水电站厂房
第一节几种水头的计算(1)
H max=Z蓄—Z单机满出力时下游水位
H r= Z蓄—Z全机满出力时下游水位
H min=Z底—Z全机满出力时下游水位
一、H max的计算。
1 假设H max=84m
由公式Nr=K Q H
公式中 Nr为单机出力50000KW
K 为出力系数8.5
H 为净水头=H0—ΔH=0.97H0 (ΔH=0.03H0)
Q 为该出力下的流量。
故解出Q=70.028m3/s
查下游流量高程表得下游水位为198.8m
上游水位为284m
ΔH=0.03 (284—198.8)=2.6m
又因为284—84—2.6= 197.4
2 重新假设Hmax=83m
由公式Nr=K Q H
解出Q=70.87m3/s
查下游流量高程表得下游水位为199.3m
上游水位为284m
ΔH=0.03 (284—199.3)=2.5m
又因为284—83—2.5=198.5
故H max=83m
二、H min的计算。
1 假设H min=60m
由公式Nr=K Q H
公式中 Nr为全机出力200000KW
K 为出力系数8.5
H 为净水头=H0—ΔH=0.97H0 (ΔH=0.03Ho)
Q 为该出力下的流量。
故解出Q=392.16m3/s
查下游流量高程表得下游水位为203.50m
上游水位为264m
ΔH=0.03 (264—203.50)=1.80m
又因为264—60—1.80=202.20< 203.50
2 重新假设Hmin=59m
由公式Nr=K Q H
解出Q=398.80m3/s
查下游流量高程表得下游水位为203.58m
上游水位为264m
ΔH=0.03 (264—203.58)=1.77m
又因为264—59—1.77=203.23 = 203.58
故H min =59m 三、H r 的计算。
1 假设H r =70m 由公式Nr=K Q H
公式中 Nr 为全机出力200000KW K 为出力系数8.5
H 为净水头=H 0—ΔH=0.97H 0 (ΔH=0.03Ho) Q 为该出力下的流量。 故解出Q=336.13m3/s
查下游流量高程表得下游水位为203.40m 上游水位为284m
ΔH=0.03 (284－203.40)=2.10m
又因为284—70—2.10=211.90 > 203.40 2 重新假设Hr=78m
由公式Nr=K Q H 解出Q=301.66m3/s
查下游流量高程表得下游水位为203.33m 上游水位为284m
ΔH=0.03 (284－203.33)=2.34m
又因为284—78—2.34=203.66 = 203.33 故Hr=78m
第二节 水轮机的选型(7)
根据该电站的水头范围和该机组的出力范围，在水轮机系列型谱表中查出该电站最好选择HL220机型。
一、水轮机的额定出力计算。
Nr = Ngr / ?
公式中Ngr 为水轮机额定出力。 ? 为水轮机效率为90%。
Nr 为水轮机出力为55430KW 。 故Ngr 为5.543万KW 二、水轮机转轮直径的计算。 m 1η为水轮机模型效率为89%。
s m Q m
/15.13='为该出力下模型的流量。 由此初步假定原型水轮机在该工况下s m Q Q M /15.1311
='=' ,效率 %91=η 由公式：ηr r r H H D Q N 21181.9'= 得 m D 6998
.21= 又因为转轮直径应选符合转轮直径系列并比计算值稍大的值 故1D 为2.75m 。 三、水轮机转速n 的计算。
min /7010
r n m =' 初步假定m n n 1010'=' m H H r av 1.8295.0/==（对于坝后式水
电站）
由公式min 64.23075.21.827011
r D H n n av =÷?=÷'= 又因为水轮机的转速要采用发电机的标准转速，为此要选取与上述公式得出的转速
相近的发电机的标准转速。常选取稍大的标准转速作为水轮机采用的转速。故为250 r/min 。
又因为当n = 250 r/min 时水轮机的效率比较低，故选取比标准转速稍小的标准转速。
故选取n = 214 r/min 。 四、效率与单位参数修正。
HL220-2750的%91max =M η m mm D m 46.04601== 求得原型%3.96)1(15
1
1max max =--=D D M
M ηη（当水头H 〈150m 时〉 效率修正值：%3.5%91%3.96=-=?η考虑原型与模型水轮机在制造工艺、质量上的差异，在已求得的η?值中减去一个修正值%0.1=ε则%3.4=?η由此原型水轮机在最优工况下的效率为:
%
3.95%3.4%91max max =+=?+=ηηηM
%3.93%3.4%89max =+=?+=ηηηM 与假定值不等，重新假定。
重新假定：s m Q Q M /15.1311
='=' ,效率 %3.93=η ηr r r H H D Q N 21181.9'= 得 m D 666.21=
又因为转轮直径应选符合转轮直径系列并比计算值稍大的值 故1D 为2.75m 。
HL220-2750的%91max =M η m mm D m 46.04601== 求得原型%3.96)1(15
1
1max max =--=D D M
M ηη（当水头H 〈150m 时〉 效率修正值：%3.5%91%3.96=-=?η考虑原型与模型水轮机在制造工艺、质量上的差异，在已求得的η?值中减去一个修正值%0.1=ε则%3.4=?η由此原型水轮机在最优工况下的效率为
%
3.95%3.4%91max max =+=?+=ηηηM
%3.93%3.4%89max =+=?+=ηηηM 与假定值相等。
单位转速修正值：
%3.21%91%3.95)1(max max 10
1
