高水头电站水轮机主要参数及材料选择
水轮机组运行参数
机组运行参数
1水轮发电机组技术参数
1.1水轮机技术参数
1.2发电机技术参数
1.2.2水轮发电机各部温度整定
1推力轴承双螺杆泵及高压减载装置基本参数
3发电机中性点接地变参数
2调速器系统主要技术参数
2.1调速柜设备主要参数：
2.2调速器技术参数
4主变技术参数
1.1.主变技术参数
1.1.1.主变主要技术参数
1.1.
2.冷却条件变化时负载特性表
1.1.3.主变分接开关技术参数。
1.1.4.主变冷却器主要技术参数
1.2.18kV 干式变主要技术参数1.2.1.18kV 干式变额定值
5.1快速闸门
5.2 快速闸门液压系统见表1－2
6压缩空气系统主要技术参数
7技术供水减压阀
7.2泄压安全阀
7.3滤水器主要参数
8、10kV 干式变参数
1.2.3.10kV 干式变额定值
1.2.4.干式变压器过负荷能力。
1.2.5.干式变线圈温度与风机运行状态关系表
1.2.6.照明变有载调压装置主要技术参数
1设备主要技术参数
1.1500kV GIS设备主要参数。
1.1.1SF6气室中含水量PPM参数（见表1）：
1.1.2500kV GIS组合电器设备参数（见表3）：
1.1.3隔离开关、检修接地开关、快速接地开关、电压互感器、电流互感器、SF6/空气出线套管性能参数（见表3～表6）
1.2发电机出口断路器GCB主要技术参数
1.3封闭母线IPB。
水力发电中水轮机的性能研究
水力发电中水轮机的性能研究一、引言水力发电是一种利用水能的发电方式，其具有可靠性高、成本低、环保等优点，因此在全球范围内得到广泛应用。
而水轮机作为水力发电中最重要的关键设备，其性能的稳定和高效性直接影响到水力发电的效率和质量。
二、水轮机原理水轮机是利用水能转动轴，从而将机械能转化为电能的一种机械装置。
其原理是利用水的动能和重力势能，转化为机械能。
水从高处流下，撞向水轮叶片，水轮转动带动发电机工作，将机械能转化为电能。
水轮机包括斜流水轮、直流水轮、混流水轮等多种类型，各自的运转原理也有所不同。
三、水轮机的性能参数为了评估水轮机的性能，常常需要考虑以下几种参数：1. 发电机效率：发电机效率是指水能被转化成电能的比率。
其公式为：η=Pe/Pw其中，Pe代表实际输出电功率，Pw代表水轮机水力轴功率。
2. 水轮机效率：水轮机效率是指水能被转化成机械能的比率。
其公式为：ηm=Ws/(ρQH)其中，WS代表水轮机水轮叶轮的机械功率损失，ρ代表水密度，Q代表水流量，H代表水头。
3. 叶轮效率：叶轮效率是指水能被转化成叶轮机械能的比率。
其公式为：ηv=(Ws-Wf)/Wq其中，Ws代表水轮机水轮叶轮的机械功率损失，Wf代表水流流失机械能，Wq代表水的进口机械能。
四、水轮机的性能研究1. 水轮机设计中的材料选择水轮机的叶轮材料直接影响其机械性能和耐久性。
常用的材料有铝合金、不锈钢、碳钢等。
其中，铝合金是一种轻质高强度的材料，其耐腐蚀性和耐疲劳性也较好，因此被广泛应用于小型、高速水轮机的制造。
不锈钢具有优良的耐腐蚀性和抗疲劳性，在某些特殊环境下被广泛应用。
碳钢则因其成本低、制造方便而在工业制造中被广泛采用。
2. 叶轮结构设计优化为了提高水轮机的效率，优化叶轮的设计至关重要。
通过改变叶轮叶片的形状和角度等参数，可以改进叶轮的流动特性，使其更具有动力学效率。
例如，对于混流水轮，合理设计进口角和出口角是提高水轮机效率的关键因素。
世界最高水头水轮发电机组瑞士毕奥德隆Bieudron水电站
世界最高水头水轮发电机组瑞士毕奥德隆Bieudron水电站毕奥德隆Bieudron水电站位于瑞士瓦莱州的阿尔卑斯山。
该电站引水自Grande Dixence大坝的水库，是Lac des Dix Cleuson Dixence复杂系统的一部分。
