银盘水电站机电设计

银盘水电站机电设计
银盘水电站机电设计

银盘水电站机电设计

(赵鑫王建华)

摘要: 银盘水电站水轮机正常运行水头变化范围为13~35.12m,额定水头为26.5m,属于运行水头变幅较大的电站。根据该电站水头条件,选择轴流转浆式水轮发电机组。论述了银

盘水电站机电设计技术方案和解决的主要技术问题,包括水轮发电机组选型设计和辅助设施的

配套选择、电气设计、监控、消防等内容。

关键词: 机电设计;电气设计;监控;消防;银盘水电站;中图分类号: TV734 文献标识码: A

1 概述

银盘水电站位于乌江下游河段,地处重庆市武隆县,是乌江干流水电开发规划的第11个梯级,上游与彭水水电站衔接,下游为规划的白马梯级,是具有兼顾彭水水电站反调节任务和

渠化航道的枢纽工程。该工程的开发任务是以发电为主,其次为航运。

银盘水电站主要由挡水建筑物、泄洪建筑物、电站厂房和通航建筑物等组成。大坝坝型采

用混凝土重力坝,坝顶高程227.5m,最大坝高约78.5m,坝顶长度约600.10m,从左至右分别为左岸非溢流坝段、厂房坝段、泄洪坝段、船闸坝段及右岸非溢流坝段。厂房为河床式厂房,

电站装机容量为600MW(4×150MW),保证出力161.7MW,多年平均发电量27.08亿kW?h。

银盘水电站机电设计的主要内容有:水轮发电机组的选型设计和辅助设施的配套选择、电

气设计、监控与保护、通信、消防、泄水闸门和通航设施的电气拖动与控制等,采用的技术方

案和解决的主要技术问题简要论述如下。

2 水轮发电机组

2.1 水轮机型式及参数水平

银盘水电站水轮机正常运行水头变化范围为13~35.12m。电站运行水头属低水头范围且水头变幅大,可供该水头段选择的机型有轴流转桨式和混流式。

考虑到该水头段可供选择的混流转轮较少,且该水头范围是轴流转桨式机型较理想的运行范围,轴流转桨式水轮机的主要优点是效率曲线平坦、单位转速高、稳定性较好,更适用于低水头段且水头范围变化较大的电站。经综合分析比较,轴流转桨方案优于混流方案,因此,本电站选用轴流转桨式水轮发电机组。

根据对国内外大型轴流式水轮机性能参数的统计分析,结合银盘水电站的基本参数及运行特点,本阶段确定的银盘水电站水轮机的性能参数水平如下:

比转速ns 520m?kW左右

比速系数k 2700左右

最优单位转速n′10 132r/min左右

最优单位流量Q′10 1.1m3/s左右

限制点单位流量Q′1 1.63m3/s左右

模型最优效率ηOM ≥92.8%

真机最高效率ηOT ≥94.7%

模型空化系数σm ≤0.64

2.2 机组容量选择

根据银盘水电站基本参数及运行特点,在前期设计成果的基础上(杨家沱坝址,装机容量600MW),分别对单机容量150MW(装机4台)和单机容量200MW(装机3台)两个方案进行综合分析、比较。技术方面,两方案的水轮机在设计、制造、施工、运输、运行维护等方面均是可行的,两方案的水轮机参数水平相当,但4台机方案机组制造难度远小于3台机方案,运行灵活性明显优于3台机方案,厂房施工强度和施工难度也小于3台机方案。经济方面,4台机方案与3台机方案相比,节省投资3040万元,初期运行少发电1.45亿kW?h,正常运行期每年多发电0.012亿kW?h,两方案总体经济指标基本相当。因此,综合技术经济比较,推荐4台机方案,单机容量为150MW。

2.3 水轮发电机组主要技术参数

(1)机组额定转速选择。根据国内主要水轮发电机组制造厂推荐的方案,机组额定转速有75、79、83.3r/min和88.2r/min4种,因75r/min和88.2r/min两种方案的比速系数k 值、最优单位转速不满足要求不予选用,83.3r/min转速方案与79r/min转速方案相比,发电

机重量轻、定子槽电流更合适,其技术经济指标均优于79r/min转速方案,故转速选用83.3r/min。

(2)水轮机安装高程。按相关规范的要求及适用本电站的水轮机空蚀性能,比较了水轮机最大水头、设计水头、额定水头、最小水头以及最小通航流量等工况的吸出高度和安装高程,控制本电站水轮机安装高程的工况为发额定功率工况,确定的水轮机安装高程为176.4m (以导叶中心高程计)。

(3)推荐方案的机组参数。推荐方案机组主要技术参数如下:

水轮机

额定功率 152.6MW

最大水头 35.12m

最小水头 13.00m

加权平均水头 29.66m

额定水头 26.50m

转轮直径 8.8m

额定流量 635.8m3/s

额定转速 83.3r/min

额定效率 92.5%

最高效率 94.7%

安装高程(导叶中心线) 176.4m

比转速 541.2

比速系数 2786

飞逸转速 210r/min

转轮重量 300t

水轮机总重量 1400t

发电机

额定容量 166.7MVA

额定功率 150MW

功率因数 0.9

额定效率 98.3%

额定转速 83.3r/min

额定电压 13.8kV

额定电流 6973A

额定频率 50Hz

发电机冷却方式全空冷

转子重量 680t

发电机总重量 1350t

2.4 机组结构

(1)水轮机。水轮机为立轴轴流转桨式,混凝土蜗壳。从发电机顶部俯视,旋转方向为顺时针。水轮机转轮由轮毂体、桨叶、桨叶操作机构和泄水锥组成。桨叶采用具有良好抗空蚀、磨损性能的不锈钢材料VOD精炼制造,五轴数控机床加工而成。转轮室由上、中、下环组成,采用不锈钢材料制造,适当位置设置1个检修进入门。

机组主轴由水轮机主轴和发电机主轴组成,水轮机主轴采用低合金钢整体锻造而成,中空结构,内设有桨叶接力器操作油管。水轮机主轴与转轮的连接采用摩擦传递力矩的方式。水轮机主轴与发电机主轴采用法兰连接方式。

(2)发电机。水轮发电机为具有上、下2个导轴承的立轴半伞式结构,冷却方式为密闭自循环全空冷。发电机上端轴和发电机主轴上端均与发电机转子中心体连接,发电机主轴下端与水轮机主轴用螺栓连接。推力轴承置于下机架上或推力支架上,上导轴承位于上机架上,下导轴承置于下机架上。发电机上、下机架上均铺有钢盖板,构成发电机风罩。

发电机定子机座采用钢板焊接结构,分瓣运至工地,在工地主厂房安装场拼装组圆焊接,并在安装场叠片,然后整体吊运至机坑,在机坑内安装定子线棒及连线。

发电机转子采用刚度大、通风损耗小、无轴的圆盘式支架焊接结构,转子中心体为整体结构。发电机主轴采用低合金钢整体锻造而成,中空结构,内设有桨叶接力器操作油管。

3 电气设计

电气设计主要包括电站与电力系统的连接、电气主接线和厂用电接线、枢纽电气总体布置、电气设备选择、过电压保护及接地、照明等,主要内容论述如下。

3.1 电气主接线

2006年6月14日重庆市电力公司主持召开了银盘水电站接入电力系统专题审查会,会议确定银盘水电站接入电力系统方案为:银盘水电站出线采用220kV一级电压接入系统,220kV 出线二回,落点均为张家坝500kV变电站220kV母线,每回线路长约30km,导线型号暂按LGJ-2×630考虑。

