南昌工程学院水电站课程设计.doc

1、0水电站课程设计系院 ：水利与生态工程学院班级 ：水利水电工程姓名 ：学号 ：指导教师：孙笑老师1目录一、厂区布置原则 .2一、主厂房 .2二、副厂房 .3三、主变压器 .4四、高压开关站 .4五、引水道、尾水道及对外交通线路的布置 .5二、水电站厂房布置说明书 .5一、水电站基本资料 .6二、水电站厂房主要设备 .7三、辅助设备系统 .9四、厂区布置 .10五、主厂房场内布置 .11六、主厂房结构布置 .12七、主厂房轮廓尺寸主要参数表 .13八、副厂房布置 .14三、设计计算说明书 .14一、设计水头确定 .14二、压力管道直径及蝶阀的确定 .14三、 蜗壳尺寸的确定 .15四、尾水管尺寸

2、计算 .16五、水电站厂房尺寸设计 .17四、参考文献 .212一、厂区布置原则厂区布置是指水电站的主厂房、副厂房、主变压器场、高压开关站、引水道 、尾水道及厂区交通的相互位置的安排。一、主厂房主厂房是厂区的核心，对厂区布置起决定性作用，其位置要综合考虑地形、地质、水流条件、施工导流方案和场地布置、电站的运行管理等多种因素，除了注意厂区各组成部分的协调配合外，还应考虑下列因素：(1) 尽量减小压力水管的长度。因此对于坝后式水电站，主厂房应尽量靠近拦河坝；对于引水式水电站主厂房应尽量靠近前池和调压室。(2) 尾水渠尽量远离溢洪道或泄洪洞出口，防止水位波动对机组运行不利。尾水渠与下游河道衔接要平顺

3、。(3) 主厂房的地基条件要好，对外交通和出线方便，并不受施工导流干扰。二、副厂房副厂房可选的位置：(1) 主厂房的上游侧。适用于坝后式水电站。(2) 尾水管顶板上。影响主厂房的通风、采光，需加长尾水管，从而增加工程量。由于尾水管在机组运行时振动较大，不宜布置中3央控制室及继电保护设备。(3) 主厂房的两端。当机组台数多时，这种布置会增加母线及电缆的长度。三、主变压器1主变压器场的布置原则主变压器的位置应结合安装、检修运输、消防通道、进线出线、防火防爆要求确定。(1) 尽量靠近厂房，以缩短昂贵的发电机电压母线长度，减小电能损失和故障机会，并满足防火、防爆、防雷、防水雾和通风冷却的要求，安全可靠

4、；(2) 尽量与安装间在同一高程上，便于主变压器的运输、安装和利用轨道推进厂房的安装间进行检修；(3) 变压器的运输和高压侧出线要方便，且变压器之间要留必要空间。(4) 高程应高于下游最高洪水位，且四周设置排水沟。2升压变压器可能布置的位置(1) 坝后式厂房，可以利用厂坝之间的空间布置升压变压器。(2) 河床式厂房，由于尾水管较长，可将升压变压器布置在尾水平台上，这时尾水平台的宽度，应使升压变压器在检修移出时符合最小安全净距的要求(详见电气设备规范)。(3) 引水式地面厂房，变压器场可能的位置是厂房的一端进厂4公路旁、尾水渠旁、厂房上游侧或尾水平台上。(4) 由于地形和场地的限制，个别水电站有

5、将主变压器布置在厂房顶上。地下厂房的主变压器可布置在地下洞室内。四、高压开关站高压开关站布置各种高压配电装置和保护设备，如电缆、母线、各种互感器、各种开关继电保护装置、防雷保护、输电线路以及杆塔构架。这些设备型式、数量、布置方式和需要的场地面积，是根据电气主接线图、主变的位置、地质地形条件及运行要求加以确定。高压开关站一般为露天布置。应尽量靠近主变压器场和中央控制室，且在同一高程上。由于地形限制，往往有一高程差，通常布置在附近山坡上，也有布置在主厂房顶上的。当地形较陡时，可布置成阶梯式和高架式，以减少挖方。当高压出线不止一个等级，可分设两个或多个开关站。五、引水道、尾水道及对外交通线路的布置引