=-=-=''?M m n n ηη 由于
%0.310
1
<''?m n n 按规定单位转速可不加修正，
同时单位流量Q 也可不修正，由上可见，原假定%3.93=η，M Q Q 11'='，m n n 1010'=正确，所以1D 为2.75m 和n = 214 r/min
是正确的。
五、水轮机工作范围的检验。
s
m s m H H D N Q r r r
3321max 1
15.108.1%
3.93787875.281.951550
81.9<=????=
?='η
则水轮机最大引用流量：
s m H D Q Q r 321max 1
max 13.727875.208.1=??='= 与特征水头H max ，H min ,H r 相应单位转速为：
min 59.648375
.2214max 1min 1
r H nD n =?=
='
min 62.7659
75
.2214min 1min 1
r H nD n =?=='
min 63.6678
75
.22141min 1
r H nD n r
=?=
='
效率验证如图：
六、水轮机吸出高度Hs 的计算。
Hs = 10—?/900—（σ +Δσ）H 公式中?为电站的海拔高程为203.79m 。（由多年平均流量Q=100秒立方米）
σ 为水轮机的汽蚀系数为0.133。
Δσ 为水轮机的汽蚀系数修正值为0.02。
313.278)02.0133.0(900
79
.20310-=?+--
=s H 第三节 发电机的选型
一、发电机的外型尺寸。
n=214r/min>150r/min 故采用悬式发电机。 1 主要尺寸估算
⑴．极距：4
2p
S k f j =τ （查表3—2得10~8=j k 查〈水电站〉表5—8
得p=14）
cm 03.60)142(55430)10~8(4=?÷?=τ
(2).定子内径：cm p
D i 316.53503.6014
.314
22=??=
=
τπ
（3）.定子铁芯长度：cm n CD S l e i t t 65.150214
316.53510555430
262=???==
-
（4）.定子铁芯外径：因n=214r/min>166.7r/min
有cm D D i a 352.60703.602.1316.5352.1=?+=+=τ
2 平面尺寸估算
⑴定子机座外径：因n=214r/min>166.7r/min ，有cm D D a 38.69214.11== ⑵风罩内径：因KVA S t 20000> cm D D 38.89220012=+= ⑶转子外径：cm D D i 316.455402316.53523=?-=-=δ ⑷下机架最大跨度：因KVA S KAV t 10000010000<<
cm D D 4406054=+= （查表 m D 8.35=）
⑸推力轴承外径和励磁机外径：根据发电机容量查表得：
mm mm D mm mm D 2600~1600,3600~260076==取
cm D cm D 235,33576==
3 轴向尺寸的计算 ⑴定子机座高度：
因n=214r/min cm l h t 71.27003.60265.15021=?+=+=τ ⑵上机架高度：cm D h i 83.133316.53525.025.02=?== ⑶推力轴承高度、励磁机高度和永磁机高度：查表得：
mm
h mm h mm h mm h 900~600,1200~800,2400~2000,2000~15006543==== 取cm h cm h cm h cm h 80,100,200,1756543====
⑷下机架高度：悬式非承载机架：cm D h i 24.64316.53512.012.07=?== ⑸定子支座支承面至下机架支承面或下挡风板之间的距离： 悬式非承载机架：cm D h i 3.80316.53515.015.08=?==
⑹下机架支承面至主轴法兰盘之间的距离：cm h mm h 120,1500~70099=∴= ⑺
转
子
磁
轭
轴
向
高
度
：
无
风
扇
：
cm mm l h t 65.2106065.150)600~500(10=+=+=
⑻发电机主轴高度：cm h h h h h h h h H 84.98498654321=+++++++=
cm H h 78884.9848.0)9.0~7.0(11=?==
⑼定子铁芯水平中心线至主轴法兰底盘之间的距离：cm h h h 2.33546.010112=+= 二、发电机的重量估算
1 发电机总重：)(7.365)214
55430()10~8()
(3
23
2
1t n S k G e
f f =?==
2 发电机转子重：)(85.1822
1
2t G G f ==
3 发电机飞轮力矩：因100r/min )(4.278065.50.1)316.35.5(2.525.35.322m t l D k GD t i *=??== 二、轮机蜗壳外型尺寸的计算 由于m m H 4083max >=，因此采用金属蜗壳。 蜗壳进口直径：100D D α=（查表得34.10=α）m D D 685.375.234.1100=?==α 蜗壳断面长：m R R R L 07.1035.472.5001800=+=+= 蜗壳断面高：m R R R h 525.841.3115.50027090=+=+= 金属蜗壳座环尺寸：查表得：250,125,55.4,65.3====γk m D m D a b 第四节 调速系统(7) 一、调速器的选择 调速功计算：∵m H 83max = kw N r 55430= 水轮机在该工况的效率 %89=η ∴s m Q 349.7689 .03.881.955430 =??= ∵m N H kN A r ?>=?