按上述系统条件并保证电站安全运行的前提下进行银盘水电站电气主接线的设计,对发电机和变压器的组合方式进行了单元接线、联合单元接线和扩大单元接线方案比选,因扩大单元接线方式投资相对较低,电站只有两台主变压器,布置比较简单,操作运行维护也较方便,且每台机端装设了发电机断路器,对厂用电源和机组的运行较为有利,因此,推荐采用扩大单元接线方案,即:发电机和变压器的组合方式采用两机一变的扩大单元接线。220kV侧接线进行了双母线接线、内桥接线、单母线接线、四角形接线方案比选,分析4种接线方案可知:内桥接线配置断路器最少,投资最省,在电气设备投资方面该方案具有较大优势,但运行灵活性及安全可靠性最差,故不选用此方案;双母线接线和单母线接线、四角形接线相比,双母线接线配置断路器数量多,投资相对较高,而运行可靠性及灵活性相对一般,因此也不宜选用此方案。单母线和四角形方案投资相当,且单母线接线简单清晰,但考虑银盘水电站为上游彭水电站的反调节电站,利用小时较高,若故障导致停机,会造成大量弃水及电能损失,故电站的主接线方案应安全可靠且运行灵活;因此,结合本电站的特点,从主接线方案应安全可靠且运行灵活的设计原则考虑,本电站220kV侧接线采用四角形接线。

3.2 主要电气设备选择

银盘水电站主要电气设备有220kV配电装置、主变压器、大电流母线等,其选型和主要技术参数介绍如下。

(1)220kV配电装置。220kV配电装置型式通常有全封闭组合电器(GIS)、敞开式电器(CS)、混合式电器(H-GIS)3种。受银盘水电站周围地形条件限制,混合式配电装置开关站需在岸边山坡上平整出场地,因此土建费用加大,其总体投资高于GIS方案,而可靠性却比GIS要低,另外国内实际投入运行的此类设备甚少,运行经验不多,因此在银盘水电站配电装置选型时不考虑混合式电器,重点比较、研究GIS配电装置布置和普通敞开式配电装置两种方案。通过比较可知,GIS配电装置方案的运行可靠性、使用寿命、设备检修、运行维护等多方面均优于敞开式配电装置方案;另外,根据武隆县气象资料记载和统计,武隆县属于多冰雹地区,平均每年出现3~4次冰雹天气,冰雹最大直径达20余毫米,气候条件较差。敞开式配电

装置受到冰雹袭击受损的概率远大于GIS方案,敞开式设备大部分为瓷套管,容易受冰雹袭击而损坏,显然,采用GIS配电装置具有明显的优势。而在经济比较中,敞开式配电装置方案虽然电气设备投资较少,但土建工程量及投资很高,整个方案的投资比GIS配电装置方案高出3640万元,其经济性较差。故综合考虑,银盘水电站220kV配电装置采用GIS,其主要技术参数如下:

额定电压 252kV

额定电流 2000A

额定短路开断电流(有效值)

交流分量 40kA

直流分量百分比≥40%

额定短路关合电流(峰值) 100kA

首相开断系数 1.3

额定操作循环分-0.3s-合分-180s-合分

额定短时耐受电流(有效值) 40kA

额定短路持续时间 3s

额定峰值耐受电流 100kA

绝缘水平

相对地隔离断口

雷电冲击耐受电压

(峰值,1.2/50μs) 950kV 1050kV

工频耐受电压(有效值) 395kV 460kV

(2)主变压器。银盘水电站发电机和变压器组合采用扩大单元接线,增大了发电机电压短路容量,为了限制短路电流,电站主变压器低压侧可以考虑采用分裂线圈。经过向国内大型变压器生产企业咨询,了解到目前大型低压分裂升压变压器尚处于课题研究阶段,生产制造技术还不成熟,实际运行经验缺乏,目前不推荐采用,故本电站主变压器选用普通双卷升压变压器。

银盘水电站单机容量150MW,采用扩大单元接线,220kV主变压器额定容量选择340MVA。根据电站的地理位置和交通情况,主变压器的选型需要考虑运输条件。340MVA的三相双卷变压器运输重量约为200t、运输尺寸约为9.5m×3.5m×4.3m(长×宽×高),当采用铁路运输时,根据厂家提供的资料,可以使用210t凹型车运输。若不用铁路运输,可采用水陆联运方式,经过长江运入,然后转乌江,直到工地重件码头上岸。初步了解电站至乌江口的航道现有状态,每年的4~10月部分时间可通行运输三相主变压器的船只,故选择三相主变压器。

主变压器的冷却方式选择,需考虑主变压器的布置位置。本电站主变压器布置在厂房尾水平台上,主变压器的通风、散热条件比较好,故冷却方式采用强迫油循环风冷却方式。

主变压器的主要参数如下:

型式三相、双卷、强迫油循环风冷升压变压器

额定容量 340MVA

额定电压(242±2)×2.5%/13.8kV

阻抗电压 13%~15%

额定频率 50Hz

高压出线方式油/SF6 套管

中性点接地方式直接接地或不接地

连接组别 YN,d11

(3)发电机电压设备。发电机电压设备主要由发电机主回路母线、发电机断路器等组成。根据《水力发电厂机电设计技术规范》DL/T5186-2004的规定,100MW及以上发电机组应选用全连式离相封闭母线。银盘水电站单机容量150MW,功率因数0.9,发电机回路出线额定电压13.8kV,额定电流为7321A,发电机机端短路电流系统侧为114.28kA,推荐发电机至变压器间的引出线型式采用全连式离相封闭母线,与三相主母线连接的分支回路亦相应地选用全连式离相封闭母线;主回路中的发电机保护断路器选用目前通用的24kV大电流SF6 开关,主要参数如下:

封闭母线

型式自冷、离相封闭式

额定电压 18kV

额定电流 16000(8000)A

额定频率 50Hz

额定短时耐受电流(有效值,3s) 120kA

额定峰值耐受电流 340kA

(注:括号内参数为单回路母线参数。)

发电机断路器

型式户内SF6

额定电压 24kV

额定电流 10kA

额定频率 50Hz

额定短时耐受电流(有效值,3s) 120kA

额定短路开断电流

交流分量 120kA

额定峰值耐受电流 324kA

3.3 电气总体布置

根据推荐的电气主接线、配电装置型式及开关站位置,在满足电气设备性能要求的基础上,考虑节省占地、运行维护方便和总体布局合理性等因素,确定了银盘水电站电气总体布置。其中,在主厂房水轮机层(186.0m高程)主要布置有发电机引出线和中性点设备;在副厂房发电机层,每个机组段布置3台单相励磁变压器;在200.0m层,每个扩大单元的设备有单相电压互感器及避雷器柜、高压厂用单相变压器、发电机断路器等;220kV设备布置在下游尾水平台上,包括2台室外220kV主变压器、220kV GIS配电装置室。

220kV高压出线设备选择在左岸非溢流坝段下游、靠近主厂房安Ⅰ段的一块平地上,出线设备与GIS配电装置之间采用SF6 管道母线连接,220kV SF6 管道母线经223m高程楼板下的固定支架引至户外出线设备区,再由户外出线设备引出架空线至线路终端塔。

4 大件运输

银盘水电站位于西南高山峡谷地区,在设计中落实机电设备大件运输条件、选择运输方式十分重要,事关水轮机转轮、主变压器等主要设备的选型。银盘水电站工程所需运输的机电设备重大件尺寸及重量见表1。

由于重大件运输受公路桥涵、隧道等的限制,部分重大件陆路运输至工地困难,涪陵→坝址的乌江航道为Ⅴ级,中水期可通行载运水轮机转轮体、主变压器等大件设备的船舶。机电设备重大件运输选择每年的4~10月适当时间通过水运至坝址重大件码头卸船、起坡,然后用平板车运至工地现场。银盘上游梯级彭水水电站(5×350MW)已采用相同的水运方式运输大件至工地。

5 电站计算机监控系统

考虑到银盘水电站在系统中所处的地位以及电站厂房型式特点,为保证电站安全可靠、经济运行,提高电站运行和管理的自动化水平,最大限度地发挥枢纽的综合效益,电站采用全计算机监控,即电站集中监控和现地监控单元均采用计算机监控,不另设常规自动监控系统。电站计算机监控系统可根据电力系统要求及电站设备的运行条件,完成对电站设备的自动监控,主要包括:

