【正文】 ................................................................... 64 二、估算送電容量 ............................................................................................ 65 熱能與動(dòng)力工程專業(yè) 貴港水電站初步設(shè)計(jì)計(jì) 算書 學(xué)生：樊越 3 / 99 學(xué)號(hào)： 0702020313三、確定可行方案 ............................................................................................ 65 四、選擇送電線路的截面 ................................................................................. 65 第二節(jié) 電氣主接線設(shè)計(jì) .......................................................................................... 66 一、發(fā)電機(jī)側(cè) ................................................................................................... 66 二、送電電壓側(cè) ............................................................................................... 67 三、電廠自用電側(cè) ............................................................................................ 67 第三節(jié) 短路電流計(jì)算 ............................................................................................ 67 一、化簡(jiǎn)電路圖 ............................................................................................... 67 二、計(jì)算短路電流 ............................................................................................ 68 第四節(jié) 設(shè)備選擇 ................................................................................................... 74 一、斷路器和隔離開關(guān)的選擇 .......................................................................... 74 二、變壓器中性點(diǎn)的隔離開關(guān)選擇 ................................................................... 76 三、避雷器選擇 ............................................................................................... 76 四、電流互感器選擇 ........................................................................................ 76 五、發(fā)電機(jī)出口母線選擇 ................................................................................. 77 六、發(fā)電機(jī)消弧線圈的選擇 .............................................................................. 77 七、電壓互感器選擇 ........................................................................................ 77 八、其他設(shè)備選擇 ............................................................................................ 77 附錄一 經(jīng)濟(jì)計(jì)算 .......................................................................................................... 79 附錄二 流量效率開度 ................................................................................................... 81 附錄三 流量月份 .......................................................................................................... 86 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 98 熱能與動(dòng)力工程專業(yè) 貴港水電站初步設(shè)計(jì)計(jì) 算書 學(xué)生：樊越 4 / 99 學(xué)號(hào)： 0702020313第一章 貫流式水輪機(jī)的選型設(shè)計(jì) 第一節(jié) 水輪機(jī)型號(hào)的初步選擇 一、貴港水電站的主要參數(shù) Hmax = Hp = Hmin = 電站總裝機(jī)容量為 120MW/峰荷，兼有調(diào)相任務(wù)。 發(fā)電機(jī)組電壓 ，功率因數(shù) ，采用 110kV 及 35kV 兩級(jí)電壓接入系統(tǒng)，出線各為四回（ 110kV 接貴港 220kV 變電所、南山 110kV 變電所、貴港 110kV變電所和備用電共四回， 35kV 出線接氮肥廠、小江、石卡及備用共四回）， 35kV側(cè)負(fù)荷較小，電站的電能主要從 110kV 送入系統(tǒng)。 二、水輪機(jī)型號(hào)的初選 因?yàn)橘F港水電站的水頭范圍為 ~,，由 分別選用 GZXXX 和 ZZ560a兩種機(jī)型進(jìn)行比較，其模型轉(zhuǎn)輪主要性能參數(shù)見表 111。 