= = 3000063.1746183 554304.13 232 max 85 .0属于大型调速 器。 二、接力器选择 1 接力器直径的计算 采用标准导水机构用两个接力器操作选用额定油压为4.0Mpa max 1 H D b D ds λ=已知导叶数240=z ，采用标准正曲率导叶，查表6—4 032.0~029.0=λ取为0.03，∵ 1 D b =0.25。 m H D b D ds 376.08325.075.203.0max 1 =???==λ选用与之偏大的mm ds 400= 2 接力器的最大行程的计算 在HL220模型综合特性曲线上由设计工况点：min 63.661 r n r =' s m Q 3max 1 08.1='查得 30max 0=a 又 46 0=M D 24 0=z 则 mm z D z D a a M M M 87.20924 46024 3218300000max 0max 0=???== ∴m a S 336.087.2096.1)8.1~4.1(max 0max =?== 3 接力器容积的计算 两个接力器总容积32max 2 076.0336.0376.02 14 .32 m S d V s s =??= =π 4 主配压阀直径的选择 由公式：)4,4(4s T s m V VT V d s s s === π得mm d 784414.3076 .04=???= 取与之偏大的d=80mm 即选用DT-80型电气液压式调速器。 三、油压装置的选取 油压装置不考虑空放阀和进水阀的用油，则油压装置压力油罐的容积按经验公式： 3053.1~368.1)20~18(m V V s ==选择与之接近偏大的HYZ-1.6型分离式油压装置。 四、主变的选取 采用扩大单元接线，两台机组共用一台主变，参考《水电站厂房设计》附录1—6，选用SSPL-10000型主变 五、起重设备 参考《机电设计手册》：发电机转子重量：182.85T 乘以动力系数1.2：182.85×1.2=219.42T 选用2×125双小车桥式起重机。 第五节 尾水管的选型 由于采用HL220型，因此31D D <，所以： 肘管进口直径D 3：4 4 213421)(2D h tg tg h h h D D +--+= β 对于混流式水轮机0 09~7=β， h 1=0.05577m ，h 2=0.06971m ，h 3=0.1m ， m tg h h h h tg D D 782.2)(2221443=---*+=ββ 第六节 厂房尺寸的确定(3) 一、机组段平面尺寸的确定。的确定。 1 主厂房长度的确定。 （1）机组间距L 1: 由发电机风罩确定的机组段长度L 1: L 1=Φ+B+2δ=8.92+4.2+2×1.5=14.12(m) 所以取L 1:为14.2米。 （2） 机组段长度L 2: 计算边机组段长度的时候需要考虑设备的布置和吊运的要求。由经验公式得： L 2= L 1+△L=14.2+0.8×2.75=16.4(m) [式中△L=(0.2-1)D]] （3） 装间长度L 3: 根据吊运与机组检修等的布置要求，由经验公式得 L 3=（1-1.5）L 1所以取L 3:为19米。 所以厂房的总长为3 L 1+ L 2+ L 3=3×14.2+16.4+19=78米。 2 主厂房宽度的确定。 （1） 厂房水下部分宽度的确定: ① 下游侧宽度B 1: B 1主要决定于下游尾水管的尺寸，故B 1=4.5×D 1=12.375m 。取B 1:为12.4m 。 ② 上游侧宽度B 2: B 1主要决定于蜗壳进口的布置、主阀、机组及其他附属设备的布置，为了 方便取与厂房水上部分上游侧的宽度相同为：8.3m 。 （2） 厂房水上部分宽度的确定: ① 下游侧宽度B 1: B 1主要决定于发电机层地面的设备的布置及交通要求。 B 1=8.92÷2+1.5+1.2=7.16m 。取B 1为7.2m 。 ② 上游侧宽度B 2: B 2主要决定于发电机层地面的设备的布置及交通要求。 B 2=8.92÷2+1.5+1+1.2=8.16m 。取B 1为8.3m 。 二、尾水平台及尾水闸室的布置。 尾水管的出口分为两个孔，每孔的尺寸为3.29m ×3.34m ，中间隔墩宽为0.9m 。尾水闸门尺寸为 3.49m ×3.54m ，每台机组各设一套闸门，分别以四台电动活动式尾水闸门起闭机操作。在每台机组的尾水闸墩上分别设置两个尾水闸室，分别放置尾水闸门。 根据吊运闸门和行人交通的需要，以及尾水管的长度，设置尾水平台，高程与发电机层地面高程相同为：210.23m 三、主厂房控制高程的确定。 1 水轮机的安装高程： ∵m H S 313.2-=∴m b H H s s 96925.12 75 .225.0313.220-=?+-=+=' ∵因为一台机组满发时引用最小流量为70.87m 3 /s,对应的水位即为下游尾水位： m 85.201=?尾 ∴水轮机安装高程：m 88.19985.20196925.1=+-=?水取为200m 2 尾水管底板高程： ▽1=▽3－b 0÷2－h 1=200－0.6875÷2－7.15=192.387 3 尾水管进人孔地面高程： ▽2=▽3－r 1－h 2=200－4.4－1.8=193.68(m) 4 水轮机层地面高程： ▽4=▽3+r 2+h 3=200+1.8425+1.2=203(m) 5 发电机定子安装高程： ▽D =▽4+h 4+h 5=203+2+1=206(m) 6 发电机层地面高程： ▽5=▽D + h 6=206+4.23=210.23(m) 7 安装间地面高程： 根据下游洪水资料及厂房的施工等需要将安装间高程相对发电机地面高程抬高 △H为4.77。