【正文】 號 JK503LH540 水輪機額定出力 rN )(MW 轉(zhuǎn)輪直徑 )(1mD 機組轉(zhuǎn)速 min)/(rnN 125 額定流量 )/( 3 smQr 247 水輪機額定效率 r? % 額定點單位轉(zhuǎn)速 39。1n 140 額定點單位流量 39。1Q 額定點比轉(zhuǎn)速 sn 477 吸出高度 sH 機電設(shè)備部分投資（萬元） 16036 28 28 水電站主輔機設(shè)備選型設(shè)計 、運轉(zhuǎn)特性曲線的繪制 、運行特性曲線的計算 轉(zhuǎn)漿式水輪機具有雙重調(diào)節(jié)機構(gòu)，一般在協(xié)連方式下運行，水輪機效率的修正采用非等值修正發(fā)。 對轉(zhuǎn)輪葉片的每一個安裝角 ? 求出一個效率修正值 )(??? 。若各 ? 角下模型水輪機的最高效率為 )(0??M ，原型水輪機的各 ? 角下的最高效率值 )(0??T ，則有： ? ? ???????? ???? 1051100 )(11)(TMTMMT HHDD???? )()()( 00 ?????? MT ??? 效率修正表如下： φ 5186。 0186。 5186。 10186。 15186。 20186。 25186。 ????φ?? H ????φ?? ???φ?? H ????φ?? ???φ?? H ????φ?? ???φ?? H ????φ?? ???φ?? 在 maxmin ~ HH 間取若干水頭，計算個水頭對應的 Mn11 ，過個 Mn11 作水平線與轉(zhuǎn)漿式水輪機模型綜合特性曲線的各等 ? 角相交，找到各交點的 MQ11 ， M? 值。把 M? 修正為 T? ， )()( ????? ??? MT ，并計算各點出力 P 。 運轉(zhuǎn)特性曲線計算表格 計算表見附表 1。 、運行特性曲線 見附圖 1。 29 29 第 1 章 水輪發(fā)電機組選型設(shè)計 、水輪機進、出水流道的計算 、混凝土蝸殼的水力計算 mH 40? ，所以選擇混凝土蝸殼 進口斷面的計算 查 JK503 水輪機模型轉(zhuǎn)輪試驗流道參數(shù)知混凝土蝸殼包角 ??1800? 混凝土蝸殼的進口斷面流量為： 00 ??????? r ? 式中 rQ 水輪機額定流量， sm/3 。 進口斷 面面積為： 000 VQF? 式中 0V 進口斷面平均流速。 進口斷面平均流速對于蝸殼內(nèi)水力損失的大小和蝸殼平面尺寸都有很大影響，根據(jù)額定水頭 mHr ? 查《水電站設(shè)計手冊 —— 水力機械》混凝土蝸殼進口流速與 水頭的關(guān)系曲線確定進口斷面平均流速 )/(40 smV ? 。則進口斷面面積)( 2021 mVQF ??? 進口斷面尺寸的選擇 當 0?m 或 0?n 時，取取比值 ~?ab ； 當 0?m 和 0?n 時，若 nm? ，取比值 ~)( ?? anb ；若 nm? ，取比值~)( ?? amb ，此時比值 abnmab /)(/ 0??? 應不大于 ~ 。當需要縮小機組間距時取較大值。 查 JK503 模型轉(zhuǎn)輪流道單線圖知 10 Db ? ，混凝土蝸殼的斷面形狀采用 nm? 的”“ T 形斷面。選擇蝸殼近出口斷面的尺寸應盡量縮小機組段的間距，選用 )( ??anb ， bnm ????ab 角度 ? 在 ?? 30~20 ，取 ??30? 當 nm? 時，角 ??? 20~10? ， ??19? 。 聯(lián)立方程 ???????????? bnm)(0anb 經(jīng)過試算取 )4( ma? ，則 )( mb? ， )( mm? ， )( mn? 。 對于中間斷面的計算，按直線規(guī)律變化計算如下： aamm ii ?； aann ii ?。 