(1)准确、及时地对整个电站设备运行信息进行采集及处理;

(2)对电站机组及主要机电设备进行实时监控,保证电站安全运行并实现电站运行与管理自动化;

(3)根据上级调度和电站运行要求,进行电站最佳控制和调节;

(4)按照电网要求对系统稳定性进行监控,保证系统安全运行;

(5)枢纽内外通信,并能与厂内录波系统、工业电视、直流系统、通风系统、消防系统、机组局放气隙系统、信息管理系统等系统实现通信。

电站计算机监控系统具有较强的实时性、高可靠性、高可利用率等技术性能,满足系统开放性、可扩充性及运行灵活性等方面的要求,可实现电站无人值班(少人值守)。电站计算机监控系统采用分层分布式系统结构,计算机监控系统分为电站厂站层和现地控制级两层,厂站层采用功能分布结构,硬件配置包括系统主计算机(信息管理工作站)、操作员工作站、工程师工作站、中控室大屏幕投影设备(不设置模拟屏)、路由器及通信服务器等。现地控制级按监控对象的分布设置现地控制单元,共配置6套现地控制单元,其中4套机组现地控制单元(LCU1~4);1套全厂公用设备现地控制单元(LCU5),1套220kV交流开关站现地控制单元(LCU6)。

6 电力拖动与控制

为满足水工对泄洪闸门的控制要求,溢流闸门控制设置1套集中控制装置,并结合工业电视系统,对闸门启闭机运行情况等进行集中监视。集中控制系统采用2台工业控制机作为集中控制主机互为备用,对现地控制设备进行集中监视、控制和管理。该方案的特点是配置简单,操作控制方便,控制、监视和管理功能强,通过集控监视器可以直接显示现地设备运行情况,

同时对现地设备进行操作控制,并与电站计算机监控系统进行通讯,实现信息上传和接受电站计算机监控系统控制调度指令。

为了使船闸运行过程可靠、安全和畅通,减少操作人员劳动强度,船闸设置1套集中控制系统,该系统采用分散控制、集中管理的两层分布式控制系统结构,由1套集控站、4个现地控制站和相应的通航指挥信号装置、工业电视、广播系统及通讯设备组成,完成过船作业的集中自动控制和监视指挥。每个现地控制站均采用可编程序控制器作为主控制装置。集控站负责控制、监视船闸各现地站设备的运行和对船闸的通航调度管理。

7 消防

消防设计贯彻“预防为主,防消结合”的方针和确保重点、兼顾一般、便于管理、经济实用的原则。满足防火、监测、报警、控制、灭火、排烟、救生等几方面的功能要求。消防总体设计方案为以水消防为主,部分不适宜采用水消防的部位、场所,采用移动式化学灭火器;重要的生产用机电设备配有专用消防设施,相关建筑物内外配置一定数量的消火栓和移动式灭火器;生活管理区及电站公用区主要灭火方式是消防车机动灭火和室内、外消火栓固定灭火。

按照有关规定,电站设置1套火灾报警及联动控制系统,采用1套集中报警控制器+2套区域报警控制器的结构形式。为了使电站火灾报警及消防联动控制设备达到集中报警、总体灭火的目的,同时防止电气故障误报警干扰电站的正常工作生产,将电站的集中报警控制器布置在电站中控室内。在电站厂房和220kV GIS室各设1台区域报警控制器并均具有紧急广播功能,分别设于电站厂房的发电机层和220kV GIS室的继电保护室。在中控室内设置1套主控微机完成电站火灾报警及消防联动控制系统与电站计算机监控系统、泄水闸火灾报警与控制系统、工业电视系统等的通信。

8 结语

银盘水电站作为乌江流域的大型水电工程,其机电设计体现了近期大型水电工程机电技术的进步与发展,可为其它大型水电工程的设计及机电设备的研发制造提供值得借签的经验。

作者简介: 赵鑫,男,长江水利委员会设计院机电处副总工程师,教授级高级工程师。

鹅颈项水电站初步设计报告

7.1工程概况 鹅颈项水电站位于峨边县金岩乡、大堡镇境内,为官料河干流梯级开发的第五级电站。电站开发任务主要为发电,电站为低闸、右岸长引水隧洞、地面式厂房,装机36MW,闸址位于金岩乡黑竹沟温泉山庄下游520m,厂址位于大堡镇关庙河索桥下游侧右岸河边缘坡地段(杨村尾水电站库尾)。 7.2气象特征 官料河流域地处四川盆地至大凉山的过渡带,属亚热带季风气候区。受西南暖湿气流的影响,四季分明,气候温热,雨量较丰沛。具有春迟、夏短、秋早、冬长的季节特点。河源地区海拔在2000m以上,具有高山气候性质,寒冷潮湿,下游夏热,潮湿多雨。据峨边县气象站资料统计,多年平均气温15.6℃,历年最高气温37.0℃(1992年8月31日),最低气温-3.2℃(1976年12月29日);多年平均降水量831.9mm,蒸发量在697.5~847.7mm;多年平均相对湿度77.0%;多年平均无霜期280d;多年平均日照时数964.8h;多年平均风速2.2m/s,最大风速17.0m/s。 峨边县气象站主要气象要素特征值见表(7-1)。 峨边县气象站主要气象要素特征值表 7.3设计原则和设计依据

鹅颈项水电站工程的消防设计贯彻“预防为主、消防结合”、“自防自救”的设计原则。考虑各建筑物、构筑物在厂区规划,厂房布置上的防火间距,安全疏散通道,消防车道,事故排油,事故排烟、自动报警,化学灭火、人工灭火等要求及按火灾危险级别及耐火等级进行设计。对可能发生火灾的场所,在建筑物和设备的布置、安装、建筑物内装修、电缆敷设上采取有效的预防措施,以减少火灾发生。设置消火栓,水喷雾头,灭火器,沙袋等设备,以及必要的消防通道,疏散通道,以达到一旦发生火灾,则能迅速灭火或限制其范围,疏散工作人员,将人员伤亡和财产损失减小到最小。 鹅颈项电站以下列规范作为设计、安装、调试依据: 1、《水利水电工程设计防火规范》(SDJ278-90); 2、《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)(2001版); 3、《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)局部修订条文; 4、《火灾自动报警系统设计规范》(GBJ116-88); 5、《火灾自动报警系统施工及验收规范》(GB50166-92); 6、《水喷雾灭火系统设计规范》(GB50219-95); 7、《石油库设计规范》(GBJ74-84); 8、《建筑灭火器配置设计规范》(GBJ140-90); 9、《电力设计典型防火规程》。 7.4建筑物的耐火等级及火灾危险性类别 7.4.1为了保证电站防火安全,对电站各建筑物的耐火等级要有严格要求。根据《水利水电工程设计防火规范》(SDJ278-90)规定,对本电站的耐火等级提出以下要求:7.4.1.1主要生产建筑物和构筑物 1、主、副厂房及安装间二级; 2、中控室二级; 3、厂用配电室二级; 4、空压机室二级;