电站装机容量1269MW，由Grande Dixence SA 负责运营。
电站于1998年投产，创造了当今的两个世界纪录：世界上最大的冲击式水轮机，以及最高的水电站水头。
2000年的压力管道破裂事故，电厂被迫关闭，在2009年恢复生产。
瑞士毕奥德隆Bieudron水电站机组参数电站安装三台水斗式水轮机发电机组，每台机组额定容量为423MW；注意，机组验收测试过程报告显示，机组的最大输出功率为449MW，优于设计预期的效率和理想测试条件。
单机额定容量423MW，额定水头1869m，额定流量25m3/s，额定点效率超过92％（92.37％）。
水轮机由5喷嘴构成，喷嘴直径193mm，出口流速192m/s。
每个喷嘴动能约为92.16MW（Q = 5 m3/s，V = 192 m/s，H = 1869m）。
额定压力为203.2bars（2944 PSI）。
三台机组额定流量为75 m3/s，额定容量1269MW。
水轮机和相关的阀门由瑞士V A Tech设计制造。
2000年12月12日约20时10分，供水Bieudron电站的压力钢管在约1234m 平均海拔处（水头超过1000m）破裂。
事故原因有多种，包括压力管道破裂位置周围的岩石的强度似乎不够。
破裂约9m长，60cm宽。
通过破裂处的流量可能超过150 m3/s。
大量高压水的快速释放摧毁了约100公顷的牧场（1km2）、果园和森林，冲走Nendaz和Fey周围的几座小屋和谷仓，导致3人死亡。
Bieudron电站在事故发生后停运，但它在2009年12月恢复了部分运行，2010年1月全面恢复运作。
压力钢管事故导致电站几乎完全重新设计，大量调查随即进入，法律行动仍在进行中，目前尚没有明确信息公开管道破裂的根本原因。
超高水头水电站冲击式水轮机的选型原理及设计
水轮机是水电站非常重要的设备,在水电站的运行过程中发挥着至关重要的作用,随着科学技术的不断发展,水轮机的制造水平也在逐渐提高,这就在一定程度上提高了水轮机的应用范围。
对于水轮机而言,其非常重要的参数就是最高使用水头,决定着其整体性能的高低。
目前,适用于高水头段的水轮机主要有混流式和冲击式两种不同的类型,而对于超高水头来说,只能采用冲击式水轮机。
因此,对于超高水头水电站而言,需要对冲击式水轮机的型号进行科学合理的优选,进而为水电站的正常运行提供可靠保障。
1工程概况本文中所涉及到的水电站是位于云南省怒江州泸水县境内的听命河水电站,该水电站属于引水式水电站,其所有的工作都是围绕发电这个目标开展的。
整个水电站主要包括:取水坝、引水隧洞、压力前池、压力管道、主副厂房以及开关站等部分。
该水电站的总装机容量为2×20MW,全年的小时利用总数达到4790h,进而能够为周围地区提供充足的电能供应。
2电站基本参数1)前池水位,最低水位为1941.35m,最高水位为1943.24m,正常水位为1942.81m。
2)厂房尾水位,设计的洪水水位为1016.53m,校核的洪水水位为1016.65m。
3)水电站的水头,最小水头为875.2m,最大水头为921.5m,额定水头为893.0m,加权平均水头为895.3m[1]。
4)发电引用流量为5.38m3/s。
3水轮机机型选择和转轮型号选择水斗式水轮机是目前效率最高的,而且具有非常广泛的应用,本文中的水电站将选用水斗式水轮机。
转轮是水轮机非常重要的组成部分,其选型的合理与否对于水轮机的正常工作具有非常重要的影响。
当前,水斗式水轮机的转轮型号主要有A237、A475、A870、105以及C601等。
其中, A237常用于300~600m范围内的水头,并且在其实际的应用过程中还会出现空蚀性能和效率缺陷问题,已经逐渐被A475取代[2]。
