【正文】 額定電流按變壓器所在側(cè)額定電流的 1/3 考慮，故有： Ie=1/3 =，由此查《電力工程手冊(cè)》 P1377 表 26— 4選擇，具體參數(shù)見下表所示： 表 411 變壓器中性點(diǎn)隔離開關(guān) 參數(shù) 參數(shù) Ue(KV) Ie(KA) igf(KA) I5s(A) GW2— 220/600 型 220 600 50 14 經(jīng)校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定滿足要求。斷路器的最高工作電壓等于 倍的額定電壓，斷路器可在此電壓下長期正常地工作。本電站 系統(tǒng)送電 采用內(nèi)橋接線 ，近區(qū)負(fù)荷送電采用外橋接線 。 三 、選擇送電線路的截面 選用 70?LGJ 型導(dǎo)線 。 本 電站在 相距 80公里的 巨市 變電所接入系統(tǒng)。 管道直徑按經(jīng)驗(yàn)選取，蝶閥圍帶供氣管 φ 15。調(diào)相壓水耗氣量大，故應(yīng)按恢復(fù)調(diào)相儲(chǔ)氣罐壓力所需時(shí)間的要求來選擇空壓機(jī)生產(chǎn)率。 ，儲(chǔ)氣罐按各用戶的要求來設(shè)置。檢修排水總?cè)莘e： V= （二）上、下游閘門漏水量估算 閘門總漏水量 ： )/(8 9 7 0Q 3 hm ???? 下游上游漏 （三）檢修排水泵的選擇 選取水泵： 16JD490 2 型 水頭 ~ 裝機(jī) 270MW 南鎮(zhèn)水電站 畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 35 水泵參數(shù)： Q=490m3/h H=30m η =73% n=1460rpm 水泵運(yùn)行方式 ： 選用 2臺(tái)。工作水壓一般使用 ，廠房消火用水量一般按同時(shí)工作 2 股水柱，每股水柱水量在 ，滅火延續(xù)時(shí)間按 2h 考慮， Q=2 =5l/s。 ：分為低壓消防用水和高壓消防用水兩個(gè)系統(tǒng)。 ?至導(dǎo)軸承冷卻器 ， 取標(biāo)準(zhǔn)直徑 50mm。 機(jī)組冷卻水排水管出口設(shè)置在最低尾水位以下。 (六 )技術(shù)供水系統(tǒng)及設(shè)備 取水口分為工作取水口和備用取水口。 （ 31） （ 4）水冷式變壓器冷卻器用水量 ： /%6Q 3B ??? Q （ 32） 水頭 ~ 裝機(jī) 270MW 南鎮(zhèn)水電站 畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 31 （ 5）其余設(shè)備用水量 ： h/% 3???其余 （ 33） （二）水溫 水溫一般取為 C25? ，且本地區(qū)取到 C25? 的水不存在困難，故以 C25? 驗(yàn)算。主配壓閥直徑大于 80mm 為大型調(diào)速器，此即為大型調(diào)速器。 ???? （ 215） 四、壓力上升計(jì)算 （ 1）最大壓力上升： )()4(2 22 ??????? ???? m a x ???? mK ?? （ 216） （ 2） 壓力鋼管 末端最大壓力升高： a x ?????? ?? ii TTT VL VL mHH TT ????? ? （ 3）蝸殼末端最大壓力升高： a x ????? ???? ?? iiTTC VL L c V cVL （ 217） mHH CC ????? ? （ 3）尾水管中最大壓力降低： a x ?????? ?? ii BBB VL VL mHH BB ????? ? （ 218） （ 4）尾水管中最大真空度： mmHgvHH BsB 22 ?????????? （ 219） 尾水管的真空度不大于 8～ 9m，能滿足水擊壓力的影響。調(diào)節(jié)保證計(jì)算一般應(yīng)對(duì)兩個(gè)工況進(jìn)行，即計(jì)算設(shè)計(jì)水頭和最大水頭。 （二）座環(huán)的確定 水輪機(jī)的座環(huán) 是承受水輪發(fā)電機(jī)組的重量、蝸殼上部部分混凝土重量以及水壓力，并將其傳遞到電站基礎(chǔ)上去的部件。 )P(f?? 上做某效率值水平線與曲線相交，找出各交點(diǎn)的 P、 H值。若不等，重復(fù)前面的過程，直到兩次計(jì)算的 Q11 相同為止。 （一）水輪機(jī)設(shè)計(jì)水頭下出力 GGr NP ?? （ 12） 式中： G? —— 發(fā)電機(jī)效率，取 ； GN —— 機(jī)組的單機(jī)容量 kW； 第一章 水輪機(jī)組選型設(shè)計(jì) 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 10 （二）水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑 初估時(shí)，可以近似取所選擇的額定工況點(diǎn)的模型效率 M? ，再加上修正值，即 ??? ??? MT ， Q11值一般取特性曲線上最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速 n110與 