水电站水力机械设计中的几个问题

水电站水力机械设计中的几个问题 我国水电站的水力机械设计起于19世纪50年代,经过多年的实践、应用、总结及与发达国家之间的技术交流,已经基本形成了符合我国水电水利特点的设计理念和安装方式。随着计算机技术在各领域中得到了广泛的应用,结合计算机的数据计算和工程制图等,水电站的机械设计及安装方式得到了进一步的完善。虽然我国目前的水力机械设计中仍然存在提高和优化空间,但是在一定程度上,我国的水电站机械设计已经可以根据水电站的地理环境和设计要求等设计出符合使用性能的、能经受住运行考验的方案。 二、水电站水力机械设计中存在的问题 1、设备选型存在的问题 (1)关于阀门的选择 水电站中的阀门,用于管路系统中,起切断管路中的油、气、水的供给的作用。如果阀门选择不当,容易造成管中流体遗漏或关闭不严等问题,影响机组运行。 部分水电站技术供水系统对阀门设计大都采用手动闸阀,由于阀门设计的不合理及质量等原因,容易出现阀门盘根漏水,闸板脱扣或卡阻等故障,检修维护工作量大。正反向供水的切换阀为液压阀,控制液压阀的电磁阀不可靠,容易发生卡阻;立式电磁阀的手柄在重力作用下常自动落下,造成误动作,现已全部改用电动闸阀。 机组冷却供水系统为防止泥沙淤堵,系统采用正反向切换供水,切换阀为液压阀,水电站建议改用电动闸阀较好,主要原因就是电磁阀不可靠。与大化水电站一样,原设计选用的手动闸阀,经常出现盘根漏水,闸板脱扣等故障,现已准备改用电动闸阀。 (2)关于自动化元件的选择 在水电站中,自动化元件,例如信号器、压力开关等是实现机组自动控制最基本的单元。如果所选用的自动化元件性能不可靠,会直

接给机组运行带来不安全因素。特别是在水电站这样一个对社会有重要影响的单位,稍有不慎,就会给社会带来严重损失。因此,在现今电站运行朝着“无人值班,少人值守”方向发展的情况下,选择可靠的自动化元件就显得尤为重要。 部分电站高压空压机采用进口设备,相应的自动控制元件也全部进口,低压系统用气则由高压系统经减压阀提供。 另外一些水电站技术供水系统示流信号器发讯不准确、漏水,现在都已不用。原开机回路中示流信号器的信号用操作电磁阀的信号代替,实际上该信号并不可靠。 水电站压缩空气系统自投运以来,压缩空气系统不能自动运行,主要是其压力开关的整定值经常飘移,电站担心发生事故而采用手动。岩滩水电站机组制动及检修围带充气均是手动操作,主要是电厂担心电磁阀不可靠引起事故,不敢采用自动操作。 (3)关于滤油机的选择 滤油机是油的净化设备。通过滤油机,去掉油中的水分、杂质。真空滤油机能在短时间内达到除水脱气,提高电气绝缘强度,增加绝缘油的电阻率等作用。压力滤油机能过滤油中杂质和微量水分,水分较少而杂质较多时用压力滤油机效果较好。大化电站原有真空滤油机,运行时噪音大,而且起油雾,清洗滤网困难,1994年更换为透平油滤油机,运行人员反映也不好用,效果改善不大,用了不到一年时间就坏了,也没修理。现在一直使用压力滤油机。运行人员反映压力滤油机使用效果还可以,但更换滤纸的工作量大,感觉到很辛苦。岩滩水电站原配置的真空滤油机毛病较多,无法继续使用。压力滤油机使用情况还可以,现在滤油都是使用压力滤油机。 2、设备布置存在的问题 油处理设备及水泵基础旁缺少排油沟,油处理室是进行油处理的地方,有滤油机、油泵等油处理设备。设计时未考虑在油处理设备旁设排油沟,结果渗漏的油以及设备操作时遗漏的油不能定向排走,使得满地都是油污。

某水电站电气主接线设计毕业设计(论文)word格式

前言 电力系统是由发电厂、变电站、线路和用户组成。变电站是联系发电厂和用户的中间环节,起着变换和分配电能的作用。为满足生产需要,变电站中安装有各种电气设备,并依照相应的技术要求连接起来。把变压器、断路器等按预期生产流程连成的电路,称为电气主接线。电气主接线是由高压电器通过连接线,按其功能要求组成接受和分配电能的电路,成为传输强电流、高电压的网络,故又称为一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列,详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图,称为主接线电路图。 一、主接线的设计原则和要求 主接线代表了变电站电气部分主体结构,是电力系统接线的主要组成部分,是变电站电气设计的首要部分。它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式,从而完成变电、输配电的任务。它的设计,直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定,关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。由于电能生产的特点是发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的,所以主接线设计的好坏,也影响到工农业生产和人民生活。因此,主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下,正确处理好各方面的关系,全面分析有关影响因素,力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。 Ⅰ. 电气主接线的设计原则 电气主接线的基本原则是以设计任务书为依据,以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳,结合工程实际情况,在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下,兼顾运行、维护方便,尽可能地节省投资,就近取材,力争设备元件和设计的先进性与可靠性,坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。 1.接线方式:对于变电站的电气接线,当能满足运行要求时,其高压侧应尽可能采用断路器较少或不用断路器的接线,如线路—变压器组或桥形接线等。若能满足继电保护要求时,也可采用线路分支接线。在110-220KV 配电装置中,当出线为2 回时,一般采用桥形接线;当出线不超过4 回时,一般采用分段单母线接线。在枢纽变电站中,当110-220KV 出线在4 回及以上时,一般采用双母接线。在大容量变电站中,为了限制6-10KV 出线上的短路电流,一般可采用下列措施:

抽水蓄能电站拦污栅相关问题的研究

https://www.360docs.net/doc/837057956.html, 抽水蓄能电站拦污栅相关问题的研究 司鸿颖,郭彬 河海大学水利水电工程学院,江苏南京(210098) E-mail:shy349@https://www.360docs.net/doc/837057956.html, 摘要:拦污栅设计合理与否直接影响着水电站的运行及其经济效益,因拦污栅而引起的电站事故时有发生。本文论述了抽水蓄能电站中的拦污栅在使用中出现的上下游水压差及振动问题,并指出了相应的措施。 关键词:抽水蓄能电站;拦污栅;水压差;振动 中图分类号:TV7 1 引言 拦污设备的功用是防止漂木、树枝、树叶、杂草、垃圾、浮冰等漂浮物随水流带入进水口,同时不让这些漂浮物堵塞进水口,影响进水能力。水电站拦污问题在水电站运行中是一项不容忽视的问题,拦污设计的合理与否,直接影响着电站运行状况的好坏及经济效益。拦污栅作为主要的拦污设备,在确保电站的安全运行方面起到了重要的作用。抽水蓄能电站因进出水口具有双向水流的水力特性,发电时上游进口为收缩流,水流经过栅面,流速不高,分布较均匀,栅体起拦污作用;下游出口为扩散流,水流需经过喇叭口扩散段抵达栅面,流速分布不均匀,使达到栅面的水流可能出现局部高流速区。抽水时则反之,所以进出水口均要满足正反向水流的要求,从而使得过栅水流条件较为复杂,可见,抽水蓄能电站拦污栅的运行条件比常规水电站要恶劣得多,拦污栅破坏的机率也更高。因此,抽水蓄能电站的拦污栅问题引起了工程技术界和学术界的极大关注,现在本人就水电站的拦污问题进行多方面的探讨,并提出改良意见,供有关设计和管理人员参考。 2 电站运行时拦污栅易发生的问题及对策 2.1 关于拦污栅上下游水压差 2.1.1 拦污栅前后水压差的发生 水流通过拦污栅时产生的水头损失即为拦污栅的压差。拦污栅的水头损失由两部分组成:一是固有水头损失——水流在通过拦污栅时,栅条对水流有局部的阻碍作用,产生局部水头损失,这是不可避免的。影响这种水头损失的因素有:栅条的几何形状、过栅水流的 1

xx水库电站接入电力系统设计报告

xx水库工程 电站接入系统设计报告 设计单位: xx公司 20xx年xx月

目录 1.工程概况 (1) 2.电站技术参数 (1) 3.设计方案 (2) 4.设备与投资 (4)

