XXXIX1.5最優(yōu)方案的確定1.5.1水輪機(jī)平均效率的計(jì)算（式1-41）1.方案二的平均效率經(jīng)計(jì)算得：1=89.98%2.方案三的平均效率經(jīng)計(jì)算得：2=90.04%由以上計(jì)算可以得知1.5.2機(jī)電設(shè)備投資估算1.水輪機(jī)重量估算水輪機(jī)總重量Gt可按下式估算：（式1-43）查參考文獻(xiàn)[4]P15表2-7（1）方案二水輪機(jī)重量估算故G(t)=135.765（t）（2）方案三水輪機(jī)重量估算故G(t)=80.535（t）2.水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重量估算（1）方案二水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重量估算由參考文獻(xiàn)[4]P15式2-9可知:（式1-44）故GHL=10.74(t)(1）方案三水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重量估算由參考文獻(xiàn)[4]P15式2-9可知:故GHL=5.6(t)由參考文獻(xiàn)[4]P15表2.6，方案投資如表1-12所示1-12機(jī)電設(shè)備投資估算表項(xiàng)目方案二方案三裝機(jī)臺(tái)數(shù)（臺(tái)）34單重（t/臺(tái)）135.76580.535總重（t）407.295322.14單價(jià)（萬(wàn)元/t）2.52.5轉(zhuǎn)輪單重（t/臺(tái)）10.745.61.5.3技術(shù)比較1.運(yùn)行維護(hù)管理角度：方案二裝機(jī)數(shù)量少，需要的運(yùn)行管理人員少，水電站年運(yùn)行費(fèi)用較少。2.吸出高度比較：三的吸出高度大于二。這樣會(huì)減少建設(shè)的成本。1.5.4最優(yōu)方案的主要參數(shù)1.最優(yōu)方案的確定綜上所述，我們可以通過(guò)比較得出，這兩個(gè)精選方案在經(jīng)濟(jì)與技術(shù)等各個(gè)方面各有優(yōu)缺點(diǎn)，但是從平均效率、吸出高度和機(jī)電設(shè)備投資的方面來(lái)看，方案三比方案二要更經(jīng)濟(jì)，更加適用于本設(shè)計(jì)的小型電站中。因此，將三確定為最優(yōu)方案。2.導(dǎo)葉高度b0方案參數(shù)列表如表1-13所示裝機(jī)容量（MW）170機(jī)組臺(tái)數(shù)（臺(tái)）4單機(jī)容量（MW）42.5水輪機(jī)型號(hào)HL220/A153D1（m）2n(r/min)375Qr(?/s)44.47ηT(%)91.2Hs(m)-0.394b0（m）0.855表1-13最優(yōu)方案的主要參數(shù)1.6蝸殼水力設(shè)計(jì)1.6.1蝸殼的型式選擇由參考文獻(xiàn)[4]P19102～117m，本計(jì)中，選用為金屬蝸殼，并將其與座環(huán)蝶形邊結(jié)合。1.6.2蝸殼參數(shù)與斷面連接尺寸選擇根據(jù)D1查參考文獻(xiàn)[3]P128得表1-14。表1-14座環(huán)尺寸參數(shù)單位：mD1DbDaK0R22.853.40.10.21.6.3蝸殼進(jìn)口斷面計(jì)算1.確定蝸殼的包角0圓斷面金屬蝸殼的包角為345°。2.進(jìn)口斷面參數(shù)計(jì)算（1）進(jìn)口斷面流量Q0（式1-45）故（2）進(jìn)口斷面流速V0（式1-46）故（3）進(jìn)口斷面的面積F0（4）進(jìn)口斷面半徑0（5）進(jìn)口斷面中心距a（式1-47）則（6）進(jìn)口斷面外徑R0（7）蝸殼系數(shù)C和蝸殼常數(shù)K由參考文獻(xiàn)[1]P122式5-11可知，（式1-48）解得：C=1285.90K=25.291.6.4蝸殼圓斷面尺寸計(jì)算1.臨界點(diǎn)的確定由文獻(xiàn)[1]P122圖5-18知?jiǎng)t故i147.77斷面用圓形，i147.77用橢圓形。2.圓形斷面的計(jì)算查參考文獻(xiàn)[1]P123式5-12可知，圓形斷面各尺寸按下式計(jì)算：（式1-49）計(jì)算結(jié)果如表1-15所示。表1-15金屬蝸殼圓斷面計(jì)算表斷面號(hào)°°°°°03451.151.232.954.1813301.121.202.924.1223151.081.162.884.0533001.051.132.853.9742851.011.092.813.9052700.971.062.773.8362550.931.022.733.7572400.890.982.693.6782250.850.952.653.5992100.800.912.603.51101950.760.872.563.42111800.710.832.513.33121650.660.782.463.24131500.610.742.413.153.