30 30 水電站主輔機設(shè)備選型設(shè)計 則：?????????????????????? ???????? ???????????iiaiaaiaiaiaiiaiaibairimnrnrrmrmrarmnrarnrraBkQ???????c o st a n1lnc o st a n1lnt a nlnt a nlnln360 0 則計算結(jié)果為： 斷面號 ai mi ni φi Qi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 、尾水管的選型設(shè)計 尾水管選擇 尾水管有直錐型和彎肘型兩種，除貫流式水輪機外，大中型反擊式水輪機均采用彎肘型。所以選彎肘型尾水管 尾水管相關(guān)尺寸的確定 依據(jù) 503JK 轉(zhuǎn)輪流道單線圖：知尾水管尺寸如下表所示： 31 31 第 1 章 水輪發(fā)電機組選型設(shè)計 1hD 1LD 51BD 41DD 41hD 61hD 11LD 51hD 肘管形式 標準混凝土肘管 進口錐管 對于 轉(zhuǎn)槳式水輪機進口錐管的半錐角 ? 取 00 108 ??? ，取 09?? 出口擴散段 查 503JK 轉(zhuǎn)輪流道單線圖 ，出口擴散段采用矩形斷面，出口寬度 5B 與肘管出口寬度相等，頂板高度為 mD 1 ? 。 32 32 水電站主輔機設(shè)備選型設(shè)計 、調(diào)速器與油壓裝置的型號和主要參數(shù) 調(diào)速器的工作容量選擇 中、小型調(diào)速器接力器工作容量的計算選擇 中、小型調(diào)速器接力器工作容量 A 可按下式進行計算，即 1m a x)28~22( DHQA ? 式中 Q —— 最大水頭下機組發(fā)出額定出力時的流量， sm/3 ； 5 5 2m a x2111 ????? HD r 則 ).(7 5 9 8 )28~22( 1m a x mkgDHQA ?????? 據(jù)主配壓閥直徑選擇調(diào)速器 （ 1）、導葉接力器的容積計算 當油壓裝置額定壓力為 ，采用標準導水機構(gòu)且用兩個單缸接力器操作時，每個接力器的直徑 dc 可近似按下式計算： ma x01 HbDdc ?? 式中 ? ─計算系數(shù) 械部分，知 ?? 。 查 JK503 轉(zhuǎn)輪資料，知 ?b )(5 0 2 a x01 mHbDd c ?????? ? 選擇油壓裝置的額定油壓為 ,則接力器直徑 )(d39。 mc 為： )(39。 mdd cc ?????? 根據(jù)計算得出的 ?cd 值，選取標準接力器系列直徑，所以選取接力器直徑為 450mm 接力器最大行程為： m a x0m a x )( aS ?? 導葉的最大開度： )(24 1m a x0 mmZDa ???? ?? )( 8 0 )~( m a x0m a x mmaS ???? 雙直缸接力器總?cè)莘e： )( 32m a x2 mSdVc ??????? ?? （ 2） 、轉(zhuǎn)輪槳葉接力器容積計算 轉(zhuǎn)輪槳葉接力器直徑 zd 為： )()~( 1 mpDd z ????? 式中： p 為調(diào)速器額定油壓， Pa510 。 轉(zhuǎn)輪槳葉接力器最大行程 )(max mSZ 為： )(1 9 4 )~( 1m a x mDS Z ???? 轉(zhuǎn)輪槳葉接力器容積 )( 3mVz 為： 33 33 第 1 章 水輪發(fā)電機組選型設(shè)計 )( 32m a x2 mSdV zzz ????? ?? 、主配壓閥直徑 主配壓閥直徑 d ，可按下式計算： svTVd ?4? 