6、水道一般为正向引水，尽可能保证进、出水水流平顺。当水管直径很小时且根数较少时，也可侧向引水；尾水渠一般为明渠，正向将尾水导入下游河道，少数情况也可侧向导入下游河道。对外交通一般为公路，也有的采用铁路或水路的。引水式厂房5一般沿河岸布置，进厂公路可沿等高线从厂房一端进入厂房。坝式电站进厂公路一般从下游侧进入。公路、铁路要直接通入主厂房的安装间，临近厂房一段应是水平，长度不小于 20m，并有回车场地。公路的坡度不宜大于10%12%，转弯半径大于 20m。二、水电站厂房布置说明书一、水电站基本资料（一）工程概况附图 1 为水电站的厂房布置图，它是一座以发电为主兼有防洪、灌溉、过木、供水等综合效益的县

7、办骨干电站。采用钢筋混凝土堆石坝，最大坝高 74m，坝址以上控制流域面积 564k，占全流域面积的 75.3%，多年平均流量为 水库总库容为 ，属sm/6.173 38107.2m多年调节。厂房为坝后式，安装 3 台 8000KW 机组，总装机容量 ，KW4.保证出力 5500KW，多年平均发电量 ，年利用小时hKW4107263025h，在系统中（地方电网）担任调峰、调相任务，并可对下游梯级进行调节，经济效益显著。在枢纽布置上，为避免厂房、溢洪道、筏道的相互干扰，将岸坡式溢洪道布置在坝左岸的一鼻形山脊上，用钢筋混凝土挡土墙与堆石坝衔接，出口消能采用挑流形式。过木干筏道布置在坝左岸的6山坡上。

8、隧洞布置在坝右岸的山体中，具有导流、发电引水和放空等多种功能，即施工期用隧洞导流，并在导流洞口上的山岩中另开一洞口，与隧洞相连成为“龙抬头”形式，采用塔式进水口作为发电引水和放空隧洞的首部，水库蓄水时将导流洞口封赌。隧洞直径为 5.2m。隧洞出口设有放空水库用的闸门。在放空闸门上游另凿发电引水岔洞，洞径 4.6m，然后以三根 的钢支管与机组相连。m2本工程规模属大（2）型，枢纽为二等工程，电站厂房按 3 级建筑物设计。二、水电站厂房主要设备1、水轮机和发电机电站最大水头 ，加权平均水头 ，最小水mH3.64axmHcp63.59头 。按水头范围及装机容量，套用 3 台现有机组。水轮mH02.3

9、8in机型号为 ，单机额定出力为 ，该机组适用10LJ KW8， ，额定流量 /s，和电站水头范65maxminHp5835.16m围比较匹配。发电机型号为 ，单机额定出力0/SF（悬式） ，采用密封式通风，可控硅励磁。水轮机导叶 为KW80 0b0.35m。水轮机带轴长 3.74m，发电机转子带轴长 4.785m.。一台机组在设计水头、额定出力下运行的尾水位为 100.1 m。2、调速器：选用 型电气液压式50YDT3、主阀：采用卧式液压型摇摆式接力器双平板偏心蝴蝶阀4、桥式起重机：本电站的最重部件为发电机转子带轴重737.5t，结合厂房布置要求。选用起重机跨度 ，主副钩最大mLk12起升高

10、度分别为 20m 和 22m，主钩最高位置至轨顶距离为 0.911m，小车高度 2.723m。厂房屋顶结构厚度为 2.456 m。三、辅助设备系统（1） 、油系统：根据设备用油量选用 6m3 净油桶 1 只、6m3 污油桶 1 只，净油设备压力滤油机 2 台，真空滤油机 1 台，共有设备齿轮油泵 1 台。绝缘油系统，选用 8m3 净油桶 2 只、8m3 的污油桶2 只。油净化系统与透平油共用，变压油的充油和排油均在安装场内。两类油的事故排油均由管道排往集水井，然后用油泵把事故油抽出来。（2） 、供水系统：、技术供水，由于本电站水头范围为 38.0264.31m，且水质、水温均满足要求，所以采用

