【正文】 d2210h212d3δ′1d4250圖246 上軸套中軸套尺寸系列如表15 所示：表15 中軸套尺寸參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）db210h210d1210h140d2230h28d3d58d4240δ′1圖247 中軸套（4） 導(dǎo)葉臂根據(jù)叉頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配尺寸從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊》上165 頁的表823查出導(dǎo)葉臂及其銷孔尺寸如下表16,17：表16 導(dǎo)葉臂參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）db210HDc190DL1210D1280de60D2310K10d2260R125dm60Df1d3M24Td432表17 導(dǎo)葉臂銷孔尺寸參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）d60DC1R95h60B230h180圖248 導(dǎo)葉臂（5） 連接板根據(jù)叉頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配尺寸從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊》上167 頁的表8—29到表830查出連接板尺寸如下表18：表18 連接板尺寸參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）D1280DR265R1170h60Kh180D60D4l25D290D3l1=l2120d1120f1d2M20圖249 連接板（6） 套筒根據(jù)連接板，從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊》上168 頁的表8—33查出軸套尺寸如下表19：表19 軸套尺寸參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）dn80h88d290h18d195c圖2410 軸套（7） 叉頭根據(jù)連接板從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊》上167 頁的表831查出叉頭尺寸如下表110： 表110 叉頭尺寸參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）d1M64L170d280DL1105d375DR70d4115r15H160r18h100c12h130S24圖2411叉頭（8） 連接螺桿根據(jù)連接板從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊》上168 頁的表8—32查出叉頭尺寸如下表111：表111 連接螺桿尺寸參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）d1M64b26d270b18d358r2S60c3l150圖2412 連接螺桿（9） 分半鍵根據(jù)上軸直徑，從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊》上169 頁的表8—34查出分半鍵尺寸如下表112：表112 分半鍵尺寸參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）dc190bdm60K5L210cB58b1l1260h140l2215h 220h10h340圖2413 分半鍵（10） 剪斷銷根據(jù)連接板，從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊》上170頁的表8—35查出剪斷銷尺寸如下表113：表113 剪斷銷尺寸參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）D60dc4rd25h1d259h213d365h60d460l56b5L133b14圖2414 剪斷銷（11） 叉頭銷根據(jù)套筒，從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊》上170頁的表8—36查出剪斷銷尺寸如下表114：表114 叉頭銷尺寸參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）dn80dch210d80gbD68d175gbbd279R2d371c3h98d04h135rH163圖2415 叉頭銷（12） 端蓋根據(jù)軸頸，從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊》上171頁的表8—37查出端蓋尺寸如下表115：表115 端蓋尺寸參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）db210h135d1330R95d2192Φ1M30d378Φ226d445Φ364d5235d6115h45圖2416 端蓋（13） 補(bǔ)償環(huán)根據(jù)叉頭銷，從《水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊》上172頁的表8—38查出補(bǔ)償環(huán)尺寸如下表116：表116 