1.工程概况 xx水库工程位于xx以上约9km处, 控制流域面积9223 km2,占xx流域面积的68.2%,占xx流域面积的22.2%。水库距xx省xx市约20km,属xx市xx乡。水库开发任务以防洪为主,同时结合灌溉、供水、附带发电等综合利用,是黄河下游防洪工程体系的主要组成部分。 xx水库工程规模为大(Ⅱ)型,最大坝高117.0m,总库容3.30亿m3;工程设有大坝、溢洪道、泄洪洞、灌溉引水发电洞、电站厂房等建筑物。 xx水电站装设2台容量为5MW和2台容量为0.8MW的水轮发电机组,总装机容量为11.6MW,电站建成后在系统中承担基荷和调峰任务。本工程分为大、小两个电站,大电站设置2台5MW水轮发电机组,小电站设置2台0.8MW水轮发电机组,大、小电站之间距离约为120m左右。电站采用1回35kV出线接入工业110kV变电站,线路全长7km,电站由xx地调调度。 xx电站经过35kV线路接入110kV玉川变,随线路架设24芯ADSS光缆,两端安装光传输设备和接入设备。水电站经光纤电路至xx变,利用xx变现有通信通道,实现实现水电站至xx供电公司地调的通信通道。 2.电站技术参数 (1)装机容量 11.6MW (2)单机容量 5MW、0.8MW (3)装机台数 2+2台 (4)多年平均发电量 3435万kWh (5)气温 最高气温42℃ 最低气温 -18.5℃ 月平均最高气温27℃ 月平均最低气温0.2℃ (6)地震烈度 地震基本烈度为VII度。 最大垂直加速度0.1g

水电站水力机械设计及安装分析

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【精品文档】 水电站水力机械设计及安装分析 【摘要】改革开放以来,中国的科学技术水平取得了新的进展,各项技术方面也在不断突破自身的前提下取得飞速发展。在开发与利用能源的过程中,电能是十分重要的方面,而电能的开发离不开水电站,水电站承载着借助水力发电的基础环节部分,因此水力机械的开发及安装使用就显得十分重要。本文拟从水力机械设计中的水轮机、辅助系统、厂房等部分入手,进而分析水电站中辅助系统的合理利用,并最终得出水力机械科学安装的具体途径。 【关键词】水电站;水力机械设计;安装 回顾我国水电站的水力机械的设计过程,它经过了多年的设计改良与实际的投入运用,并进行多次的技术总结与实践更新,在注重同国外的交流与合作的基础上,已经形成了比较成熟的设计理念与安装技术,并且通过已有的经验与不断的创新发展总结出了一套相对来说较适合本国特色的设计与安装规程。 一、水轮机的机械设计 水轮机的机械设计需要综合考虑水电站的运行需求、不同水轮机结构特点、水轮机的设计工艺及材料等因素,以保证水轮机可以满足性能的要求。 1、水轮机的机型选择 水电站是一项大型的开发与利用水资源的工程,在这项环节运转的过程中,需要考虑到很多的细节问题。首先要注意到的就是水轮机的设计与安装问题,水轮机设发电的主要设施,它的正常运转与科学安装在整个工程中占有着十分重要的地位。水轮机是一种比较重要的设备,在选取与使用它的过程中要做到科学合理。同时需要注意的环节与因素有很多,水的合理利用是最首要的问题,也要兼顾电站在工作中的施工效率,当然机械是否能够稳定的运转也是很重要的方面。另外水轮机的选取还要把投资的成本和可能带来的经济效益等因素考虑进来。 2、技术目标参数决定的水轮机选取 水轮机的综合性能公式为。利用该公式,可以确定水轮机其他的性能。以混流式水轮机为例,利用水轮机的额定水头可以确定初选额定比转速,根据最大水头可以确定额定比转速的上线,进一步,根据额定比转速可以对临界空化系数和电站空化系数进行查询,然后确定高度是否满足要求。进而根据过机水流所含泥沙量的多少、运行水头变幅、水电站地理环境等对额定比转速进行修正。根据修正数据进行机械设计,以选择最为适当的水轮机。 3、转轮 转轮设计时要根据水轮机的使用功率来进行,对转片的角度与尺寸进行优化,将运转过程中的损耗降至最小。若水电站的建设规模较大,基础设施很难使用车辆运送到场地中,可按结构进行分离,施工时现场组装,焊接过程中要重点注意各结构的完整性,避免撞击造成结构表面发生形变,影响运转速度。转轮的辅机要经过精细化处理才可使用,可在主体结 2

水电站电气部分设计说明

题目:水电站电气部分设计

容摘要 电力的发展对一个国家的发展至关重要,现今300MW及其以上的大型机组已广泛采用,为了顺应其发展,也为了有效的满足可靠性、灵活性、及经济性的要求,本设计采用了目前我国应用最广泛的发电机—变压器组单元接线,主接线型式为双母线接线,在我国已具有较多的运行经验。设备的选择更多地考虑了新型设备的选择,让新技术更好的服务于我国的电力企业。并采用适宜的设备配置及可靠的保护配置,具有较好的实用性,能满足供电可靠性的要求。 关键词:电气主接线;水电站;短路电流;

目录 容摘要 .............................................................. I 1 绪论 . (1) 1.1 水电站的发展现状与趋势 (1) 1.2 水电站的研究背景 (1) 1.3 本次论文的主要工作 (2) 2 电气设计的主要容 (3) 2.1 变电所的总体分析及主变选择 (3) 2.2 电气主接线的选择 (4) 2.3 短路电流计算 (4) 2.4 电气设备选择 (10) 2.5 高压配电装置的设计 (19) 3 变电所的总体分析及主变选择 (21) 3.1 变电所的总体情况分析 (21) 3.2 主变压器容量的选择 (21) 3.3 主变压器台数的选择 (21) 3.4 发电机—变压器组保护配置 (22) 4 电气主接线设计 (24) 4.1 引言 (24) 4.2 电气主接线设计的原则和基本要求 (24) 4.3 电气主接线设计说明 (25) 5 短路电流计算 (27) 5.1 短路计算的目的 (27) 5.2 变电所短路短路电流计算 (27) 6 结论 (30) 参考文献 (31)

水电站作业题答案汇总

《水电站》课程思考练习题 一.绪论 1.水电站课的研究对象是什么? 2.我国有哪些水电开发基地? 3.水电站由哪三部分内容构成? 4.水电站系统由哪几个系统构成?各系统的主要作用是什么? 二.水力发电原理 1.试阐述水能利用原理。 2.什么是水电站的出力和保证出力? 3.按照集中落差方式的不同,水电站的开发可分为几种基本方式?何为坝式水电站、引水式水电站和混合式水电站? 4.坝式水电站水利枢纽和引水式水电站水利枢纽各有哪些主要特点? 5.坝后式和河床式水电站枢纽的特点是什么?其组成建筑物有哪些? 6.无压引水式和有压引水式水电站枢纽的特点是什么?其组成建筑物有哪些? 7.水电站有哪些组成建筑物? *8.规划设计阶段如何简单估算水电站的出力及年发电量?什么是设计保证率、年平均发电量?用什么方法确定N 保和ē年? *9.小型水电站装机容量的组成、确定Ny 的简化方法有哪些? 三.水力机械 1. 什么是反击式水轮机?什么是冲击式水轮机? 2. 反击式水轮机分为哪几种?冲击式水轮机分为哪几种? ()()()()()()()()()()()()()()????????????????????????????????????????????? 双击式 斜击式 切击式水斗式冲击式贯流调桨式贯流定桨式贯流转桨式贯流式 斜流式 轴流调桨式 轴流定桨式 轴流转桨式轴流式 混流式反击式水轮机SJ XJ CJ GT GD GZ GL XL ZT ZD ZZ ZL HL