11、自流供水方式。取水口设在每台机组蝴蝶阀前的压力钢管上，并与全场技术供水总管连通，互为备用。每台机组供水管上均设电磁液压阀。以保证自动投入或切除。、消防用水，全长设一消防用水总管与技术供水总管联通。油库、油处理和变压器上安装消防喷雾头。一般情况下，采用自流供水就可满足全厂消防用水对水压的要求。但，为以防出现水电站最小水头运行情况，另设 2 台水泵（1 台备用）从下游抽水送至消防总管，同时也作为技术供水的备用水源。（3） 、排水系统：分为机组检修排水、厂房渗漏排水和厂区排8水。、检修排水，采用廊道间接排水方式，即检修机组时，蜗壳和尾水管重的积水通过盘形阀的控制，先经廊道排往集水井，然后再由水泵抽排

12、到尾水渠。集水井上设 2 台检修排水深井泵。2 台深井泵同时运行，待积水抽空后，再由另一台抽排闸门的漏水。、渗漏排水，与检修排水共用一集水井，设一台深井泵。检修排水泵可作为渗漏排水泵的备用泵。渗漏排水泵的启动和关闭，由液压信号器根据集水井的水位变化控制。集水井的有效容积为40m3，可利用廊道容积为 58.7m3。厂房沉陷、温度缝的渗漏排水、坝体渗漏水、机组盖与主轴密封渗漏排水、压力钢管伸缩节漏水等，经厂区内的排水沟、管引到集水井，然后再由渗漏排水泵排至尾水渠。、厂区排水，选用 4 台单级双吸卧式水泵，厂区排水 4 台排水泵逐步启动，以减小常用变压器的压降。厂区的排水集水井的有效容积为 94.1

13、3m3。、压缩空气系统：高压其系统选用 1.5m3 贮气罐 1 只，高压空压机 2 台，其中 1 台备用，低压系统选用容积为 3m3 的制动和调相用的贮气罐各一只，低压空压机 2 台（互为备用） 。为确保制动用气的可靠性，在制动用气贮气罐的进气侧设置止逆阀，当 2 台贮气罐压力不平衡时，只允许调相用的贮气罐的气压进入制动贮气罐。风动工具和吹扫用气均从调相供气管引出。、直流系统：由一组铅酸蓄电池（GGF-300 型 130 个）2 套充9电装置组成，供全厂正常和事故情况下控制、保护、信号和自动装置的直流电源。蓄电池按浮充电方式运行。、通风、采光：电站为地面式厂房，主厂房采用自然通风方式。中控室、

14、载波室设空调机。蓄电池室和酸室设轴流风机，通过管道将酸气排至厂区外。对位于水轮机层的副厂房重的母线道，采用轴流风机通风散热。主机房采光采用自然光和人工照明相结合的方式。人工照明的正常电源采用常用电源系统。当厂用电故障时，利用蓄电池的直流电供电。、尾水闸门：电站 3 台机组共用一扇 42m 的平板滑动钢闸门，由 1 台 5t 的电动葫芦启闭。四、厂区布置主厂房位于坝后河床右岸位置，安装场布置在与右岸进场公路相连接。充分利用厂区与坝体之间的空间，这将有利于主厂房的通风、采光。将副厂房分为两部分，一部分在主厂房的上游，另一部分在主厂房的左端。变电站设置在左端的副厂房与溢洪道之间的一块平地上，占地面积约为 200m2。.主变压器靠近左端的副厂房，设置两台主变压器并错开布置，且变电站与安装场同一高程。近变区布置在左端厂房的下游侧，设置围栏。35kv 配电装置采用室内型设备。在此基础上，将 35kv 开关室布置在变电站下游侧。开关室面积约为 820m2，设两个出口，