補(bǔ)償環(huán)參數(shù)符號(hào)數(shù)值（mm）d90d1105h5圖2417 補(bǔ)償環(huán) 水輪機(jī)主軸設(shè)計(jì)根據(jù)已有貫流式水電站資料，設(shè)計(jì)主軸的結(jié)構(gòu)，如圖15所示：主軸材料為鍛35A，軸身直徑Φ1000mm，與水、電徑向軸承配合處直徑分別為Φ955mm和 Φ930mm，軸身長5070mm，軸內(nèi)徑Φ280mm，轉(zhuǎn)輪端法蘭直徑Φ1653mm，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子端法蘭Φ1490mm，兩端法蘭分別與轉(zhuǎn)輪、轉(zhuǎn)子用螺栓聯(lián)接，并有銷子傳遞扭矩。 圖25 水輪機(jī)主軸 水輪機(jī)主軸密封設(shè)計(jì)主軸密封是防止流道內(nèi)壓力水通過轉(zhuǎn)動(dòng)與靜止部分之間的間隙漏至燈泡體內(nèi)部，它由工作密封與檢修密封組成。根據(jù)已有貫流式水電站資料，設(shè)計(jì)主軸的結(jié)構(gòu)，如圖16所示： 圖26 水輪機(jī)主軸密封工作密封為水壓自平衡端面密封結(jié)構(gòu)形式，通過水壓腔的作用將均勻分布的軸向力加在密封塊上。檢修密封采用空氣圍帶式密封，停機(jī)檢修時(shí)，圍帶內(nèi)通入壓縮空氣使圍帶擴(kuò)張，防止流道內(nèi)的水進(jìn)入燈泡體內(nèi)。 水輪機(jī)水導(dǎo)軸承設(shè)計(jì)根據(jù)已有貫流式水電站資料，設(shè)計(jì)水導(dǎo)軸承的結(jié)構(gòu)，如圖17所示：27 水導(dǎo)軸承 轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)根據(jù)已有貫流式水電站資料，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)，如圖18所示： 圖28 轉(zhuǎn)輪，缸動(dòng)式結(jié)構(gòu)，4只葉片，葉片可根據(jù)水頭、負(fù)荷，通過調(diào)整至最佳位置，與導(dǎo)葉協(xié)聯(lián)，以保證水輪機(jī)在高效率下運(yùn)行。轉(zhuǎn)輪由轉(zhuǎn)輪體、轉(zhuǎn)輪體芯、葉片和葉片操作系統(tǒng)構(gòu)成。（1）轉(zhuǎn)輪體材料為ZG20Mn,在葉片轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)成球形，球面外壁開有4個(gè)孔，內(nèi)裝銅軸套，為葉片系統(tǒng)的外部軸承，轉(zhuǎn)輪體與主軸法蘭用10個(gè)M120的螺柱把合，設(shè)有2個(gè)Φ140圓柱銷傳遞扭矩。（2）轉(zhuǎn)輪體芯材料為35CrMo,與轉(zhuǎn)輪體用10個(gè)M90的螺柱相連接，并有2個(gè)Φ100圓柱銷傳遞扭矩。3）葉片操作系統(tǒng)由接力器缸、活塞、轉(zhuǎn)臂、連桿等組成，采用缸動(dòng)式結(jié)構(gòu)，活塞固定不動(dòng)，來自受油器開關(guān)腔的壓力油進(jìn)入接力器缸，通過接力器缸的運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿、轉(zhuǎn)臂操作葉片轉(zhuǎn)動(dòng)。3. 電氣一次設(shè)計(jì) 電氣主接線設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原則電氣主接線是水電站由高壓電氣設(shè)備通過連線組成的接收和分配電能的電路。電氣主接線根據(jù)水電站在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足運(yùn)行可靠、簡單靈活、操作方便、易于維護(hù)檢修、利于遠(yuǎn)方監(jiān)控和節(jié)約投資等要求。在電氣主接線設(shè)計(jì)時(shí)，綜合考慮以下方面：（1） 保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠和電能質(zhì)量是對主接線最基本的要求。在設(shè)計(jì)時(shí)，除對主接線形式予以定性評(píng)價(jià)外，對于比較重要的水電站需要進(jìn)行定量分析和計(jì)算。（2）具有經(jīng)濟(jì)性在主接線設(shè)計(jì)時(shí)，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間。欲使主接線可靠、靈活，將導(dǎo)致投資增加。所以必須把技術(shù)與經(jīng)濟(jì)兩者綜合考慮，在滿足供電可靠、運(yùn)行靈活方便的基礎(chǔ)上，盡量使設(shè)備投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用為最少。（3） 具有一定的靈活性和方便性，并能適應(yīng)遠(yuǎn)方監(jiān)控的要求。主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行方式的轉(zhuǎn)換。