当前,国内主要将A475用于150~600m范围内的水头,而在600m以上的由于设计和技术限制,其强度尚不满足应用要求,使用较少。
高水头电站水轮机选型
," 4,*， % 3 $" (* 6! - <。 %&’()* 最高使用水头 1,, 6，（双喷嘴）最优
工况单位转速是 (,"* 5 - 678，效率 4,"19 ，比转速 !< 3 $! 6" ;+，4,9 效 率 时 单 位 流 量 为 ," ,!$ = ," ,() 6! - <，单位转速为 !4 = ($" * 5 - 678（见图 $）。
水斗式水轮机都能使用的情况。合理选用机型，使 体积大。混流式水轮机则转速高，机组体积小，且
电站在运行时实现良好的经济效益，是一个值得研 额定工况运转效率较高，还可利用尾水管回收能
究的课题。
量，但在低负载时机组效率降低较多。
" 电站概况
&6# 水轮机效率比较 经机型选择计算，初步形成两个方案：
逢春岭电站位于红河支流逢春岭河上，该流域 山高坡陡，沟壑纵，落差大，海拔在 #88 9 # $(" + 之间，平均年降雨量# !"" ++，集中在雨季；电站 引水采用渠道和明敷压力钢管相结合的形式，其中 压力钢管长:;" +。上游压力钢管进水口水位(8" +， 下游尾水位!#:6( +，设计水头&#" +，最大发电水头
为吸出高度， "# 为转轮公称直径。
因此，安装高程为尾水面以上 #"* 6。
卧轴冲击式： &!
定负 荷 时 由 ! J ’6$#%$ ! J ; ("" < "6’;( J ; :&( >?，则! J "6 ’&#， % J !6 &$ +& < 5；额定工况 时，吸出高度 $5 J ! +。
水轮机选择方法及实例
水轮机选择§4.1 水轮机的标准系列由于各开发河段的水力资源和开发利用的情况不同，水电站的工作水头和引用流量范围也不同，为了使水电站经济安全和高效率的运行，就必须有很多类型和型式的水轮机来适应各种水电站的要求。
水轮机由于它自身能量特性、汽蚀特性和强度条件的限制，每种水轮机适用的水头和流量范围比较窄，要作出很多系列和品种（尺寸）的水轮机，设计、制造任务繁重，生产费用和成本也大。
因此有必要使水轮机生产系列化、标准化和通用化，尽可能减少水轮机系列，控制系列品种，以便加速生产、降低成本。
在水电站设计中按自己的运行条件和要求选择合适的水轮机。
一、反击式水轮机的系列型谱表4—1、4—2、4—3、4—4中给出了轴流式、混流式水轮机转轮的参数。
1)、水轮机的使用型号规定一律采用统一的比转速代号。
2)、每一种型号水轮机规定了适用水头范围。
水头上限是根据该型水轮机的强度和汽蚀条件限制的，原则上不允许超过；下限主要是考虑到使水轮机的运行效率不至于过低。
二、水斗式水轮机转轮参数表4—5，系列型谱尚未形成三、水轮机转轮尺寸系列表（表4—6）四、水轮发电机标准同步转速（表4—7）五、水轮机系列应用范围图以H为横座标，N单为纵座标绘制某一系列水轮机应用范围。
1、根据Hr、Nr → 范围→D1，n 。
2、水轮机吸出高度的确定Hs：根据hs~H的关系曲线确定。
1由Hr → hs，Hs＝hs－▽／900§4.2水轮机的选择一、水轮机选择的意义、原则、内容1、意义水轮机是水电站中最主要动力设备之一，影响电站的投资、制造、运输、安装、安全运行、经济效益，因此根据H、N的范围选择水轮机是水电站中主要设计任务之一，使水电站充分利用水能，安全可靠运行。
2、原则(1)、充分考虑电站特点（水文水能、电力系统技术条件，电站总体布置)。