蝸殼橢圓斷面計(jì)算橢圓斷面計(jì)算公式如下：橢圓短半徑：與圓的同等面積：其中：（式1-50）橢圓斷面長(zhǎng)半徑：其中：橢圓斷面中心距：橢圓斷面外徑：橢圓斷面計(jì)算結(jié)果如表1-16所示表1-16金屬蝸殼橢圓斷面尺寸斷面號(hào)141350.691.570.660.722.313.03151200.651.370.580.692.212.91161050.601.180.500.672.112.7817900.550.990.420.642.012.6618750.490.820.330.621.912.5319600.430.640.240.591.802.3920450.370.480.150.561.682.2421300.290.330.050.531.562.0922150.200.18-0.060.501.431.93蝸殼單線圖，平面圖見(jiàn)附圖部分。1.7尾水管的水力設(shè)計(jì)1.7.1尾水管型式的選擇本設(shè)計(jì)中，使用彎肘型尾水管，且具有金屬里襯。1.7.2尾水管部分尺寸及參數(shù)的選擇1.尾水管高度h由故由上式結(jié)果知D1<D2，查參考文獻(xiàn)[1]P167,取h=2.6D1=5.2m。查參考文獻(xiàn)[3]P129表2-17得表1-17表1-17推薦的尾水管尺寸表h/D1L/D1B5/D1D4/D1h4/D1h6/D1L1/D1h5/D1肘管形式適用范圍2.64.52.7201.351.350.6751.821.22金屬里襯肘管混流式D1<D2其中，取82.肘管型式使用定型的標(biāo)準(zhǔn)肘管。3.水平長(zhǎng)度L由表1-20可知，L=4.5D1=9m；頂板仰角10—13，此處取12；底板為水平底板。1.7.3計(jì)算尾水管主要尺寸1.直錐段查參考文獻(xiàn)[2]P329附圖15可知，對(duì)混流式水輪機(jī)D3和D2數(shù)值接近，取D3=2.174m。由前述可知D4=1.35×2=2.7m，則直錐段高度：查參考文獻(xiàn)[3]P130圖2-39，計(jì)算肘管尺寸：（1）正視圖尺寸計(jì)算肘管進(jìn)口直徑：D4=1.000×2.7=2.7（m）；內(nèi)圓弧半徑：R1=0.60345×2.7=1.63（m）；外圓弧半徑：R2=0.86106×2.7=2.325（m）；外圓弧弧心與軸線之間的距離：d1=0.36105×2.7=0.975（m）；內(nèi)圓弧圓心與軸線之間的距離：d2=1.0452×2.7=2.822（m）；垂直圓:d3=0.13049×2.7=0.353（m）；肘管高度:h4=1.000×2.7=2.7（m）；肘管出口高度:h6=0.500×2.7=1.35（m）；計(jì)算結(jié)果列表如表1-18所示。表1-18肘管正視圖尺寸表單位:mD4R1R2d1d2d3h4h62.71.632.3250.9752.8220.3532.71.35（2）俯視圖尺寸計(jì)算查參考文獻(xiàn)[3]P130圖2-39，計(jì)算俯視圖尺寸：B5=2.0147×2.7=5.4397（m）；R3=0.57961×2.7=1.5695（m）；d4=1.35×2.7=3.645（m）；d5=0.07961×2.7=0.215（m）；R4=1.09452×2.7=2.96（m）；計(jì)算結(jié)果列表如表1-19所示。表1-19肘管俯視圖尺寸表單位:mB5R3d4d5R45.43971.56953.6450.2152.963.水平擴(kuò)散段B5=5.4397m；頂板取12；且本設(shè)計(jì)不采用支墩。計(jì)算結(jié)果列表如表1-20所示。表1-20水平擴(kuò)散段尺寸表單位：mL1h5H6B5頂板仰角92.441.355.44121.7.4尾水管各水平截面尺寸的計(jì)算及繪圖查參考文獻(xiàn)[3]P130表2-18，選擇四個(gè)水平截面坐標(biāo)，表1-21所示表1-21混凝土肘管尺寸單位：mmZy1x1y2x1x3x3R1R2F10041.70569.45400366.17370.4494.36552.89579.679.61700484.81128.09-187.07618.07116.65522.51645.77547,7747.77900500.00033.40525.33138.93492.13526.40515.9215.921.Z﹤130.49Z=100，Z′=0.1×2.7=0.27m（Z﹤0.13049×2.7=0.3524m）投影坐標(biāo)：y10.04172.70.1126mx10.569452.71.5375m2.130.49﹤Z﹤500時(shí)，取Z=400，Z′=0.4×2.7=1.08m（0.3524m﹤Z﹤1.08m）0.366170.9887my30.094360.2548m0.370441.00019x30.552891.493mR20.579611.565mF0.079612.70.2153.當(dāng)500﹤Z﹤861.06時(shí)，取Z=700Z′=0.7×2.7=1.89m（此時(shí)1.08m﹤Z﹤1.89m）0.484811.309my3-0.18707-0.5051m0.128090.3459x30.618071.669mR10.645771.7436m0.116650.315mR20.547771.479m0.522511.411F0.047770.1294.