不僅正常運(yùn)行時(shí)能安全可靠地供電，而且無論在系統(tǒng)正常運(yùn)行還是故障或設(shè)備檢修時(shí)都能適應(yīng)遠(yuǎn)方監(jiān)控的要求，并能靈活、簡單、迅速地倒換運(yùn)行方式，使停電時(shí)間最短，影響范圍最小。顯然，復(fù)雜地接線不會(huì)保證操作方便，反而使誤操作機(jī)率增加。但是過于簡單的接線，則不一定能滿足運(yùn)行方式的要求，給運(yùn)行造成不便，甚至增加不必要的停電次數(shù)和停電時(shí)間。（4） 具有發(fā)展和擴(kuò)建的可能性隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，已投產(chǎn)的水電站可能需要擴(kuò)大機(jī)組容量，從主變壓器的容量、數(shù)量到饋電線路數(shù)均有擴(kuò)建的可能，有的甚至需要升壓，所以在設(shè)計(jì)主接線時(shí)應(yīng)留有發(fā)展余地，不僅要考慮最終接線的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)還要兼顧到分期過渡接線的可能和施工的方便。 主接線方案初步設(shè)計(jì)根據(jù)以上幾點(diǎn)，對炳靈水電站的主接線擬定以下幾種方案。方案1: 2組擴(kuò)大單元接線與1組單元接線，設(shè)置發(fā)電機(jī)斷路器，330KV與110KV側(cè)均為單母線接線，1組擴(kuò)大單元接線通過雙繞組變壓器升壓到330KV，另一組擴(kuò)大單元接線通過3繞組變壓器升壓分別送至330KV和110KV，單元接線通過雙繞組變壓器升壓至330KV。 圖311 方案一接線方案2: 5組單元接線，設(shè)發(fā)電機(jī)斷路器，2組單元接線部分通過雙繞組變壓器升壓至110KV，1組單元接線通過3繞組變壓器分別升壓至330KV和110KV，2組單元接線部分通過雙繞組變壓器升壓至330KV，330KV與110KV側(cè)均為單母線接線。 圖312 方案二接線方案3:2組擴(kuò)大單元接線與1組單元接線。1組擴(kuò)大單元接線通過雙繞組變壓器升壓至330KV，另一組通過雙繞組變壓器升壓至110KV，1組單元接線通過雙繞組變壓器升壓至330KV，設(shè)發(fā)電機(jī)出口斷路器，330KV和110KV均采用單母線接線。 圖313 方案3接線 方案比較（1）技術(shù)比較：a) 水電廠的電氣主接線應(yīng)力求簡單，主變臺(tái)數(shù)和高壓斷路器數(shù)量應(yīng)盡量減少，方案1比方案2少2臺(tái)變壓器，斷路器、隔離開關(guān)也各少2個(gè)，因此，方案1比方案2更有優(yōu)勢，其布置緊湊，占地少，可減少土石方開挖量和回填量。b）方案1接線簡單，開關(guān)設(shè)備少，使得操作簡單，靈活性好。c）方案2故障可能性較小，可靠性比方案1高。d)方案3與方案2相比，有著和方案1同樣的優(yōu)點(diǎn)；但是與方案1相比，其可靠性較低。（2）經(jīng)濟(jì)比較a）方案3的開關(guān)設(shè)備比方案2的少，方案3最少，可節(jié)省投資。b)方案1中除了開關(guān)設(shè)備之外的其他電器設(shè)備，與方案2相比，經(jīng)濟(jì)上沒有太大差異。c)方案2的線路復(fù)雜，主變、開關(guān)設(shè)備多，因此造成運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用將高于方案1.（3）方案選擇：經(jīng)過以上比較，綜合考慮，認(rèn)為方案1在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上有最大的綜合優(yōu)勢，因此選擇方案1. 短路電流計(jì)算 現(xiàn)在對方案一的電氣主接線進(jìn)行短路電流計(jì)算：其網(wǎng)絡(luò)等值圖如圖221所示：圖321 網(wǎng)絡(luò)等值圖現(xiàn)在選擇5個(gè)可能的短路點(diǎn)分別計(jì)算其短路電流：統(tǒng)一取：Sd=100MVA Ud=Uav X S1和S2為無限大容量系統(tǒng)：Xs1 = Xs2=0計(jì)算圖中的各個(gè)電抗值：發(fā)電機(jī)G1到G5：X1 = X2 = X3 = X4 = X 5 ==(48/)=T1: X6==100/63=T2: X7==100/120=T3: Uk(12)%=25% Uk(23)%=8% Uk(13)%=15% Uk1%=( Uk(12)% + Uk(13)% Uk(23)%)=16% Uk2%=( Uk(12)% + Uk(23)% Uk(13)%)=9% Uk3%=( Uk(23)% + Uk(13)% Uk(12)%)=16% X8==() 100/120= X9==100/120= X10==100/120=L1: X11=X@L=100/3302=L2: X12=X@L=100/1102= ：（1）K1點(diǎn)：化簡等值電路圖如下：① 圖322 網(wǎng)絡(luò)等值圖(a)X13=X2//X3==X14=X4//X5==②圖323 網(wǎng)絡(luò)等值圖(b)X15=X13+X7=X16=X10+X12=X17=X8+X14=③ 圖324 網(wǎng)絡(luò)等值圖(c)經(jīng)過△Y變換：X18=X16+X9+=X19=X17+X9+=④