式中： V 為導水機構(gòu)接力器總?cè)莘e， 3m ； v 為管路中油的流速， sm/3 ，當油壓裝置額定工作壓力為 時，一般取 smv /5~4? ，取 smv /? ； sT 為接力器關(guān)閉時間，取 sTs 6? 。 則導葉調(diào)整主配壓閥直徑： )()( mmmvTVd sc ??????? ?? 槳葉調(diào)整主配壓閥直徑： )()( mmmvTVd sz ??????? ?? 選取主配壓閥直徑為 mm150 。由此選擇雙調(diào)微機型調(diào)速器型號為 ??WST 。 油壓裝置的選擇 油壓裝置分為分離式和組合式 ，本電站選擇分離式，即壓力油箱與會油箱分開。額定壓力為 ，壓力槽容積分為兩大部分：空氣所占的部分，約為 3/2 ，其余為油。 其壓力油槽容積： )(6 0 8 5 0 2 9 )5~4()20~18( 30 mVVV zc ??????? 從《水電站機電設(shè)計手冊 水力機械》查得油壓裝置選擇 YZ6 型 34 34 水電站主輔機設(shè)備選型設(shè)計 、確定水輪發(fā)電機的型號和主要參數(shù) 發(fā)電機 的參數(shù)計算 發(fā)電機計算參數(shù)如下： 發(fā)電機出力： MWPg 50? 發(fā)電機功率因數(shù)： 水輪機轉(zhuǎn)輪直徑： mD ? 同步轉(zhuǎn)速： min/125r 額定水頭： 水輪機型號： 540503 ?? LHJK 機組臺數(shù)： 4 臺 選擇發(fā)電機的型式及冷卻方式 型式 :立式 普通 傘型 冷卻方式 : 空冷 下機架類型 :傘式承重機架 上機架類型 :傘式非承重機架 發(fā)電機勵磁方式：靜止可控硅勵磁 發(fā)電機的主要尺寸 圖 110 水輪發(fā)電機組外觀估算示意圖 參考《水電站機電設(shè)計手冊 水力機械》發(fā)電機外主要尺寸估算 發(fā)電機的額定容量 )(kVASf k V ApS gf os ??? ? 極距 ? 42pSk fj?? 式中 jK — 系數(shù)，一般為 10~8 ，容量大，線速度高的取上限； P— 磁極對數(shù)； 對241253 0 0 060 ??? n fp 35 35 第 1 章 水輪發(fā)電機組選型設(shè)計 242625008 4 ????? 其中 8?jK 定子內(nèi)徑 iD )( cmpDi ????? ??? 定子鐵芯長度 tl rift nCDSl 2? 式中 fS — ─發(fā)電機額定容量 )(kVA ； en — ─額定轉(zhuǎn)速 min)/(r ； iD — ─轉(zhuǎn)子內(nèi)徑 )(cm ； C — ─系數(shù)，取系數(shù) 6105 ???C ； tl )( 6250026 cm????? ? 定子鐵芯外徑 aD 目前尚無統(tǒng)一規(guī)定的機座號，則按下式估算： rpmne ? ， ??? ia DD rpmne ? ， ??? ia DD 那么發(fā)電機的定子鐵芯外徑為： )( cmDD ia ?????? ? 、發(fā)電機外形尺寸計算 、平面尺寸計算 定子機座外徑 1D ae DDrp mn , 3 6 1 ?? ae DDr p mnr p m , 1 ??? ae DDr p mnr p m ,3 0 02 1 4 1 ??? 所以定子機座外徑： )( 0 29 7 9 cmDD a ???? 風罩內(nèi)徑 2D 當 kVAS f 20210? 時， mDD ?? 當 kVAS f 20210? 時， mDD ?? )( cmDD ????? 轉(zhuǎn)子外徑 3D ?23 ?? iDD 式中 ? 為單邊空氣間隙，初步估算時可忽略不計。 cmDD i ?? 下機架最大跨度 4D k V ASk V A f 1 0 0 0 0 01 0 0 0 0 ?? ， cmDD