水斗式 ?特点是由喷嘴出来的射流沿圆周切线方向冲击转轮上的水斗作功。 ?水斗式水轮机是冲击式水轮机中目前应用最广泛的一种机型。 ?斜击式:射流中心线与转轮转动平面呈斜射角度。 ?双击式:水流穿过转轮两次作用到转轮叶片上。 ?斜击、双击水轮机构造简单,效率低,用于小型电站。 3.解释下列水轮机型号的含义? (1)HL220-WJ-71 (2)ZZ560-LH-1130 (3)GD600-WP-250 (4)2CJ22-W-120/2×10 (5)SJ40-W-50/40 (1)HL220-WJ-71 (2)ZZ560-LH-1130 (3)GD600-WP-250 (4)2CJ22-W-120/2×10 (5)SJ40-W-50/40 ? 1.混流式水轮机,转轮型号是220,卧轴,金属蜗壳,转轮直径为71cm ? 2.表示轴流转浆式水轮机,转轮型号560,立轴,混凝土蜗壳,转轮标称直径为1130cm ? 3.贯流定桨式水轮机,转轮型号为600,卧轴,灯泡式水轮机室,转轮标称直径250cm ? 4.表示水斗式(冲击式)水轮机,同一轴上装有2个转轮,卧轴布置,转轮标称直径为120cm,每个转轮有2个喷嘴,喷嘴设计射流直径为10cm ? 5.表示双击式水轮机,转轮型号40,卧轴布置,转轮标称直径为50cm,转轮轴向长度为40cm。 4.反击式水轮机引水道由哪四部分构成?其作用各是什么? 反击式水轮机的过流部件 (1) 进水(引水)部件—蜗壳:将水流均匀、旋转,以最小水头损失送入转轮。作用:引导水流均匀、平顺、轴对称地进入水轮机的导水机构,并使水流在进入导叶前形成一定的环流,以提高水轮机的效率和运行稳定性。 ?(2) 导水机构(导叶及控制设备):控制工况作用:引导水流以一定的方向进入转轮,形成一定的速度矩,并根据机组负荷的变化调节水轮机的流量以达到改变水轮机功率的目的。 (3) 工作机构:转轮(工作核心):能量转换,决定水轮机的尺寸、性能、结构。 (4) 泄水部件(尾水管):回收能量、排水至下游。尾水管的作用是引导水流进入下游河道,并回收部分动能和势能。

1103510.5变电站接入系统设计

目录 摘要 (1) 1.电气主接线的设计原则和要求 (2) 1.1主接线的设计原则 (2) 1.1.1设计依据 (2) 1.1.2设计准则 (2) 1.1.3考虑负荷的重要性分级和出线回路多少对主接线的影响 (3) 1.1.4考虑主变台数对主接线的影响 (3) 1.1.5考虑备用量的有无和大小对主接线的影响 (3) 1.2主接线设计的基本要求 (3) 1.2.1可靠性 (3) 1.2.2灵活性 (4) 1.2.3经济性 (4) 2主接线的设计 (4) 2.1原始材料及分析 (5) 2.2 设计步骤 (5) 2.3初步方案设计 (6) 2.4最优方案确定 (7) 2.4.1技术比较 (7) 2.4.2经济比较 (9) 心得体会 (10) 参考文献 (12)

摘要 本次设计为110kV变电站电气主接线的初步设计,并绘制电气主接线图。该变电站设有两台主变压器,站内主接线分为110kV、35kV和10kV三个电压等级。110KV 电压等级采用双母线接线,35KV和10KV电压等级都采用单母线分段接线。 110kV、35kV和10kV三个电压等级的变电站接入系统,而电气主接线设计是一个综合性问题,必须结合电力系统和变电所的具体情况,全面分析有关因素,正确处理他们之间的关系,经过技术、经济比较、运行可靠,合理的选择主接线方案。 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分。主接线的确定,对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行及变电站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。

小型水电站电气设计

毕业设计 Graduation practice achievement 设计项目名称小型水电站电气设计

目录 设计计算书 第一章电气一次部分设计 1、电气主接线方案比较 (1) 2、主变压器容量选择 (3) 3、电气一次短路电流计算 (4) 4、高压电气设备的选择和校验 (13) 第二章厂用电系统设计 1、厂用变压器选择 (29) 2、厂用主要电气设备选择 (29) 第三章继电保护设计 1、继电保护方案 (32) 2、电气二次短路电流计算 (33) 3、继电保护整定计算 (37)

第一章电气一次部分设计 1、电气主接线方案比较 方案一:3台发电机共用一根母线,采用单母线接线不分段; 设置一台变压器,其容量为12000KVA; 方案二:1、2号发电机采用单母线接线;3号发电机-变压器单元接线; 设置了2台变压器,其容量分别为8000KVA、4000KVA; 35KV线路采用单母线接线不分段。

电气主接线方案比较: (1)供电可靠性 方案一供电可靠性较差; 方案二供电可靠性较好。 (2)运行上的安全和灵活性 方案一母线或母线侧隔离开关故障或检修时,整个配电装置必须退出运行,而任何一个断路器检修时,其所在回路也必须退出运行,灵活性也较差; 方案二单母线接线与发电机-变压器单元接线相配合,使供电可靠性大大提高,提高了运行的灵活性。 (3)接线简单、维护和检修方便 很显然方案一最简单、维护和检修方便。 (4)经济方面的比较 方案一最经济。 各种方案选用设备元件数量及供电性能列表:

综合比较:选方案二最合适。 经过综合比较上述方案,本阶段选用方案二作为推荐方案,接线见“电气主接线图”。 2、 变压器容量及型号的确定: 1、1T S =θCOS P ∑=KVA 80008 .032002=? 经查表选择SF7-8000/35型号,其主要技术参数如下: 2、KVA COS P S T 40008 .032002===∑θ 经查表选择SL7-4000/35型号, 其主要技术参数如下:

110kV35kV10kV变电站接入系统设计说明

摘要 (1) 一主变压器的选择 (2) 1.1、主变压器的选择 (2) 1.2 主变压器容量的选择 (2) 2、变电所主变压器的容量和台数的确定 (2) 二主接线选择 (3) 1.1、主接线选择要求 (3) 1.2、对变电所电气主接线的具体要求 (3) 1.3、根据给定的各电压等级选择电压主接线 (3) 1.4母线型号的选择。 (5) 1.5母线截面的选择 (5) 三.电气主接线图(110kV/35kV/10kV) (7) 四.总结 (8) 参考文献 (9)

电随着电力行业的不断发展,人们对电力供应的要求越来越高,特别是供电稳定性、可靠性和持续性,然而电网的稳定性、可靠性和持续性往往取决于变电所的合理设计和配置。一个典型的变电站要求变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便能是由一次能源经加工转化成的能源,与其他形式能源相比,它就具有远距离输送、方便转换与控制、损耗小、效率高、无气体和噪声污染。而发电厂是将一次能源转化成电能而被利用。按一次能源的不同,可将发电厂分为火力发电、水力发电、核能发电、以及风力发电、等太能发电厂。这些电能通过变电站进行变电,降电能输送到负荷区。 一 主变压器的选择 1.1、主变压器的选择 概述:在合理选择变压器时,首先应选择低损耗,低噪音的S9,S10,S11系列的变压器,不能选用高能耗的电力变压器。应选是变压器的绕组耦合方式、相数、冷却方式,绕组数,绕组导线材质及调压方式。 在各种电压等级的变电站中,变压器是主要电气设备之一,其担负着变换网络电压,进行电力传输的重要任务。确定合理的变压器容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。因此,在确保安全可靠供电的基础上,确定变压器的经济容量,提高网络的经济运行素质将具有明显的经济意义。 1.2 主变压器容量的选择 变电站主变压器容量一般按建站后5-10年的规划负荷考虑,并按其中一台停用时其余变压器能满足变电站最大负荷m ax S 的50%-70%(35-110kV 变电站为60%),或全部重要负荷(当Ⅰ、Ⅱ类负荷超过上述比例时)选择。 即 ()()max 7.06.01S S n N -≥- 式中 n —变压器主变台数