表 111 模型轉(zhuǎn)輪主要性能參數(shù) 序號(hào) 項(xiàng) 目 單 位 機(jī) 型 備 注 1 轉(zhuǎn)輪型式 燈泡貫流式 軸流轉(zhuǎn)漿式 2 轉(zhuǎn)輪型號(hào) GZXXX ZZ560a 3 適用水 頭范圍 m ～ 18 ～ 22 4 最低運(yùn)行水頭 m 3 5 5 轉(zhuǎn)輪模型直徑 D1m mm 300 460 6 最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速 n’10 r/min 157 140 7 最優(yōu)單位流量 Q’10 L/S 1800 1060 8 推薦使用最大單位流量 L/S ＊ 2800～ 2900 200 統(tǒng)計(jì)值 9 模型最高效率 % 89 10 模型 84％效率圈單位轉(zhuǎn)速范圍 r/min 約 100～ 248 105～ 11 模型 84％效率圈單位流量范圍 L/S 580～ 3410 500～ 2520 從二個(gè)模型轉(zhuǎn)輪參數(shù)比較可以看出， GZXXX 轉(zhuǎn)輪的最高效率、高效率區(qū)范圍、過流能力及轉(zhuǎn)輪適應(yīng)水頭變化性等明顯優(yōu)于 ZZ560a 轉(zhuǎn)輪。其模型最高效率、最優(yōu)工況單位轉(zhuǎn)速和單位流量值分別比 ZZ560a 高 ％、 ％和 ％。這熱能與動(dòng)力工程專業(yè) 貴港水電站初步設(shè)計(jì)計(jì) 算書 學(xué)生：樊越 5 / 99 學(xué)號(hào)： 0702020313與《貫流式水輪發(fā)電機(jī)組及其選擇方法》所表述的 H≤ 25m宜選用貫流式機(jī)組是一致的，因此本次設(shè)計(jì)以 GZXXX 轉(zhuǎn)輪為依據(jù)選擇有關(guān)機(jī)組參數(shù)。 三、額定水頭 由于 貫 流 式機(jī)組受水頭變化影響十分顯著，在電站裝機(jī)容量、單機(jī)容量、機(jī)組額定轉(zhuǎn)速已定的條件下，對(duì)水輪機(jī)額定水頭及其與水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪 直徑的優(yōu)化組合進(jìn)行比選是十分必要的。 本工程額定水頭擬定范圍時(shí)主要考慮下列因素： （ 1） 鑒于本 電站及下游馬騮灘電站汛期均按限制水位進(jìn)行，其汛期與枯水期加權(quán)平均水頭相差達(dá) 4m，為了充分利用水能，減少汛期棄水和機(jī)組出力受阻，水輪機(jī)額定水頭的選用需適當(dāng)考慮汛期的運(yùn)行水頭。 （ 2）該電站發(fā)出單機(jī)額定容量的水頭高于發(fā)足裝機(jī)容量所需水頭，本次設(shè)計(jì)考慮用裝機(jī)容量選定額定水頭，即選用確保發(fā)足裝機(jī)容量而出現(xiàn)在汛期棄水量不大的凈水頭。 （ 3）在可能情況下，考慮適當(dāng)提高額定水頭，以期減小水輪機(jī)直徑，降低工程投資。 圖 111 水能計(jì)算 熱能與動(dòng)力工程專業(yè) 貴港水電站初步設(shè)計(jì)計(jì) 算書 學(xué)生：樊越 6 / 99 學(xué)號(hào)： 0702020313四、通過棄水天數(shù)，決定凈水頭 Hr （ 1） 根據(jù) 1946 年 5 月至 1983 年 4 月 37 年日平均流量資料按進(jìn)行水能計(jì)算，按給定資料，棄水天數(shù)為 90 天，則棄水概率為 90/365=。查附表（流量月份）可以得出對(duì)應(yīng)的流量為 2350。則流量 2350 暫時(shí)定為設(shè)計(jì)流量。 （ 2）由貴港樞紐工程上游正常水位在 調(diào)度運(yùn)行曲線（機(jī)組不發(fā)電）圖可以得出，下游水深為 ，扣除 ，消力池高度為 則 Hr==,由此確定水輪機(jī)組的凈額定水頭 Hr=。 五、安裝高程 該工程地質(zhì)條件甚好，選定安裝高程時(shí)應(yīng)避免較大的開挖。確定機(jī)組的安裝高程主要考慮以下技術(shù)要求。 設(shè)計(jì)水輪機(jī)最大允許吸出高度值采用下游水位至轉(zhuǎn)輪葉片頂點(diǎn)的距離，汽蝕安全系數(shù) kσ＝ 1(不銹鋼轉(zhuǎn)輪葉片 )。 安裝高程確定方法。首先根據(jù)電站機(jī)組各種運(yùn)行工況按下游水位流量關(guān)系曲線進(jìn)行演算，得出滿足汽蝕要求的最低安裝高程 (為安全起見，按機(jī)組在出力限制線上的運(yùn)行方式考慮 )，并且尾水管頂部淹沒深度不少于 ～ 。最終 選用能同時(shí)滿足汽蝕要求和尾水管出口頂部淹沒深度要求的安裝高程（見式111）。 HH Ms ? ???? （ 111） 機(jī)組安裝高程取決于運(yùn)行工況的允許吸出高度 Hs，不受尾水管出口頂部淹沒深所制約，按機(jī)組汽蝕要求考慮，最低安裝高程出現(xiàn)在額定工況，此時(shí)模型汽蝕系數(shù) δM=、運(yùn)行水頭為 ，下游水位 ，可以確定安裝高程 。若考慮下游馬騮灘水電站庫(kù)水位為 ，按訊期保證率 98％的流量 390m3/s 核算，其尾水管頂部淹沒 深為 。即使按電站最小流最 225m3/s 核算，尾水管出門頂部淹沒深也有 。因此，選定的安裝高程 ，可以滿足水輪機(jī)汽蝕特性要求，也滿足尾水管出口淹沒水深的要求，是經(jīng)濟(jì)合理的。 熱能與動(dòng)力工程專業(yè) 貴港水電站初步設(shè)計(jì)計(jì) 算書 學(xué)生：樊越 7 / 99 學(xué)號(hào)： 0702020313 第二節(jié) 水輪機(jī)主要參數(shù)的確定 由于各類貫流式機(jī)組品種較少，相關(guān)型譜尚未正式編制，各生產(chǎn)廠家貫流式機(jī)組的模型轉(zhuǎn)輪異同性較大，型號(hào)相互替代可比性不大，因此結(jié)合各模型轉(zhuǎn)輪應(yīng)用范圍，選擇天發(fā)廠 GZTF0730 水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪作為本課題的采用對(duì)象。 表 121 GZTF0730 水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪主要參數(shù) 轉(zhuǎn)輪 型號(hào) 最優(yōu)工況 限制工況 GZTF0730 n110 (r/min) Q11 (m3/s) η M (%) σM n110 (r/min) Q11 (m3/s) η M (%) σM 155 184 使用水頭 (m) 轉(zhuǎn)輪直徑 D1(cm) 輪轂比 葉片數(shù) ~18 30 4 一、裝機(jī)臺(tái)數(shù)、單機(jī)容量 貴池航運(yùn)樞紐水電站總裝機(jī)容量為 120MW， 電站規(guī)模為一中型電站 ,結(jié)合電力