【正文】 目錄 第一章 水輪機(jī)選型設(shè)計(jì) ................................................................................................. 3 第一節(jié) 水輪機(jī)型號(hào)選擇及參數(shù)計(jì)算 .................................................................................................... 3 第二節(jié) 繪制轉(zhuǎn)輪運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線 ..................................................................................................10 二、 等吸出高度線的繪制 ......................................................................................................................16 第三節(jié) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)算 ........................................................................................................................20 第四節(jié) 最優(yōu)方案選擇 ...........................................................................................................................23 第五節(jié) 金屬蝸殼的水力設(shè)計(jì) ................................................................................................................25 第六節(jié) 尾 水管尺寸的確定 ....................................................................................................................28 第七節(jié) 發(fā)電機(jī)相關(guān)計(jì)算 .......................................................................................................................29 第八節(jié) 水電站廠房布置 ........................................................................................................................31 第二章 調(diào)節(jié)保證計(jì)算及調(diào)速設(shè)備的選擇 ........................................................................ 32 第一節(jié) 設(shè)計(jì)水頭下甩全負(fù)荷 ..............................................................................................................32 第二節(jié) 最大水頭下甩全負(fù)荷 ..............................................................................................................36 第三節(jié) 調(diào)速設(shè)備的選擇 .......................................................................................................................39 第三章 輔助設(shè)備 ........................................................................................................... 40 第 一節(jié) 油系統(tǒng)的計(jì)算 ...........................................................................................................................40 第二節(jié) 氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ...........................................................................................................................43 第三節(jié) 水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ...........................................................................................................................45 第四章 電氣部分 .......................................................................................................... 48 第一節(jié) 電氣 主接線設(shè)計(jì) .......................................................................................................................48 第二節(jié) 短路電流計(jì)算 ............................................................................................................................50 第四節(jié) 電氣設(shè)備選擇 ............................................................................................................................64 謝辭 ...........................................................................................................................................................70 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................................71 前言 水資源是基礎(chǔ)性的自然資源，是一種可持續(xù)的資源。水力發(fā)電是一種可再生的清潔能源。我國(guó)幅員遼闊，江河縱橫、湖泊眾多，蕰藏著巨大的水能資源。而且是世界上水能源最豐富的國(guó)家，且水電開(kāi)發(fā)建設(shè)的自然條件非常優(yōu)越。