水电站大坝除险加固工程初步设计报告

水电站大坝除险加固工程初步设计报告

目录 工程特性表........................................................................ I 1 综合说明.. (1) 1.1工程概况 (1) 1.2工程前期工作概况 (1) 1.3工程现状简述 (3) 1.4大坝安全评价结论 (4) 2 水文 (11) 2.1水文及复核 (11) 2.2洪水复核 (20) 2.3调洪计算 (29) 2.4泥沙 (33) 2.5下游河道安全性评价 (34) 3 工程地质 (35) 3.1区域地质概况 (35) 3.3水库工程地质条件 (38) 3.4建筑物区工程地质条件 (39) 3.5坝基(肩)渗漏分析 (44) 3.6天然建筑材料 (47) 4 除险加固设计 (49) 4.1工程等别、建筑物级别及洪水标准 (49) 4.2设计依据 (49) 4.3坝体安全复核 (51) 4.4泄水建筑安全复核 (69) 4.5大坝渗漏处理设计 (72) 4.6大坝下游护岸处理设计 (80)

4.7除险加固处理工程量 (82) 5 施工组织设计 (87) 5.1施工总布置 (87) 5.2施工导流 (90) 5.3施工工艺 (91) 5.4安全文明施工 (91) 5.5施工进度与工期 (91) 6 建设征地与移民安置 (93) 7 环境保护设计 (94) 7.1项目区环境状况 (94) 7.2环境影响分析和预测 (95) 7.3环境保护设计 (100) 7.4投资概算 (104) 7.5环境影响评价结论 (106) 8 水土保持设计 (106) 9 设计概算 (107) 9.1工程概况 (107) 9.2投资主要指标 (107) 9.3编制依据 (108) 9.4基础价格 (108) 9.5费率计算标准 (110) 9.6工程部分概算 (110) 9.7总概算表 (112) 10 经济评价 (115) 10.1社会效益分析 (115) 10.2生态效益分析 (115)

西岸水电站水力机械设计

38科技资讯 科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 2008 NO.07 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 工 程 技 术 1 电站概况 西岸水电站工程位于广西壮族自治区柳州市鹿寨县黄冕乡西岸村旁的柳江主要支流洛清江上,是洛清江干流规划八个梯级中的第四个梯级。电站装设2台灯泡贯流式机组,单机容量9MW,总装机容量18MW,水库正常蓄水位112.5m,死水位112.0m,死库容1540万m3,有效库容150万m3。其水轮机主要技术参数如下: 型号:GZ(K241WP400;转轮公称直径D1:Ф4000mm;额定转速:136.4r/min;额定出力:9380KW;额定效率:92.8%;最大效率:95.2%;额定流量:124.3m3/s;旋转方向:上游往下游看顺时针;最大飞逸转速:非协联385r/min;电站水头:9.7/8.3/3.0m;最大正向水推力:最大水头时97t。 2 厂房布置 2.1 厂房布置形式 河床式低水头径流式电站厂房,多采用灯泡贯流式机组。灯泡贯流式机组没有庞大的蜗壳和弯肘形尾水管,其厂房的高度、机组间距均比相同水文条件下的立式机组小。 因灯泡贯流式机组安装和检修都在电站内进行,且检修工作比较复杂烦琐,为提供比较好的安装、检修条件,避免露天式厂房易受气候条件限制的缺点,采用封闭式厂房布置形式。2.2 安装间布置 安装间地面高程主要根据下游防洪、设备进厂方式和厂区总体布置确定。西岸电站机组安装高程(转轮中心线高程)为97.0m,下游校核洪水位为113.93m。进厂公路在右岸山体修筑,利用右岸山体地势高于下游校核洪水位的特点,结合施工期和完工运行、检修就近的需要,确定将封闭式厂房的安装间设在右岸高程116.8m。 安装间面积主要根据发电机转子、定子、水轮机转轮、导水机构、主轴装配、转轮室等放置位置来决定。其宽度与主厂房同宽,由于安装施工按两台机组顺次进行,检修亦不考虑两台机组同时进行的情况,同时从投资经济的角度考虑,将安装间的纵向长度确定为13m,长度只比机组间距略长,总面积为195m2。安装间的高度主要根据厂家提供的最大起吊件,即水轮机导水机构翻身所需尺寸来确定。最终确定安装间地面距桥机轨道面高程为10m。2.3 厂房布置 主厂房地面高程为109.700m。宽度主要由机组本身的结构尺寸以及发电机、水轮机各部件的吊装要求控制。西岸电站主厂房宽度定为14.5m。 主厂房分层按现行成熟设计方案,设有安装层、电缆层、运行层、管道层和流道层,利 用灯泡贯流式机组特点将主厂房布置于上游侧,副厂房主要布置于下游侧尾水管段以上。安装层除安装间外,还在副厂房布置了油库、中控室和低压室。电缆层楼面全部在下游侧副厂房,布置有电气电缆外还利用尾水平台下部空间放置了厂房的通风设备。出于运行、维护方便的角度考虑,运行层布置了大部分重要装置,将调速、油压装置布置在运行层主厂房,机旁盘、励磁盘、高压开关柜等置于运行层副厂房。管道层上游侧主厂房主要布置与直接进出灯泡体有关的管路、电缆、设备,设计有管沟、电缆沟以及电缆桥架,下游侧副厂房布置了技术供、排水泵室和空压机室。流道层则布置了回油箱、水力监测仪表。为了减小机组运行时水轮机传出的噪音,设计在管道层水轮机竖井、运行层发电机和水轮机竖井总共加三处钢盖板。 此外,在管道层105.2m以上的每一层厂房都设置了消火栓,消防水泵放置于技术供、排水泵室。 3 厂内桥机选择 桥机起重量由发电机转子、定子或导水机构组件中的最重件决定,本电站起吊最重件是重45t的发电机转子,所以选用50t/10t的单小车桥式起重机一台。 桥机跨度和起吊限制线在下游侧只考虑水轮机的吊装,上游侧考虑发电机定子和主轴的安装要求。西岸电站的桥机跨度定为14.5m。桥机主要参数如下: 主钩起重量:50t;副钩起重量:10t;主钩起升高度:31m;副钩起升高度:35m;主钩起升速度:2m/min;副钩起升高度:6m/min;大车行走速度:25m/min;小车行走速度:15m/min。 4 辅助系统 4.1 油系统 为了油处理设备设置的简便,调速系统和轴承润滑油系统一律采用L-TSA68号气轮机油。 4.1.1 调速系统 调速器系统由一只导叶接力器和一只桨叶接力器、分段关闭阀组、重锤关机卸压阀组、管路附件及油压装置(YZ-4.0-4.0)、调速器(WST-80-4.0)组成。调速系统的额定油压4.0MPa,最低许容油压2.8MPa。 导叶操作油从油压装置经调速器主配压阀操作接力器,回油至调速器集油箱。压力油罐供油作为调速器操作和机组自动化元件的油源。 桨叶操作油从调速器通过受油器经主轴操作油管至桨叶接力器来实现桨叶的开关动作。设置轮毂高位油箱,使轮毂内油压始终保持均 压,轮毂高位油箱溢油排至油压装置集油箱。 4.1.2 轴承润滑油系统 轴承润滑油采用与调速器系统完全分开的独立系统。该系统包括轴承高位油箱、轴承供油泵、轴承回油箱、油冷却器、高压顶起油泵、电动阀及轴承流量信号器等组成。油的循环路线为:轴承高位油箱→各个轴承→回油箱→轴承供油泵→油冷却器→轴承高位油箱。 为保证轴承供油可靠,设两台互为备用的轴承供油泵。4.2 供水系统 技术供水分两路,一路供发电机空冷却,一路供轴承油冷却。于机组进水流道取水,各设一台滤水器、两台互为备用水泵。冷却水经热交换后排至下游。 主轴密封润滑供水引自电站生活水源,经滤水器、电动阀、流量信号器向主轴密封供润滑水。两只滤水器互为备用,电动球阀、流量信号器均设有旁通管路,当元件故障时仍能手动操作供水润滑,水封处设有压力表以便现场监视。4.3 排水系统 电站机组检修排水系统和渗漏排水系统分开布置。检修集水井和渗漏集水井利用了两机组尾水管之间的空间设置,既经济又便于设备管路布置。检修排水装设两台350JC/K340-14x1深井泵。渗漏排水装设两台200JC/K80-16x2深井泵,集水井有效容积20m3。4.4 气系统 本电站根据需要设置了中、低压气系统。中压气系统作用为供油压装置充气补气,设1m3、4.5MPa贮气罐一只。低压气系统作用为机组的制动、复位用气,主轴检修密封用气及安装间的吹扫用气,设3m3、0.8MPa贮气罐一只,用气从供气总管上分别引出。 5 结语 西岸水电站采用灯泡贯流机组,是利用低水头发电的优选机型,运行方便灵活,机组效率高、尺寸小、投资省见效快。 灯泡贯流机组主机、流道和尾水锥全部为卧式布置,针对本机型特点设计的油、水、气系统是机组正常运行、设备维护检修方便的基本保证。 在总结过去十多年的同机型厂房、设备布置的基础上,经过合理的设计,西岸水电站现行的厂房、设备布置已经相当完善,使用、检修都较为方便。同时,也为其他梯级电站的设计、施工提供了成熟的经验。 西岸水电站水力机械设计 卓烨 (柳州水力电力勘测设计研究院 广西柳州 545005) 摘 要:本文主要介绍西岸水电站根据灯泡贯流式机组特点选择厂房布置、厂内辅助设备系统的设计,对同类型机组的电站设计具有借鉴意义。 关键词:灯泡贯流式机组 厂房布置 辅助系统 西岸水电站中图分类号:TU7文献标识码:A文章编号:1672-3791(2008)03(a)-0038-01

