水 道动能之和。其中K 是不小于的安全系数；g V 221进水口后接管道均匀段的平均流速水头；1?入口水头损失系数，圆弧形入口取，抛物线形入口取；2?拦污栅
第一章原始资料及设计条件 1.1 概述 1.1.1 工程概况 某水电站位于沅水一级支流巫水下游峡谷河段，下距会同县若水乡镇2km，距洪江市15km。坝址下游2km有洪江～绥宁省级公路从若水乡镇经过，交通较为便利。 该工程初拟正常蓄水位191m，迥水至高椅坝址，库容0.0708亿m3，装机16MW，是一座以发电为主，兼有防洪、旅游等综合效益的水电工程，枢纽建筑物由溢流闸坝、重力式挡水坝、右岸引水发电隧洞和引水式厂房组成。 1.2工程等别和建筑物级别 本工程以发电为主，兼有防洪、旅游等综合效益。水库正常蓄水位191m时库容为0.0708亿m3，电站装机容量为16MW，根据水利水电工程等级划分的规定，工程规模为小（1）型，工程等别为Ⅳ等。永久性建筑物闸坝、电站厂房等属4级建筑物，临时建筑物属5级。 1.2 水文气象资料 1.2.1 洪水 各频率洪峰流量详见下表 表1-1 坝址洪峰流量表 1.2.2 水位～流量关系曲线： 表1-2 下坝址水位～流量关系曲线表高程系统：85黄海
表1-3 上坝址水位～流量关系曲线表 高程系统：85黄海 表1-4 厂址水位～流量关系曲线表 高程系统：85黄海 多年平均含沙量：0.0893/m kg ； 多年平均输沙量：22.05万t ；设计淤沙高程：169.0m ；淤沙内摩擦角：10?；淤沙浮容重：0.93/m t 。 1.2.4 气象 多年平均气温：16.6?C ；极端最高气温：39.1?C ；极端最低气温：-8.6?C ；多年平均水温：18.2?C ；历年最高气温：34.1?C ；历年最低气温：2.1?C ；多年平均风速：1.40s m /； 历年最大风速：13.00s m /，风向：NE ；水库吹程：3.0km ；最大积雪厚度：21cm ；基本雪压：0.252/m KN 。 1.3 工程地质与水文地质 1.3.1 工程地质资料 (1)该工程区地震基本烈度小于Ⅵ度，不考虑地震荷载。 (2) 基岩物理力学指标 上坝址：饱和抗压强度：20～30MPa ；抗剪指标：岩砼/f =0.6～0.65；抗剪断指标：
FJD34260 FJD 水利水电工程技术设计阶段 引水式水电站水道水利学 计算大纲范本 水利水电勘测设计标准化信息网 1998年1月 1
水电站技术设计阶段 引水式水电站水道水力学计算大纲 主编单位: 主编单位总工程师: 参编单位: 主要编写人员: 软件开发单位: 软件编写人员: 勘测设计研究院 年月 2
目次 1. 引言 (4) 2. 设计依据文件和规范 (4) 3.基本资料 (4) 4.计算原则与假定 (6) 5.计算内容与方法 (6) 6.观测设计 (15) 7.专题研究 (16) 8.应提供的设计成果 (16) 3
4 1 引言 工程位于 ,是以 为主, 等综合利用的水利水电枢纽工程。水库最高洪水位 m,正常蓄水位 m,死水位 m ，最大坝高 m 。电站总装机容量 MW,单机容量 MW,共 台,保证出力 MW 电站设计水头 m,最大水头 m,最小水头 m 。电站最大引用流量 m 3 /s 本工程初步设计于 年 月审查通过。 2 设计依据文件和规范 2.1 (1) 工程可行性研究报告 ; (2) 工程可行性研究报告审批文件 ; (3) 工程初步设计报告; (4) 工程初步设计报告审批文件; (5) 2.2 主要设计规范 (1)SDJ 12—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; (2)SD 134—84 水工隧洞设计规范; (3)SD 303—88 水电站进水口设计规范(试行); (4)SD 144—85 水电站压力钢管设计规范(试行); (5)DL/T 5058-1996 水电站调压室设计规范; (6)DL/T 5079-1997 水电站引水渠道及前池设计规范 (7)SL 74—95 水利水电工程钢闸门设计规范； (8)SDL 173—85 水力发电厂机电设计技术规范。 3 基本资料 3.1 工程等级及建筑物级别 (1)根据SDJ 12—78规范表1确定本工程为 (2)根据引水系统工程在水电站枢纽中所处的位置及其重要性,按SDJ 12—78确定建筑物级别为 3.2 (1)各种频率下的洪水流量,和经水库调节后相应的下泄流量; (2)多年平均流量; (3) 3.4 设计计算中常用的各种水位流量资料如表1。