從資源的利用率上來(lái)看，非常利于水力發(fā)電。 本論文是根據(jù)水電站的相關(guān)原始資料進(jìn)行編寫(xiě)的，設(shè)計(jì)的題目是：水電站的設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求和基本情況，我們運(yùn)用了三年在所學(xué)到的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，將理論和實(shí)踐緊密相聯(lián)接，對(duì)我們?nèi)甑膶W(xué)習(xí)情況的總結(jié)和應(yīng)用，同時(shí)，也培養(yǎng)我們獨(dú)立完 成任務(wù)，善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，力求做到設(shè)計(jì)更加完整，數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)，文字更簡(jiǎn)潔，能夠通俗易懂，敘述條理清晰，便于理解。 本論文設(shè)計(jì)的內(nèi)容有：水輪機(jī)組的選型設(shè)計(jì)，調(diào)節(jié)保證計(jì)算及調(diào)節(jié)設(shè)備的選擇、水輪機(jī)組的輔助設(shè)計(jì)、水電站電氣部分計(jì)算及選型，廠房尺寸設(shè)計(jì)等。 由于編者所學(xué)有所短缺，能力有限，設(shè)計(jì)過(guò)程中可能會(huì)有疏漏與不妥之處，希望讀者，給予指正。 編者 2021年 5月 第一 章 水輪機(jī) 選型設(shè)計(jì) 第一 節(jié) 水輪機(jī)型號(hào)選擇及參數(shù)計(jì)算 一、機(jī)組參數(shù)的選擇 根據(jù) 資料數(shù)據(jù)要求，此水電站總裝機(jī)容量 30萬(wàn) kW，根據(jù)目前水電站的發(fā)展?fàn)顩r，周全考慮并選擇機(jī)組的臺(tái)數(shù)為 5 臺(tái)，其每臺(tái)的裝機(jī)容量分別為15萬(wàn) kW、 10 萬(wàn) kW、 萬(wàn) kW、 6萬(wàn) kW。 二、水輪機(jī)型號(hào)選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求的原始材料及水電站的特征水頭： Hmax=120m； Hmin=77m； Hav=113m； Hsj=106m He==113= 根據(jù)水輪機(jī)型譜推薦的設(shè)計(jì)水頭與比轉(zhuǎn)速的關(guān)系，水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速為 )m .kW( s ?????sjH 由以上可知 水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速 接近 ， 額定 水頭 He 在 90~125m 范圍 內(nèi)，因此在水輪機(jī)的型譜中選擇比轉(zhuǎn)速在 180（ ）左右的水輪機(jī)為宜， 即本電站選擇 HL18046 轉(zhuǎn)輪。 三．不同參數(shù)下水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑、機(jī)組同步轉(zhuǎn)速確定、工作范圍的確定 2 臺(tái) 已知電站裝機(jī)容量 30 萬(wàn) kW，則單機(jī)容量為 15 萬(wàn) kW 。 （ 1）水輪機(jī)的額定出力 ）（ gg ??? ?PP r 取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速 n110=67r/min與出力限制線交點(diǎn)的單位流量為設(shè)計(jì)工況點(diǎn)單位流量，則 Q11k=，對(duì)應(yīng)的模型的效率 ? M=，暫取效率修正值 ?? =2%，設(shè)計(jì)水輪機(jī)工況原型水輪機(jī)效率 ?????? ??? m （ 2）水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑 D1 mHrQDr Pr 111?????? ? 根據(jù)水輪機(jī)教程 P11表 13 反擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑表參數(shù)，計(jì)算值處于標(biāo)準(zhǔn)值 ，計(jì)算直徑更接近 ，故取轉(zhuǎn)輪直徑 D1=。 （ 3）最高效率及效率修正值 )(111 55110ma x0 ?????? DD mm ）（ ??? ? m0m a x ???? ??? （ 4）限制工況原型水輪機(jī)效率 ?????? ? ??? （ 5）轉(zhuǎn)速 n m i n/ 11367111 0 ???? D Hnn a 同步轉(zhuǎn)速介于 ，接近 ，所以取(見(jiàn)水輪機(jī)書(shū) P170) （ 6）水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量 )/(1 4 8 . 322111 smHDr rr ????? （ 7）幾何吸出高度 Hs 1 . 3 3 3106)(900/2 .51810)(900/10 rs ??????????? HH ?? （ 8）額定單位流量 )/( 111smHDPQrrr ?????? ? （ 9）單位轉(zhuǎn)速校驗(yàn) 0m001111 ??????? ）（）（ ?? Tmnn 01111 %3n mn?? 67% ?? 最大、最小、平均水頭所對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速 m i n)/( m i n1m in11 rHnD ???? m i n)/(113 111 rHnD aa ???? m i n)/( m a x1ax11 rHnDm ???? 2．裝機(jī)臺(tái)數(shù)為 3 臺(tái) 已知電站裝機(jī)容量 30 萬(wàn) kW，則單機(jī)容量為 10 萬(wàn) kW。 （ 1）水輪機(jī)的額定出力 ）（ ??? ?PP 取最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速 n110=67r/min與出力限制線交點(diǎn)的單位流量為設(shè)計(jì)工況點(diǎn)單位流量，則 Q11k=，對(duì)應(yīng)的模型的效率 ? M=，暫取效率修正值 ?? =2%，設(shè)計(jì)水輪機(jī)工況原型水輪機(jī)效率 ?????? ??? m （ 2）水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑 D1為 mHrQDr Pr 111?????? ? 根據(jù)反擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑表參（ 1） P11表 13，計(jì)算值處于標(biāo)準(zhǔn)值 和 ，計(jì)算直徑更接近 ，故取轉(zhuǎn)輪直徑 D1=。 （ 3）最高效率及效率修正值 )(1)1(1 5511ma x0 ???????? DD mmo??? ? a x ?????? m??? （ 4）限制工況原型水輪機(jī)效率 ? ?????? ??? m （ 5）轉(zhuǎn)速 n m i n)/( 11367111 0 rD Hnn a ???? 同步轉(zhuǎn)速介于 ，接近 ，所以取 （ 6）水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量 )/(9 6 .41063 . 322111 smHDr rr ????? （ 7）幾何吸出高度 Hs 1 .3 31 0 6) 8 (9 0 0/1 .21810)(9 0 0/10 rs ??????????? HH ?? （ 8）額定單位流量 )/( 111smHrDPQ rr ?????? ? （ 9）單位轉(zhuǎn)