(2)、有利于降低电站投资、运行费、缩短工期，提前发电(3)、提高水电站总效率，多发电(4)、便于管理、检修、维护，运行安全可靠，设备经久耐用(5)、优先考虑套用机组3、内容(1)、确定机组台数及单机容量(2)、选择水轮机型式（型号）(3)、确定水轮机转轮直径D1、n、Hs、Z a；Z0、d02(4)、绘制水轮机运转特性曲线(5)、估算水轮机的外形尺寸、重量及价格、蜗壳、尾水管的形式、尺寸、调速器及油压装置选择(6)、根据选定水轮机方面的要求，拟定并向厂家提出制造任务书，最终由双方共同商定机组的技术条件，作为进一步设计的依据。
缅甸密沙水电站高水头轴流转桨式水轮机结构设计
４ 结构设计
４ ． １ 机 组总体 布置
机组为立轴悬式布置型式 ，水轮机轴和发电机 轴采用法兰连接 ， 水轮机部分设有一水导轴承 ， 发电 机部分设有上、 下导轴承和推力轴承。
４ ． ２ 蜗 壳结构
寸大为减小 ， 重量减轻 ， 节约材料消耗 ， 经济效益高 ， 最终 选择 采用 轴流转 桨式 机组 。
Ａ ０ ＝ （ ＋ｐ ’ ｃ ｏ ｓ ／ ３ ） Ｘ Ｉ ＋ （ 丌 － ｐ） Ｐ
（ ２ ）
最 大轴 向水推 力 ： ２ ５ ９ ４ ． ８ ｋ Ｎ 水 轮机 在 最 大水 头 ５ ７ ． ８ Ｉ ｎ时额 定 转 速 下 出力
为２ ０ ７ ０ ９ ｋ Ｗ。
收稿 日期：２ ０ １ ３ — ０ ５ — ０ ２ ；修回 日期 ：２ ０ １ ３ — ０ ６ — ０ ３
进 口断面确定后 ， 根据 Ａ 厂 日曲线（ 图３ ） 确 定其它断面面积 Ａ 。０为蜗壳进 口断面算起的各断 面包角。相应蜗壳各断面半径尺寸 ｐ 为：
ｐ ＝
作者简介：李一文（ １ ９ ７ ７ 一 ） ， 男， 广西隆安人 ， 工程师， 主要从事水轮机设计工作 ， Ｅ — ｍ ａ ｉ ｌ ： ｅ ｖ ｅ ｎ ｌ ｙ ５ １ ３ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ。
２ 电站 概 况
密 沙水 电站位 于缅 甸马圭 省甘 高县境 内密 沙河
上， 密沙河为亲敦江支流 ， 站址在甘高县以南 ３ ０ ｋ ｍ
处 。电站总装 机容 量为 ２×２ ０ ＭＷ。
密沙水电站水头大于 ４ ０ Ｉ ｎ ， 采用金属蜗壳。蜗 壳包角为 ３ ４ ２ 。 ， 电站的蜗壳计算采用 了有别于我 国 通常采用的独特算法 。 算法来 自于 日立公司。该算法没有流速系数的 概念，首先根据机组段的宽度初步确定蜗壳进 口断 面的直径 。 根据设计流量公式 Ｖ － 计算进 口流 ＾ ０ 速， 式中 Ｑ为额定流量 ， Ａ 。 为进 口面积（ Ａ ０ ＝
水轮机的基本组成结构
水轮机一、水轮机的基本参数1）工作水头（H）:水轮机的工作水头就是指水轮机的进、出口单位能量差，也就是上游水位与下游水位之差，用H表示，其单位为m其大小表示水轮机利用水流单位能量的多少。
2）流量（Q）:在单位时间内流经水轮机的水量，称为流量，用Q表示，其单位为n®/s。
其大小表示水轮机利用水流能量的多少3）出力（P）:具有一定水头和流量的水流通过水轮机便做功，而在单位时间内所做的功率称为水轮机的出力，用P表示，其单位KW水轮机的出力为：P=9.81QH4）效率（刀）目前混流式水轮机的最高效率95%P=9.81QH T]5）比转速指工作水头H为1m发生白^功率P为1kw时水轮机所具有的转速，故称为比转速。
二、水轮机的类型与代号我们根据水流能量的转换的特征不同，把水轮机分为两大类，及反击型和冲击型水轮机。
反击型水轮机，具有一定位能的水流主要以压能的形态，由水轮机转变为机械能。
按其水流经过转轮的方向不同，反击型水轮机可分为以下几种类型：反击型：轴流（定桨、转桨）水轮机、混流式水轮机、贯流式水轮机、斜流式水轮机冲击型：水流不充满过流流道，而是在大气压力下工作，水流全部以动能形态由转轮变为机械能。