5%出力限制線交點(diǎn) TrrHQ PD ?111 ? （ 13） 式中： T? —— 水輪機(jī)原型率； Pr—— 機(jī)組的單機(jī)容量 kW； Q11—— 模型單位流量 m3/s； Hr—— 設(shè)計(jì)水頭 m； （三）計(jì)算原型水輪機(jī)的效率 5110m a x )1(1 DD MM?? ??? （ 14） 式中： 0M? —— 水輪機(jī)模型最優(yōu)工況效率； D1M—— 轉(zhuǎn)輪模型直徑 m； D1—— 轉(zhuǎn)輪原型直徑 m； M0max ηη=η? （ 15） 式中： max? —— 水輪機(jī)原型最優(yōu)工況效率； 0M? —— 水輪機(jī)模型最優(yōu)工況效率； （四）同步轉(zhuǎn)速 n 111 DHnn Ar? （ 16） 式 中： r11n —— 水輪機(jī)模型設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速 r/min； 1111r11 nnn ??? M ；MMTMM n 111111r1111 )1(nnnn ?????? ??；故 M1111 ?? ，所以 11n? 可以忽略，即 M11r11 nn ? 水頭 ~ 裝機(jī) 270MW 南鎮(zhèn)水電站 畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 11 HA—— 平均水頭 m； D1—— 轉(zhuǎn)輪直徑 m； （五）檢驗(yàn)水輪機(jī)的運(yùn)行范圍 最大水頭、最小水頭和平均水頭對(duì)應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速 min1max11 HnDn ? （ 17） AA HnDn 111 ? （ 18） max1min11 HnDn ? （ 19） 式中： n—— 水輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速 r/min； D1—— 轉(zhuǎn)輪原型直徑 m； H—— 水頭 m； 計(jì)算結(jié)果見 計(jì)算書 各方案計(jì)算數(shù)據(jù)列表。 方案序號(hào) Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Hmax 米 H平均 米 Hmin 米 N裝機(jī) 萬千瓦 28 26 27 24 25 20 利用小時(shí)數(shù) 小時(shí) 2680 3100 3100 2750 2970 3350 保證出力 萬千瓦 10 9 8 本遇站下游水位曲線見附圖，下游征洪水如下： 千年一遇洪水位 ▽ (Q=9900 米 3/秒 ) 百年一遇洪水位 ▽ (Q=7300 米 3/秒 ) 電站建成后將承擔(dān)峰荷及部分基荷，本遇站有調(diào)相任務(wù)。自用電負(fù)荷側(cè)采用暗備用的接線方式，其變壓器的型號(hào)為 .831/0016J 1 ?LS 。 第一章水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，根據(jù)原始資料，初步選出轉(zhuǎn)輪型號(hào)為 HL220，共有 10 個(gè)待選方案。 第四章電氣一次部分設(shè)計(jì)中，先對(duì)接入系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，本設(shè)計(jì)中送電線路電壓等級(jí) 220kV， 2回線路，送電導(dǎo)線型號(hào) 300?LGJQ ；主接線設(shè)計(jì)對(duì)發(fā)電機(jī)電壓側(cè)、送電電壓側(cè)、近區(qū)負(fù)荷側(cè)及電站自用電側(cè)四部分考慮。 南江流域全境都為高山、深谷，壩址連在黃家鎮(zhèn)上游 15 公里處，電站進(jìn)入口設(shè)在大壩右側(cè)，廠址選在壩下游 5 公里處，進(jìn)水口至廠房間有壓力洞，長 公里，后設(shè)調(diào)壓井，調(diào)壓井后至廠房間壓力水管長約 200 米，廠房前分叉接至各臺(tái)機(jī)組?？傃b機(jī)容量 270MW 二、轉(zhuǎn)輪的形式 本電站水頭范圍為 ~ 米，混流式水輪機(jī)應(yīng)用水頭較廣，約為20~700m，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行穩(wěn)定且效率高，單機(jī)容量由幾十千瓦到幾十萬千瓦，本設(shè)計(jì)選用混流式 kWmHn rs ?????? （ 11） 因此，以選擇 ns在 185 左右的水輪機(jī)為宜。其中Q11r超過了出力限制線，說明 D1選的太?。蝗粜∮诔隽ο拗凭€，則說明 D1選的太大。 水頭 ~ 裝機(jī) 270MW 南鎮(zhèn)水電站 畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 13 第四節(jié) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算 一、動(dòng)能經(jīng)濟(jì)指標(biāo) （一）繪制轉(zhuǎn)輪運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線 等效率曲線的繪制： （ maxmin ~HH ）內(nèi)取 5個(gè)水頭值（包括 minH 、PH 、 maxH ）。