所以安装间高程为▽6=▽5+△H=210.23+4.77=215(m) 8吊车轨顶高程： ▽7=▽6+ h max+ h7+c+ h8=215+7.88+0.2+0.8+1.895=225.775(m) 所以取▽7为225.78米。 9屋顶大梁底部高程： ▽8=▽7+△h+ h9+ h10 =225.78+0.2+1.8+1.2=228.98(m) 所以取▽8为229米。 10厂房屋顶高程： 以上高程都已经确定所以厂房屋顶高程可取为230米。 第七节厂房的整体稳定分析(2) 为了便于计算荷载，厂房的整体稳定分析按一个机组段进行计算，其计算方法与混凝土重力坝的稳定分析相同。通过计算确定厂房整体的抗滑稳定性和地基上的应力是否超过允许值，而且一般不允许出现拉应力。由于厂房的宽度较大，一般不需要进行厂房倾倒稳定性的校核。 一、荷载计算。 1 厂房自重： (a)一期混凝土自重：A1 尾水管周围混凝土自重： W1=[(12.375+8.2)×(3.712+3.387)×14.2－0.5×(3.355+1.85625)×7.37× 7.48－1.85625×5.005×7.48－(90÷360)×3.14×3.7122× 7.48]=24539.94KN 柱子自重： W2=0.8×1.2×34×6×24=4700.16KN 尾水平台混凝土自重： W13=[(12.4－7.2)×(205.9225－192.387)×14.2－1×4×7.48－7.4813×(205.9225－192.387)×4]×24=18133.55KN 所以A1= W1+ W2+ W3=47373.5KN (b)二期混凝土自重：A2 蜗壳周围混凝土自重： W4=[13.0375×13.2105×14.2－3.14×(4.42÷4)×13.2105－(2.752÷4)× 3.14×13.0375]×24=52020.65KN 各层楼板自重： W5=15.4×0.4×14.2×24×2=4198.656KN 所以A2= W4+ W5=56219.306KN 2已安装的机电设备重：A3 发电机总重：W6=3657KN 水轮机总重：W7=284KN 所以A3= W6+ W7=3941KN 3上游水压力：A4 A4=0.25×3.14×5×5×9.81×5×5=4808.175KN 4下游水压力：A5 A5=0.5×10×23.45×23.45×14.2=39043.0775KN 5上浮力：A6 A6=[(23.45+70.34)×3×0.5+956.76]×14.2=24074.964KN 6 蜗壳和尾水管中水重：A 7 A 7=(2.75×2.75÷4)×3.14×3.14×(5.72－2.75)×2×10=1118.45KN 7 特殊风荷载：A 8 P=K ·K z ·W 0=0.8×1.0×76.8=61.44kg/m 2 A 8=14.2×(229.975－218.45)×61.44=10054.96N=10.05496KN 8 浪压力荷载：A 9 A 9=79.87KN 9 地震惯性力：A 10 A 10=K h ·C z ·F ·W=0.1×0.25×1.1×107533.806=2957.18KN 10 地震时水的激荡力：A 11 A 11=0.65K h ·C z ·γ0·H 12·L=0.65×0.1×0.25×10×23.452 ×14.2=1268.9KN 二、荷载组合。 在计算设计中应该对各种不同的工作情况，按照不同的荷载组合校核厂房的抗滑稳定性和地基应力分布。 1 在水电站正常运转情况时的荷载组合为： 987654321A A A A A A A A A ++++++++ 2 在水电站机组检修的情况时的荷载组合为： 9865421A A A A A A A ++++++ 3 在大坝宣泄洪水时的非常情况时，泄洪时间较短，特殊风荷载可以不考虑，其荷载 组合为： 1110987654321A A A A A A A A A A A ++++++++++ 四、计算方法与原则。 在上面可能发生的几种荷载组合中，要要首先进行分析和论证，找出主要控制情况进行计算。该厂房是建在比较好的地基上的，地基的承载力较好，计算1种情况后发现所要求的地基应力比地基承载力小得多时，亦可以不必对每一种情况都进行计算。 五、该电站的地基承载能力及厂房抗滑稳定安全系数。 由于厂房建在新鲜完整的坚硬岩石地基上，允许的承载力较大为：2-10MP 厂房抗滑稳定安全系数查资料如下：（一级建筑物等级） 正常运行工况下：K=1.4 检修工况下：K=1.3 非常工况下：K=1.1 六、厂房的抗剪断强度验算： ∑∑'+'= 'P A c G f K KN A A A A A G 292.84577964.2407445.11183941306.562195.473736 7321 =-+++=-+++=∑ KN 31.4129087.79175.480805496.100775.39043=+-+= 2 294.2937.202.141012m A MP c =?=?=' 所以[]0.3977.931 .412901097.29312292.845777.02 K K '≥=??+?= ' 满足要求。 七、厂房抗浮稳定验算： U W K f ∑= KN A A A A W 338.8210345.11183941306.562195.473737 321 =+++=+++=∑ KN A U 964.240746== 所以[] 1.141.3964 .24074338 .82103=≥== f f K K 满足要求。 八、厂房的抗滑稳定验算： 1 正常运转工况下： KN A A A A A G 292.84577964.2407445.11183941306.562195.473736 7321 =-+++=-+++=∑ KN A A A A P 31.4129087.79175.480805496.100775.390439 485 =+-+=+-+=∑ 所以[]4.1434.131 .41290292 .845777.0=≥=?