按射流冲击水斗的方式不同，可分为如下几种类型：冲击型：水斗式水轮机、斜击式水轮机、双击式水轮机我国水轮机式的代号，有三部分组成，第一部分由水轮机型式及转轮型号组成，并由汉语拼音表示。
水轮机型式的代号以本电站为例：水轮机型号：HL(247)-LJ-235,表示混流式水轮机，转轮型号为247,立轴，金属蜗壳，转轮直径为235cmo三、混流式水轮机1定义：水流从径向流入转轮，在转轮中改变方向后从轴向流出的水轮机。
其叶片固定，不能转动调节。
2混流式水轮机-结构特点混流式水轮机主要应用于20-450米的中水头电厂，其结构紧凑，效率较高，能适应很宽的水头范围，是目前世界各国广泛采用的水轮机型式之一。
当水流经过这种水轮机工作轮时，它以辐向进入、轴向流出所以也称为辐向轴流式水轮机。
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14第42卷 第1期2019年1月Vol.42 No.1Jan.2019水 电 站 机 电 技 术Mechanical & Electrical Technique of Hydropower Station1 工程概况本电站主要任务是发电，装机容量100MW。
电站在系统中的运行方式为调峰运行。
电站厂房为岸边式半地下厂房，引水方式为一管二机引水，引水隧洞长约16km。
尾水管出口后接尾水池、溢流堰和出水渠，沿地形直线通往下游水库。
2 电站基本参数2.1 特征水位（1）上游水位水库调节方式年调节；正常蓄水位2018.00m；汛期排沙限制水位2016.00m；死水位1985.00m。
（2）下游水位正常尾水位1619.00m；设计洪水尾水位1622.31m；校核洪水尾水位1622.38m；尾水池水位与流量关系曲线见表1。
2.2 电站引水系统水头损失引水系统总水头损失（进水口至蜗壳进口断面的局部损失和沿程损失，包括尾水门槽）按公式计算：Δh=0.0204Q2。
2.3 电站净水头最大水头398.4m；最小水头346.4m；加权平均水头386.5m。
表1 尾水池水位~流量关系表流量/m3/s尾水水位/m5 1 619.2510 1 619.3915 1 619.5120 1 619.6225 1 619.7230 1 619.8135 1 619.90堰顶高程 1 619.002.4 泥沙特性（1）电站过机含沙量预计建库后多年月平均过机水流含沙量见表2。
表2 电站过机水流含沙量/kg/m3项目1~10年11~20年21~30年31~40年41~50年1月000.0070.0070.0142月0.0070.0140.0210.0420.0633月0.0070.0140.0210.0350.0564月0.0070.0210.0280.0420.0775月0.0070.0140.0140.0280.0426月0.0490.0980.1470.2450.4067月0.0560.1050.1610.2730.4488月0.0560.1120.1680.2730.4559月0.0350.070.0980.1680.2810月0.0420.0910.1330.2240.36411月0000012月00000（2）矿物组成对悬移质泥沙进行了矿物组成分析，结果为：收稿日期：2018-10-12作者简介：高普新（1975-），女，高级工程师，研究方向：水力机械。
高水头电站水轮机主要参数及材料选择高普新（中水北方勘测设计研究有限责任公司，天津300222）摘 要：电站装设2台单机容量50MW的混流式水轮发电机组，水轮机运行水头范围为346.4~398.4m，运行水头高，合理选择水轮机参数及主要部件材质，是保证水轮机长期安全稳定运行的重要环节。
本文介绍了水轮机主要参数的选择，并对水轮机材料选择进行初步探讨。