算出每一方案的總耗鋼量和單位千瓦耗鋼量 ，計(jì)算過程見計(jì)算書。 ： 7 ?? 高程 ： ??頂 （二）廠房寬度的確定 由于蝶閥布置在住廠房內(nèi)部，需加大廠房寬度，取 Bs= ： mBx ? 主廠房總寬 mBBB sx ????? （三）主廠房長度 由蝸殼、尾水管、發(fā)電機(jī)等設(shè)備在垂直水流方向上 的尺寸決定，同時(shí)還應(yīng)考慮機(jī)組附屬設(shè)備及主要通道。????????????ascTCfTT? （ 29） 1 0 a x ????? ?? 由以上計(jì)算可知，本電站機(jī)組設(shè)計(jì)水頭下甩全負(fù)荷時(shí)壓力升高與轉(zhuǎn)速升高均在允許范圍內(nèi)，取 8s=39。 一、調(diào)節(jié)功 計(jì)算及接力器的選擇 （一）調(diào)節(jié)功的估算 mNDHQA???????)500~200( 1m a x （ 221） （二）選取接力器直徑 大型調(diào)速器的導(dǎo)葉接力器容量選擇一般是按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出接力器直徑，然后選取與其接近且偏大的系列直徑。 調(diào)速裝置壓力油槽容積： 30 ~18 mVV D ???? ）（ （ 225） 選取 YZ10型分離式油壓裝置。 第三章 輔助設(shè)備 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 32 由于水電站在 ~ 范圍內(nèi)，且其運(yùn)行范圍在 70~120m 內(nèi)，大于 40m，需要增設(shè)減壓設(shè)備，故本電站采用自流減壓供水。 (2).備用取水口 在 下游 取一備用取水口，分三層布置，取水口直徑按兩臺(tái)機(jī)組技術(shù)供水量考慮。 (1).工作 供水干管直徑 水頭 ~ 裝機(jī) 270MW 南鎮(zhèn)水電站 畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 33 取管內(nèi)流速 3m/s。 選擇水泵時(shí)，應(yīng)注意滿足下列條件： ① 流量揚(yáng)程在任何工況下都能滿足供水用戶的要求； ② 應(yīng)經(jīng)常處在較有利的工況下工作，即工作點(diǎn)經(jīng)常處于高效率范圍內(nèi)，有較好的汽蝕性能和工作穩(wěn)定性； ③ 允許吸上高度較大，比轉(zhuǎn)速較高，價(jià)格較低。末端水壓為 15MPa時(shí)，供水端所需壓力為 17mH2O，噴水量為 7l/s。 三、檢修排水 （一）排水量計(jì)算 取決于蝸殼、尾水管和壓力鋼管內(nèi)積水量，以及上、下游堵水閘門漏水量。 第三章 輔助設(shè)備 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 36 二、供氣方式 ，從供氣可靠性、經(jīng)濟(jì)性、合理性和運(yùn)行維護(hù)等方便考慮，采用廠內(nèi)壓縮空氣系統(tǒng)綜合向各用戶供氣。 供氣管道選擇 ： 通常按經(jīng)驗(yàn)選取。 按經(jīng)驗(yàn)選取 ， 選用標(biāo)準(zhǔn)直徑干管 φ 150，接入轉(zhuǎn)輪室的支 管 φ 100。 ⑷事故排油槽： )(140 3mV ?事 ⑸重力加油槽： 對(duì)于混流式機(jī)組，漏油量少，加油的機(jī)會(huì)也少 ,可不設(shè)置，而用移動(dòng)式小車添加油。 第二節(jié) 接入近區(qū)負(fù)荷設(shè)計(jì) 一 、估算送電容量 近區(qū)的最大輸送容量 P： kWP 5 5 2 5%)51(2 0 0 0 0 5 ???? 第四章 電氣部分 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204 40 二 、確定可行方案 由本電站對(duì)系統(tǒng)送電的可靠性要求可知，接入系統(tǒng)采用兩回線路 。 選擇主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量 主變兩臺(tái)，主變型號(hào)： SSP— 240000/220* 參數(shù)：額定容量： 240000KVA 額定電壓： 220/ 連接組 Y0/△ 11 水輪發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地情況 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)通過隔離開關(guān)，接入消弧線圈。短路電流計(jì)算最危險(xiǎn)的情況，即最大運(yùn)行方式下三相短路故障。具體參數(shù)見下表： 第四章 電氣部分 熱動(dòng) 2 班 張明月 0902020204