= = ∑∑K P G f K 故满足要求。 2 检修工况下： KN A A A G 842.79517964.24074306.562195.473736 21 =-+=-+=∑ KN 31.4129087.79175.480805496.100775.39043=+-+= 所以[]3.1348.131 .41290842 .795177.0=≥=?= = ∑∑K P G f K 故满足要求。 3 非常工况下： KN A A A A A G 292.84577964.2407445.11183941306.562195.473736 7321 =-+++=-+++=∑ N A A A A A A P 39.455169.126818.295787.79175.480805496.100775.3904311 109485 =+++-+=+++-+=∑ 所以[]1.1301.139 .45516292 .845777.0=≥=?= = ∑∑K P G f K 故满足要求。 参考文献 （1）索丽生 任旭华 胡明编著?水利水电工程专业毕业设计指南?中国水利水电出版社 2001.1 （2）王树人 董旒新主编?水电站建筑物?清华大学出版社1992.3 （3）水电站厂房设计规范SL266-2001?中国水利水电出版社2001.5 （4）河海大学?张洪楚主编?水电站?中国水利水电出版社1994.10 （5）河海大学?林益才主编?水工建筑物?中国水利水电出版社1997.7 （6）国家电力公司水电建设工程质量监督总站编?水电工程设计基础?中国电力出版社 2003.1 （7）水电站机电设计手册编写组?水电站机电设计手册水力机械?水利电力出版社1983.11 （8）水电站机电设计手册编写组?水电站机电设计手册电气一次?水利电力出版社1982.11 （9）水电站坝内埋管设计手册及图集编写组?水电站坝内埋管设计手册及图集?水利电力出 版社1988.11 （10）华东水利学院?水工设计手册第七卷水电站建筑物?水利电力出版社1989.5 （11）张光斗 王光纶著?专门水工建筑物?上海科学技术出版社1999.12 （12）李家星 赵振兴?水力学（上、下册）?河海大学出版社2000.12 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 坝后式水电站毕业设计 5.1 设计内容 5.1.1 基本内容 5.1.1.1 枢纽布置 (1) 依据水能规划设计成果和规范确定工程等级及主要建筑物的级别； (2) 依据给定的地形、地质、水文及施工方面的资料，论证坝轴线位置，进行坝型选择； (3) 论证厂房型式及位置； (4) 进行水库枢纽建筑物的布置(各主要建筑物的相对位置及形式，划分坝段)，并绘制枢纽布置图。 5.1.1.2 水轮发电机组选择 (1) 选择机组台数、单机容量及水轮机型号； (2) 确定水轮机的尺寸(包括水轮机标称直径D1、转速n、吸出高度Hs、安装高程Za)； (3) 选择蜗壳型式、包角、进口尺寸，并绘制蜗売单线图； (4) 选择尾水管的型伏及尺寸； (5) 选择相应发电机型号、尺寸，调速器及油压装置。 5.1.1.3厂区枢纽及电站厂房的布置设计 (1) 根据地形、地质条件、水文等资料，进行分析比较确定厂房枢纽布置方案； (2) 核据水轮发甴机的资料，选择相应的辅助设备，进行主厂房的各层布置设计； (3) 确定主厂房尺寸； (4) 副厂房的布置设计； (5) 绘制主厂房横剖面图、发电机层平面图、水轮机层和蜗壳层平面图各?张。 5.1.0 选作内容 5.1.2.1 引水系统设计 (1) 进水口设计。确定进水口高程、型式及轮廓尺寸； (2) 压力管道的布置设计。确定压力管道的直径；确定压力管道的布置方式和各段尺寸； 5.2 基本资料 本水电站在MD江的下游，位于木兰集村下游2km处。坝址以上流域控制面积30200km2。 本工程是一个发电为主，兼顾防洪、灌溉、航运及养鱼等综合利用的水利枢纽。电站投入运行后将承担黑龙江东部电网的峰荷，以缓解系统内缺乏水电进行调峰能力差的局面。 本工程所在地点交通比较方便，建筑材料比较丰富，是建设本工程的有利条件。电站地理位置图见图5-1。 水电站厂房 第一节几种水头的计算(1) H max=Z蓄—Z单机满出力时下游水位 H r= Z蓄—Z全机满出力时下游水位 H min=Z底—Z全机满出力时下游水位 一、H max的计算。 1 假设H max=84m 由公式Nr=K Q H 公式中 Nr为单机出力50000KW K 为出力系数8.5 H 为净水头=H0—ΔH=0.97H0 (ΔH=0.03H0) Q 为该出力下的流量。 故解出Q=70.028m3/s 查下游流量高程表得下游水位为198.8m 上游水位为284m ΔH=0.03 (284—198.8)=2.6m 又因为284—84—2.6= 197.4 2 重新假设Hmax=83m 由公式Nr=K Q H 解出Q=70.87m3/s 查下游流量高程表得下游水位为199.3m 上游水位为284m ΔH=0.03 (284—199.3)=2.5m 又因为284—83—2.5=198.5 故H max=83m 二、H min的计算。 1 假设H min=60m 由公式Nr=K Q H 公式中 Nr为全机出力200000KW K 为出力系数8.5 H 为净水头=H0—ΔH=0.97H0 (ΔH=0.03Ho) Q 为该出力下的流量。 