关键词：混流式水轮机；高水头；额定转速；水轮机材料中图分类号：TM312 文献标识码：B 文章编号：1672-5387（2019）01-0014-04DOI：10.13599/ki.11-5130.2019.01.00415第1期石英62.1%，长石12.2%，方解石5.7%，粘土19.9%。
2.5 河水水质河水和地下水水质均良好，坝线附近河水pH 值为7.82，工江口附近河水pH值为8.31，地下水pH值为8.31。
3 水轮机主要参数选择3.1 水轮机额定水头根据规范要求，中、高水头水轮机的额定水头宜在加权平均水头0.95~1（即367.2~386.5m）范围内选取，同时参考最大净水头与额定水头的比值。
因此初步确定本电站额定水头在367m、376m、385m 三个水头内选择。
不同额定水头的比较结果见表3。
表3 额定水头方案比较表项目单位方案I方案II方案Ⅲ额定水头m367376385机组单机容量MW50水轮机额定出力MW51.28最大水头Hmax m398.4加权平均水头Hpj m386.5最小水头Hmin m346.4Hmax/Hr 1.086 1.06 1.035Hmin/Hr0.9440.9210.90转轮直径m 2.04 2.0 1.975额定转速r/min600比转速m·kW84.682.179.7额定流量m3/s15.515.114.9单位流量m3/s0.195 0.1940.194单位转速r/min63.8961.8960.39吸出高度m-9.0-9.45-9.9单台水轮机重量t129125121水轮机总重量t258250242水轮机投资差万元+480-48土建投资差万元-300+30多年平均发电量差亿kW·h+0.000 70-0.041 4年发电效益差万元+1.4960-91.036通过表3比较分析：①方案I、方案II、方案Ⅲ转轮直径、机组投资及土建投资相差不大，但随着额定水头的提高，年发电效益相差明显，发电量下降；②相对于本电站的水头和转轮直径范围，其转轮的制造难度随着直径的变小而增大；③本电站属于高水头、高转速的电站，395.0m段水头权重为47.29%，所以其额定水头的选择应满足高水头下稳定运行的要求；④方案II，额定水头376m，既能满足低水头条件下多发电，又能使水轮机在高水头条件下稳定运行。
因此，选定水轮机的额定水头为376m。
3.2 机型和装机台数电站的水头范围为398.4~346.4m，目前国内该水头段大、中型水电站基本都采用混流式水轮机。
混流式水轮机是中、高水头段应用最成熟和最广泛的一种机型，其最高效率和额定工况点效率高，有较高的比转速。
因此本电站选用混流式水轮机。
电站发电最终送往省电网，由云南省调直接调度。
本电站单机容量在大电网中并不算大，单台机组跳闸不会对电网产生冲击。
同时，作为调峰电站，电站台数不宜过多，所以本装机台数选择2台机组方案。
3.3 水轮机参数选择（1）比转速和比速系数根据国内、外不同比转速计算公式计算出本电站水轮机比转速n s大体在80~117m·kW之间，相应的比速系数K的范围大致为1561~2281。
同时参考国内已应用中高水头混流式水轮机参数统计，与本电站水头相近电站水轮机比转速大都在78.53~97.11m·kW之间，比速系数K在1494~1737之间。
经计算分析比较，推荐本电站水轮机比转速n s=78~95m·kW，比速系数K=1512~1842。
（2）单位流量及单位转速根据统计公式，同时参考类似电站并结合现有的水轮机模型参数，推荐本电站转轮最优单位转速及限制工况单位流量范围：n110=58.6~60.9r/min，Q11=0.18~0.22m3/s。
（3）水轮发电机组同步转速从上面的分析可以看出，相对于本电站水轮机比转速78~95m·kW的选择范围，可选择的同步转速范围为570~695r/min，对应的常用的转速为600r/min。