水电站引水系统设计

某水电站引水系统设计 该水电站所在河流中下游地段侧向侵蚀作用十分强烈,形成迂回曲折的蛇形地貌,为修建引水式水电站提供了有利的地形条件。某水电站的引水隧洞和厂房位于南天门岭,此处分水岭宽约800m ,而两端河水位差达13m ,本区地层主要是前震旦系的黑云母混合片麻岩通过,沿洞线未发现断层,且洞线顶上部新鲜岩体厚达80~160m ,深部裂隙已趋闭合因此工程地质条件较好,洞线前部通过两条较大岩脉均大致与洞线正交,一条为石英斑岩,宽30~40m ,另一条为正常闪岩,宽26~30m ,岩脉与围岩接触良好,厂房后山坡地形坡度约50o~60o,坡高40m 左右,后山坡边坡基本稳定。 7.1隧洞洞径及洞线选择 布置考虑了地质条件、地形条件、施工条件与水力条件,由于施工技术条件的限制,引水洞径不宜大于12m ,因此,选择两条引水隧洞,四条压力管道分别给每台机组供水,供水方式为单元供水(即单管单机),钢管轴线与厂房轴线相垂直,这样可以使水流平顺,减小水头损失。 7.1.1有压引水隧洞洞径计算 由于水轮机选型部分已知单机最大引用流量:3max 124.91/Q m s = 隧洞断面面积:max 2e Q A V = 24 A D π= 式中: 4.2/e V m s = 由上式得:2max 22124.9159.484.2e Q A m V ?= == 则洞径8.7D m === 本设计中取9.0D m =。 7.1.2洞线选择原则 1)地质条件:尽可能位于完整坚硬的岩石中,避开岩体软弱、山岩压力大、地下水充沛及岩石破碎带、地震区。必须穿越软弱夹层或断层时尽可能正交布置。隧洞通过层状岩体时洞线与岩层走向夹角尽可能大,以利于围岩稳定,提高承载

110kV35kV10kV变电站接入系统设计

摘要 (2) 一主变压器的选择 (2) 1.1、主变压器的选择 (2) 1.2 主变压器容量的选择 (2) 2、变电所主变压器的容量和台数的确定 (2) 二主接线选择 (3) 1.1、主接线选择要求 (3) 1.2、对变电所电气主接线的具体要求 (3) 1.3、根据给定的各电压等级选择电压主接线 (3) 1.4母线型号的选择。 (3) 1.5母线截面的选择 (3) 三.电气主接线图(110kV/35kV/10kV) (3) 四.总结 (3) 参考文献 (3)

电随着电力行业的不断发展,人们对电力供应的要求越来越高,特别是供电稳 定性、可靠性和持续性,然而电网的稳定性、可靠性和持续性往往取决于变电所的合理设计和配置。一个典型的变电站要求变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便能是由一次能源经加工转化成的能源,与其他形式能源相比,它就具有远距离输送、方便转换与控制、损耗小、效率高、无气体和噪声污染。而发电厂是将一次能源转化成电能而被利用。按一次能源的不同,可将发电厂分为火力发电、水力发电、核能发电、以及风力发电、等太能发电厂。这些电能通过变电站进行变电,降电能输送到负荷区。 一 主变压器的选择 1.1、主变压器的选择 概述:在合理选择变压器时,首先应选择低损耗,低噪音的S9,S10,S11系列的变 压器,不能选用高能耗的电力变压器。应选是变压器的绕组耦合方式、相数、冷却方式,绕组数,绕组导线材质及调压方式。 在各种电压等级的变电站中,变压器是主要电气设备之一,其担负着变换网络 电压,进行电力传输的重要任务。确定合理的变压器容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。因此,在确保安全可靠供电的基础上,确定变压器的经济容量,提高网络的经济运行素质将具有明显的经济意义。 1.2 主变压器容量的选择 变电站主变压器容量一般按建站后5-10年的规划负荷考虑,并按其中一台停用 时其余变压器能满足变电站最大负荷m ax S 的50%-70%(35-110kV 变电站为60%),或全部重要负荷(当Ⅰ、Ⅱ类负荷超过上述比例时)选择。 即 ()()max 7.06.01S S n N -≥- 式中 n —变压器主变台数

95~320米水头240MW水电站机电部分设计计算书

学号 年级 本科毕业设计 295~320米水头240MW水电站机电部分设计计算书 专业热能与动力工程 姓名 指导教师 评阅人 二〇一五年六月

BACHELOR'S DEGREE THESIS OF HOHAI UNIVERSITY 295 ~ 320 meters water head hydropower station 240MW Electrical and mechanical part design College :HOHAI UNIVERSITY Subject :Thermal energy and power engineering Name Directed by : NANJING CHINA

学术声明: 郑重声明 本人呈交的毕业设计,是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本设计(论文)的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本设计(论文)所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确的方式标明。本设计(论文)的知识产权归属于培养单位。 本人签名:日期:

摘 要 此次设计是岷溪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。 第一章水轮机的选型设计中根据水头终选中HL90/D54。,经过选型有17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。最终选择第四方案为最优方案,2台HL90/D54机组,转轮直径3m ,机组转速375rpm 。 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240-LGJQ ;接着进行主接线设计,对发电机电压侧,送电电压侧,近区负荷侧及电站自用电侧四部分考虑。发电机电压侧扩大单元接线,选取主变型号为SFPL1—150000/220*,送电电压侧选用变压器—母线接线,近区负荷送电线路电压等级110KV ,选用2回线路,送电导线型号350-LGJ ,变压器选择SFPL1—50000/110型2台,自用电负荷侧采用单母线接线;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、近区供电高压侧和自用电低压侧进行短路计算,分别求出 ‘‘、、、S i I I ch ∞"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,至此,本设计完成。 对该水电站的设计由于本人水平有限,设计经验不足,设计中的错误和缺点一定会很多,恳切希望各位老师给予批评指正。 关键词: 水轮机;调节保证;辅助设备

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