故解出Q=392.16m3/s 查下游流量高程表得下游水位为203.50m 上游水位为264m ΔH=0.03 (264—203.50)=1.80m 又因为264—60—1.80=202.20< 203.50 2 重新假设Hmin=59m 由公式Nr=K Q H 解出Q=398.80m3/s 查下游流量高程表得下游水位为203.58m 上游水位为264m ΔH=0.03 (264—203.58)=1.77m 又因为264—59—1.77=203.23 = 203.58 故H min=59m 三、H r的计算。 科类工学编号（学号）2011310309 本科生毕业论文（设计） 小米水电站压力钢管初步设计 Preliminary Design of penstock of XiaoMi Hydropower Station 杨佳明 指导教师：杨银华职称讲师 云南农业大学昆明黑龙潭 650201 学院：水利学院 专业：水利水电工程年级： 2011级 论文（设计）提交日期：2015 年5月18日答辩日期：2015年 5月24日 云南农业大学 2015年5 月 小米水电站压力钢管初步设计 杨佳明 （云南农业大学水利学院，昆明 650201） 摘要 压力钢管是小米水电站引水发电系统的一个重要组成部分，长期承受着高压、内水压力的作用，此外，还承受温度变化、支座沉陷、地震、放空时的外压力以及大气或土壤的作用，一旦破裂，将会造成极为严重后果，因此，压力钢管的合理设计至为重要；根据小米电站地形地质情况，通过搜集类似工程实例，拟定小米电站压力钢管的总体布置方案、结构型式，查阅压力钢管设计规范，根据规范要求，通过相关水力计算，确定压力钢管的直径和壁厚，拟定镇和支墩结构尺寸，根据规范，进行镇和支墩稳定分析，完成管壁应力分析计算；根据相关资料和设计规范，小米电站压力钢管各项参数符合规范要求，满足安全运行的要求，达到小米水电站压力钢管的初步设计深度要求。 关键词：管壁厚度；压力钢管；镇墩；支墩；稳定性。 Preliminary Design of penstock of XiaoMi Hydropower Station Yang Jiaming (College of Water Resource and Hydraulic，Yunnan Agricultural University，Kunming 650201) ABSTRACT 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) ; 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 2013年秋季学期课程设计 水利与环境学院系（院）水利水电工程专业 题目水电站厂房课程设计 学生姓名胡浩凡 班级10水利水电工程（1）班 学号2010101143 指导教师朱士江 日期2014 年01 月08 日 三峡大学教务处订制 水电站厂房课程设计说明书 1 绘制蜗壳单线图 1.1蜗壳的型式： 首先，本水电站水轮机的最大工作水头80.440＞=m H m m ，应采用金属蜗壳；其次，由水轮机的型号HL220—LJ —120，可知本水电站采用金属蜗壳。 1.2蜗壳主要参数的选择 金属蜗壳的断面形状为圆形 为了获得良好的水力性能，圆形断面金属蜗壳的包角一般取φ0 =345°（P98）。 由基本资料可知: 3max 12.03m /s =Q 蜗壳进口断面流量max 0360 ?= c Q Q 3345 12.0311.53/360 = ?=c Q m s 。 由图4—30（P99）查得蜗壳进口断面平均流速 6.6/=c V m s 。 1.3座环尺寸 查金属蜗壳座环尺寸系列表可知，表中最小转轮直径为1800mm 。对表中数据进行分析，发现转轮直径和座环内外径成线性关系，利用excel 拟合直线，求出 17.3074983.11+=D D a ， 54.1852938.11+=D D b 。 当11200=D mm 时 mm D a 2105=，mm D b 1738=，则mm r a 5.1052=，mm r b 869=。 其中：b D —座环内径；a D —座环外径；b r —座环内半径；a r —座环外半径。 座环示意图如下图所示 座环尺寸（单位：mm ），比例1:100 1.4蜗壳的水力计算 1.4.1对于蜗壳进口断面（P100） 断面面积20max 34512.03 1.75360360 6.6 ??= ===?c c c c Q Q F m V V 断面的半径0max max 0.746360360 6.6ρπ π = = = =???c m V 。 从轴中心线到蜗壳外缘的半径：max max 2 1.052520.746 2.545ρ=+=+?=a R r m 。 1.4.2 对于断面形状为圆形的任一断面的计算 设i ?为从蜗壳鼻端起算至计算面i 处的包角，则该计算断面处的max 360 i i Q Q ?= ， i ρ= 2i a i R r ρ=+。 其中：3max 12.03/=Q m s ， 6.6/=c V m s ， 1052.5 1.0525==a r mm m 。 表 １—１ 引言 随着经济的腾飞，电力系统的发展和负荷的增长，电力网容量的增大，电压等级和综合自动化水平也不断提高，科学技术突飞猛进，新技术、新电力设备日新月异，该地原有变电所设备陈旧，占地较大，自动化程度不高，为满足该地区经济的持续发展和人民生活的需要，电网正在进行大规模的改造，对变电所的设计提出了更高、更新的要求。建设新的变电所，采用先进的设备，使其与世界先进变电所接轨，这对提高电力网的供电可靠性，降低线路损耗，改善电能质量，增加电力企业的经济效益有很大的现实意义。 1、绪论 由于经济社会和现代科学技术的发展，电力网容量的增大，电压等级的提高，综合自动化水平的需求，使变电所设计问题变得越来越复杂。除了常规变电所之外，还出现了微机变电所、综合自动化变电所和无人值班变电所等。目前，随着我国城乡电网建设与改革工作的开展，对变电所设计也提出了更高、更新的要求。 