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94.2-134.2m水头420MW水电站机电部分设计

摘 要

此设计是渡江水电站的机电设备初步设计，设计内容共分为四个大章,包括：水轮机组主机选型，调节保证计算及调速设备选择，辅助设备系统设计，电气一次部分设计,共分为四个大章。

第一章 水轮机组的选型设计中根据水头选中HL180/D06A，经过选型有11个待选方案。根据水轮机在模型综合特性曲线上的工作范围，并结合由试算法划出发电机出力限制线，初步选出较优方案，再根据技术经济性及平均效率的比较在较优方案中选出最优方案。最终选择第Ⅰ方案为最优方案，2台HL180/D06A机组，转轮直径5m，机组转速150rpm。

第二章 调节保证计算及调速设备的选择中，由于本电站布置形式为单机单管，所以只对一台机组甩全负荷情况进行计算。调节保证计算及调速设备选择中分别在设计水头和最高水头下选取导叶接力器直线关闭时间，计算相应的ξ和β，使ξ<30%,β<55%，并选取接力器、调速器和油压装置的尺寸和型号。

第三章 辅助设备设计中分别对油、水、气三大辅助系统设计，按照要求设计各系统的工作方式并按照各计算参数选出油罐、水泵及储气罐和空压机等设备。

第四章 电气一次部分设计中，按照设计要求，先对接入系统进行设计计算，本设计中送电线路电压等级220KV，2回线路，送电导线型号LGJQ-600；接着进行主接线设计，对发电机电压侧，送电电压侧，近区负荷侧及电站厂用电侧四部分考虑。发电机电压侧选用单元接线，选取主变型号为SSPL1-260000/220；送电电压侧选用桥形接线；近区负荷送电线路电压等级35KV，选用2回线路，送电导线型号LGJ-150，变压器选择型2台；厂用电负荷侧采用单母线分段接线；然后进行短路计算，按设计要求，取发电机出口侧、主变高压侧、近区供电高压侧和厂用电低压侧进行短路计算，分别求出的有名值。最后，按照额定电压和电流选取电气设备进行校验，并选出相应电气设备。至此，本设计完成。

关键词：渡江水电站；水轮机组选型；调保计算；辅助设备；电气一次

 

目录

摘 要 I

Abstract II

目录 I

原始资料 1

第一章  水轮机的选型设计 6

1.1  水轮机型号选定 6

1.1.1水轮机型式的选择： 6

1.1.2比转速的选择 6

1.1.3机组台数拟定 6

1.2 原型水轮机主要参数的计算 7

1.2.1 两台  (单机容量210MW) 7

1.2.2三台  (单机容140MW) 8

1.2.3四台  (单机容量105MW) 10

1.2.4 五台  (单机容量84 MW) 13

1.2.5六台  (单机容量70 MW) 16

1.3 技术经济指标的计算 18

1.3.1 水轮机组选型较优方案的确定 18

1.3.2 水轮机运转特性曲线的绘制 19

1.3.3机电设备投资和耗钢量 20

1.4最优方案选择 24

1.4.1水力机械投资估算表 24

1.4.2 电气部分投资估算 24

1.4.3 最优方案的选择 25

1.4.4水轮机最优方案主要参数 25

1.5 水轮机最优方案的进出流水道计算 27

1.5.1转轮参数 27

1.5.2 蜗壳计算 28

1.5.3 尾水管计算 30

1.6 绘制厂房剖面图 32

1.6.1 水轮发电机外形尺寸估算 32

1.6.2厂房各高程的确定 35

1.6.3 厂房宽度的确定 37

1.6.4 主厂房长度 38

1.6.5起重机的选择 39

第二章  调节保证计算及调速设备的选择 40

2.1 调节保证计算的目的、标准 40

2.1.1 调节保证计算的目的 40

2.1.2 调节保证计算的标准 40

2.2 调节保证计算的解析法 41

2.2.1 设计水头甩全负荷情况的计算 41

2.2.2 最大水头甩全负荷情况的计算 46

2.3 调速设备的选择 51

2.3.1接力器的选择 51

2.3.2 调速器的选择 52

2.3.3 油压装置的选择 52

第三章  辅助设备 54

3.1  气系统 54

3.1.1  机组制动用气 54

3.1.2 机组调相压水用气 55

3.1.3 风动工具用气 57

3.1.4 空气围带充气 58

3.1.5 油压装置供气 58

3.2  水系统 59

3.2.1 技术供水系统 59

3.2.2 消防供水系统 64

3.2.3 排水系统 67

3.3 透平油系统 70

3.3.1用油量计算 71

3.3.2 油系统设备选择 73

第四章  水电厂电气部分设计 76

4.1  水电厂一次接入系统设计 76

4.1.1 输电线路电压等级和送电回路数的确定 76

4.1.2 送电线路导线横截面积的选择 76

4.2 电气主接线设计 78

4.2.1 发电机侧 78

4.2.2 送电电压侧 80

4.2.3 近区负荷 80

4.2.4 厂用电设计 82

4.3 短路电流计算 84

4.3.1 选择短路计算点和确定基准值 84

4.3.2 化简等值电路图 84

4.3.3 三相短路电流周期分量及短路容量计算 98

4.4 电气设备选择 111

4.4.1 断路器的选择 111

4.4.2 隔离开关的选择 116

4.4.3 电流互感器的选择 118

4.4.4 电压互感器的选择 121

4.4.5 高压熔断器的选择 122

4.4.6 发电机中性点消弧线圈的选择 122

4.4.7 避雷器的选择 122

附录 125

一 等效率曲线计算表 125

二 运转综合特性曲线 127

三 平均效率计算表 128

四 蜗壳断面计算表 129

参考文献 131

 

参考文献

[1]  郑源，陈德新，于波.水轮机[M].北京：中国水利水电出版社，2011.

[2]  张德虎，郑源，鞠小明.能源动力类水动专业毕业设计与课程设计指南[M].北京：中国水利水电出版社，2010.

[3]  骆如蕴.水电站动力设备设计手册[M].北京：水利电力出版社，1989.

[4]  水电站机电设计手册编写组.水电站机电设计手册（水力机械）[M].北京：水利电力出版社，1983.

[5]  水电站机电设计手册编写组.水电站机电设计手册（电气一次）[M].北京：水利电力出版社，1989.

[6]  程远楚，张江滨，陈广大.水轮机自动调节[M].北京：中国水利水电出版社，                  2010.

[7]  范华秀.水力机组辅助设备[M].北京：水利电力出版社，1991.

[8]  李郁侠.水力发电机组辅助设备[M].北京：中国水利电力出版社，2013.1

[9]  王士致，冯金光.发电厂电气部分[M].北京：中国水利电力出版社，2002.

[10] 强尧臣.小型水电站机电设计手册 电气一次[M].北京：中国水利电力出版                         社,1993.

[11] 输配电设备手册编辑委员会编.输配电设备手册（全一册）[M].北京：机械工业出版社，2000.3