（4）水轮机效率随着国内鲁布革、周宁、狮子坪等中高水头电站引进的水轮机设计制造先进技术工艺，水轮机的效率得到不断的提高。
这些电站的最高效率都在93.67%~95.05%之间，额定点的效率在92.0%~94.64%附近。
因此，水轮机模型的最高效率不应小于93.2%，额定点的效率不应小于92%。
（5）空化系数选择根据统计公式并参考现有水轮机转轮模型参数，得出推荐范围为：σm＝0.024~0.033，σz＝0.029~0.047。
取额定工况下模型空化系数σm不大高普新：高水头电站水轮机主要参数及材料选择16第42卷水 电 站 机 电 技 术于0.035，电站空化系数σz不大于0.047。
（6）推荐模型转轮参数比转速n s：78~95m·kW比速系数：1512~1842最优单位转速n110：58.6~60.9r/min单位流量Q11：0.18~0.22m3/s额定点效率ηm：≥92%空化系数：≤0.035（7）根据上述分析，并考虑到本电站的特点，推荐预测水轮机真机参数如下：水轮机额定水头：376m水轮机直径D1：2.0m额定转速n r：600r/min额定流量Qr：15.1m3/s额定出力：51.28MW最高效率ηtmax：≥93.5%额定工况点效率ηtr：≥92.5%额定点比转速n s：82.9m·kW额定点比速系数K：15923.4 安装高程确定本电站为高水头电站，在确定机组安装高程时，分别计算最高水头和额定水头的H s，设计尾水位按1台水轮机50%额定流量时对应的尾水位1619.34m确定，空蚀安全系数K按不小于1.35考虑。
经计算，安装高程为1609.30m。
4 水轮机主要结构型式及材料选择水轮机为立轴混流式，带有金属蜗壳和弯肘形尾水管（带钢衬），水轮机主轴与发电机轴直接联接，水轮机旋转方向为俯视顺时针。
4.1 转轮转轮材料性能指标不低于ZGOCr16Ni5Mo，采用焊接结构，叶片采用精铸成型数控加工或不锈钢钢板模压成型。
表面抛光，模压后应进行必要的定形处理。
上冠和下环采用VOD精炼铸造工艺。
转轮表面粗糙度、流道尺寸型线和模型转轮相似偏差均应满足相关规范规定。
转轮上冠和下环外缘应设有止漏环。
止漏环直接在转轮上加工成型，其硬度应高于相对应的顶盖和底环部位止漏环的硬度。
转轮上止漏环设计应满足水轮机顶盖取水要求。
在额定工况下，转轮叶片出口平均相对流速W2宜小于38m/s。
4.2 导水机构导水机构主要包括顶盖、底环、导叶及导叶调节装置。
顶盖：顶盖采用性能指标不低于Q345C的钢板焊接制造，应具有足够的强度和刚度，能安全可靠地承受最大水压力（包括水锤压力）、径向推力、最大水压脉动和在最大飞逸转速下连续运行所产生的振动，以及在工作水头下导叶端面间隙在规范允许范围内。
在顶盖上应设置机组冷却用水的取水孔及其配管系统。
底环：底环宜做成单独件，可以从座环和基础环上拆下，采用性能指标不低于Q345C的铸钢或钢板焊接制造，并进行应力释放。
底环上应带有不锈钢抗磨板。
导叶：导叶的型线尺寸、数量和位置应和模型水轮机相似。
导叶从全开到接近空载开度位置的范围内，应具有自关闭趋势的水力矩特性。
导叶采用抗空蚀磨损性能和焊接性能良好的低碳镍铬优质不锈钢材料制造。
4.3 主轴主轴采用经热处理的优质合金钢锻制，材料性能指标不低于20SiMn。
两端有法兰与转轮及发电机主轴连接。
主轴采用中空结构。
水轮机和发电机连接起来的旋转部分的第一临界转速至少比最大飞逸转速高25%。
表面粗糙度达到0.4μm。
轴心通孔应加工到足够光洁，以便从孔内检查轴的质量，或取其孔内材料用其他合适的方法进行检验。
4.4 主轴密封主轴密封采用无接触间隙式密封结构，不需要外部提供清洁密封水。