1.1 我国变电所发展现状 变电技术的发展与电网的发展和设备的制造水平密切相关。近年来，为了满足经济快速增长对电力的需求，我国电力工业也在高速发展，电网规模不断扩大。目前我国建成的500kV变电所有近200座，220kV变电所有几千座；500kV电网已成为主要的输电网络，大经济区之间实现了联网，最终将实现全国联网。电气设备的制造水平也在不断提高，产品的性能和质量都有了较大的改进。除空气绝缘的高压电气设备外，GIS、组合化、智能化、数字化的高压配电装置也有了新的发展；计算机监控微机保护已经在电力系统中全面推广采用；代表现代输变电技术最高水平的750kV直流输电，500kV交流可控串联补偿也已经投入商业运行。我国电网供电的可靠性近年来也有了较大的提高，在发达国家连续发生严重的电网事故的同时，我国电网的运行比较稳定，保证了经济的高速发展。 1.2 变电所未来发展需要解决的问题 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。 水电站设计技术规范及文件目录清单（部分） 序号标准、规程规范编号标准、规范名称备注 1SDJ12─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) 2SDJ12─78水规［1990］35号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)补充规定3DL5025－93水利水电工程可行性研究报告编制规程 4DL5021－93水利水电工程初步设计报告编制规程 5电力部电计1993］567号文“水利水电工程预可行性研究报告编制暂行规定(试行)” 6SL/T179－96小型水电站初步设计报告编制规程 7SL2.1~2.3－98水利水电量和单位 8水建［1997］336号、电办(19 水利水电土建工程施工合同条件1997(年版) 9SDJ278－90水利水电工程设计防火规范 10DL5077－1997水工建筑物荷载设计规范 11SL73－95水利水电工程制图标准 12DL5061－1996水利水电工程劳动安全与工业卫生设计规范 13能源水电(1989)181号水电建设工程防汛管理暂行条例 14GBJ71－84小型水力发电站设计规范 15SL176－1996水利水电工程施工质量评定规程(试行) 16SL168－96小型水电站建设工程验收规程 17电安生(1997)25号水电站大坝安全管理办法 18能源电［1988］37号水电站大坝安全检查施行细则 19水规计［1996］608号水利水电工程项目建议书编制暂行规定 20电水农［1997］221号水电建设工程安全鉴定暂行规定 21电水农［1996］882号水电工程建设监理规定 221997年版水电工程建设监理合同范本 23水建［1996］396号水利工程建设监理规定 24SL20－92水工建筑物测流规范 25SL01－1997水利水电技术标准编写规定 26SDJ249－88水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准(水工建筑工程)(试行) 27SL38－92水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准(七)碾压式土石坝和浆砌石坝工程 28GB50199－94水利水电工程结构可靠度设计统一标准 29GB50201－94防洪标准 30GB/T14689－93技术制图图纸幅面和格式 31GBJ108－87地下工程防水技术规范 32GBJ140－90(1997修定版)建筑灭火器配置设计规范 33GB50095－94建筑物防雷设计规范 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 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 **水电站工程 水库调洪演算计算说明书 批准: 审查: 计算: 勘察设计院 1、工程有关的文件 （1）、《**水电站工程招标文件》 （2）、《**水电站初步设计报告》（第二册） 2、设计依据及要求 2.1 设计依据 （1）、《**水电站初步设计报告》（第二册） （2）、《防洪标准》（GB50201-94） （3）、《水利水电工程枢纽等级划分标准（山区、丘陵区）》SDJ12-78及补充规定 （4）、《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44-93 （5）、《**水电站工程招标文件》 （6）、其他国家和部颁的有关规程规范 2.2 设计要求及边界条件 （1）、假定在坝顶高程、正常蓄水位不变条件下，取消右岸原设计导流洞(本导流洞单纯是施工导流作用，原设计不参与永久泄洪）、大坝中孔、并将左岸现有导流洞改造成永久冲沙兼泄洪隧洞后，根据《**水电站初步设计报告》（第二册）所提供的“设计洪水成果表”、“水位~库容关系曲线”、“设计洪水过程线”等参考资料复核大坝表孔过流能力。 （2）、大坝表孔孔数及单孔孔口结构尺寸可适当调整（注：表孔深度不宜加大）； （3）、左岸现已完工导流洞可进行改造。 （4）、水电站厂房轴线建议由顺河向布置改为平行坝轴线方向布置。 3、原始资料 3.1 基本设计参数 坝顶高程：1561.8 m； 溢流堰坝顶高程：1553.00m 设计洪峰流量Q(P=2%)= 1710 m3/s 校核洪峰流量Q（P=0.2%）= 2570m3/s 正常蓄水位高程1561.00m,对应水库库容1660万m3； 校核洪水位高程1561.12m，对应水库库容1676万m3； 死水位高程1553.00m，对应水库库容1092万m3； 3.2 左岸导流洞结构参数 进口底板高程：1495.00m，出口底板高程1493.78m，隧洞长256.8m，底板坡降I=0.477%，结构断面如下图所示。 目录 一、题目 二、原始资料 三、水电站电气部分研究的背景 四、电气主接线的设计 1）、电气主接线须满足以下要求2）、主接线方案的拟定 3）、方案比较 五、导线的初步选择和变压器的选择 1）、与系统相连45km导线的选择 2）、变压器的选择 六、短路电流计算 七、电气一次设备的选择计算 1）、母线的选择 2）、110kV母线的选择 3）、断路器和隔离开关的选则 八、发电机机端电缆的选择 九、参考文献 一、题目：2×15MW水力发电厂电气一次部分设计 二、原始资料： 1、待设计发电厂类型：水力发电厂； 2、发电厂一次设计并建成，计划安装2×15 MW 的水力发电机组，利用小时数 4000 小时/年。 3、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； 4、电力系统的总装机容量为 600 MVA、归算后的电抗标幺值为，基准容量Sj=100MVA； 5、发电厂在电力系统中所处的地理位置、供电范围示意图如下所示。 6、低压负荷：厂用负荷（厂用电率） %； 7、高压负荷： 110 kV 电压级，出线 4 回，为 I 级负荷，最大输送容量60 MW， cosφ = ； 8、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°C；最低温度?°C；年平均温度18°C；最热月平均地下温度20°C；年平均雷电日T=56 日/年；其他条件不限。 三、水电站电气部分研究的背景 地方中小型水电站的电气主接线选择，以及一次设备和二次设备的选择等等，应本着具体问题具体分析的原则，根据变电站在电力系统中的地位和作用、负荷性质、出线回路数、设备特点、周围环境及变电站规划容量等条件和具体情况，在满足供电可靠性、功能性、具有一定灵活性、还拥有一定发展裕度的前提下，尽量选择经济、简便实用的电气主接线以及一次设备和二次设备。如终端变电站，我们可根据其进线回路数较少的特点，选择线路变压器组接线，或者是桥型接线；中间变电站，我们可根据其交换系统功率和降压分配功率的双重功能的特点，选择单母线接线、单母线分段、单母线带旁路接线等形式。总之，电力网络的复杂性和多样性决定了我们不能教条地选择电站的电气主接线、一次设备、二次设备等等，要具体问题具体分析，选择具有自己特色的电气主接线和设备。 发电厂电气主接线的论证，电气一次设备及二次设备的选择，厂房、配电装置布置，自动装置选择和控制方式对电厂设计的安全性及经济性起着重要作用。同时对电力系统运行的可靠性，灵活性和经济性起决定性作用。 四、电气主接线的设计 1）、电气主接线须满足以下要求： 1、根据发电厂、变电站在电力系统中的地位、作用和用户性质，保证必要的供电可靠性和电能质量的要求。 2、应力求接线简单、运行灵活和操作简便。 3、保证运行、维护和检修的安全和方便。 4、应尽量降低投资，节省运行费用。 5、满足扩建的要求，实现分期过渡。 2）、主接线方案的拟定 方案一：低压侧母线采用单母线，高压侧采用单母线分段，如图一所示。 方案二：低压侧采用单母线，高压侧采用双母线分段，如图二所示。 50M W水电站励磁设计 计算书 大学毕业论文设计 50MW电站励磁系统参数计算 《电气工程及自动化》2002级 目录 1发电机组参数 (3) 2励磁变压器技术参数计算 (4) 2.1二次侧额定线电压计算 (4) 2.2二次侧额定线电流计算 (5) 2.3额定容量计算 (5) 3晶闸管整流元件技术参数计算 (6) 3.1晶闸管元件额定电压的选择 (6) 3.2晶闸管元件额定电流的选择 (6) 4快速熔断器参数计算 (8) 5励磁电缆计算 (8) 6灭磁及过压保护计算 (9) 6.1灭磁阀片计算 (9) 6.2过电压保护计算 (10) 7直流断路器计算 (11) 8附录12 1 发电机组参数 A. 额定容量（MVA） 58.8 B. 额定功率因数（滞后） 0.85 C. 额定电压（kV ） 10.5 D. 额定频率（Hz ） 50 E. 相数 3 F. 空载励磁电压（V ） 62 G. 额定负荷及功率因素下励磁电压（V ） 164 H. 空载励磁电流（A ） 592 I. 额定负荷下励磁电流（A ） 1065 J. 励磁绕组绝缘的最高耐压（直流V ） 1500 K. 励磁绕组75?C 的电阻（Ω） 0.1307 L. 直轴瞬态开路时间常数T 'do(s) 6.76 M. 直轴瞬态短路时间常数T 'd(s) 1.82 N. 直轴同步电抗（Xd ） 1.059 O. 直轴瞬态电抗（Xd ’） 0.308 2 励磁变压器技术参数计算 2.1 二次侧额定线电压计算 励磁系统保证在机端正序电压下降到额定值的80％时，能够提供励磁系统顶值电压。励磁系统顶值电压为发电机额定容量时励磁电压的2.0倍。 A. 具体计算公式： min 2cos 35.18.0α??= fN u fT U K U 式中： 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。引水式电站闸坝枢纽工程设计说明书本科毕业设计
5×50MW水电站的设计说明
水电站设计方案.doc
水电站厂房参数设计计算书
水电站压力钢管初步设计(毕业设计)
水电站电气部分设计说明
小型水电站设计2×15MW的水力发电机组
水电站厂房课程设计计算书1
220KV变电站设计毕业论文(学术参考)
引水式水电站水力学计算设计大纲范本概要
(完整word版)110KV变电站课程设计说明书DOC
水电站设计规范清单(部分)
引水式水电站设计分析
若水电站初步设计——毕业设计说明书 精品
某水电站调洪演算计算书
水电厂设计
最新50MW水电站励磁设计计算书汇总
引水式水电站水力学计算设计大纲范本概要
相关主题
文本预览