當(dāng)861.06﹤Z﹤1000時(shí)，取Z=900，Z′=0.9×=2.43m（此時(shí)1.89﹤Z﹤2.43m）0.5my20.03340..0902mx10x20.525331.418y30.138930.3751mR10.52641.4213mx30.492131.329mR20.515921.393mF0.015920.043計(jì)算結(jié)果如表1-22所示。表1-22 肘管水平截面繪圖尺寸 單位mZy1x1y2x2y3x3R1R2F0.271.53751.080.9881.4931.5651.891.3090.34590.3151.414-0.50511.6691.74361.4790.1292.431.3500.09021.4180.37511.3291.42131.3930.043尾水管正視圖、俯視圖、肘管截面平面投影圖見(jiàn)附圖部分。1.8水輪發(fā)電機(jī)的選擇1.8.1發(fā)電機(jī)型式的選擇查參考文獻(xiàn)[3]P149表1-3，選擇懸式發(fā)電機(jī)。1.8.2發(fā)電機(jī)通風(fēng)冷卻方式的選擇本次設(shè)計(jì)采用密閉式空氣循環(huán)冷卻。空冷式水輪發(fā)電機(jī)的極限容量計(jì)算：（式1-51）查參考文獻(xiàn)[3]P152圖3-10知，冷卻方式為空冷式。1.8.3發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式的選擇本設(shè)計(jì)采用靜止勵(lì)磁系統(tǒng)。1.8.4發(fā)電機(jī)外形尺寸估算1.主要尺寸估算（1）極距τ（式1-52）故校驗(yàn)在轉(zhuǎn)子的飛逸線速度Vf是否在轉(zhuǎn)子材料的允許范圍內(nèi)：（式1-53）故（m/s）轉(zhuǎn)子磁軛應(yīng)采低合金高強(qiáng)度鋼。定子內(nèi)徑Di（式1-54）故（3）定子鐵芯長(zhǎng)度lt（式1-53）故由參考文獻(xiàn)[3]P149可知：證明水輪發(fā)電機(jī)采用懸式。定子鐵芯外徑Da（機(jī)座號(hào)）當(dāng)ne>166.7時(shí)，（式1-56）計(jì)算結(jié)果如表1-23所示。表1-23發(fā)電機(jī)主要尺寸單位：cm極距τ定子內(nèi)徑Di定子鐵芯長(zhǎng)度lt定子鐵芯外徑Da66.95340.99222.79407.942.發(fā)電機(jī)平面尺寸估算（1）定子機(jī)座外徑D1由參考文獻(xiàn)[3]P160可知：D1=1.25Da=1.25×407.94=509.875（cm）（2）風(fēng)罩內(nèi)徑D2D2=D1+2.4=509.875+240=749.875(cm)（3）轉(zhuǎn)子外徑D3D3=Di-2δ故D3=Di=340.99（cm）下機(jī)架最大跨度D4：查參考文獻(xiàn)[3]P162表3-6知，D5=3m。故D4=D5+0.6m=300+60=360（cm）（5）推力軸承外徑D6查參考文獻(xiàn)[3]P162表3-7，根據(jù)發(fā)電機(jī)容量Sf=48571.34kVA，推力軸承外徑D6取D6=3200mm。發(fā)電機(jī)水平尺寸列表如表1-24所示。表1-24發(fā)電機(jī)水平尺寸單位：cmD1D2D3D4D6509.875749.875340.993603203.發(fā)電機(jī)軸向尺寸估算（1）定子機(jī)座高度h1發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速214rpm≤ne時(shí)，（2）上機(jī)架高度h2懸式承載機(jī)架：h2=0.25Di=0.25×340.99=85.25（cm）（3）推力軸承高度h3查參考文獻(xiàn)[3]P163表3-8可知，選擇h3=180（cm）（4）下機(jī)架高度h7懸式非承載機(jī)架：h7=0.12Di=0.12×340.99=40.92（cm）（5）定子支座支承面至下機(jī)架支承面或擋風(fēng)板之間的距離h8懸式非承載機(jī)架：h8=0.15Di=0.15×340.99=51.1485（cm）（6）下機(jī)架支承面至主軸法蘭底面距離h9,取h9=1200mm。（7）轉(zhuǎn)子磁軛軸向高度h10這里?。篽10=222.79+500mm=272.79（cm）（8）發(fā)電機(jī)主軸高度h11h11=（0.7～0.9）H(式1-57）H=h1+h2+h8+h9=356.69+85.25+51.1485+120=613.0885（cm）這里取h11=0.8H=490.48（cm）（9）定子鐵芯水平中心線至主軸法蘭盤(pán)底面的距離h12h12=0.46h1+h10=0.46x356.69+272.79=436.8674（cm）計(jì)算結(jié)果列表如表1-25所示。表1-25發(fā)電機(jī)軸向尺寸單位：cmh1h2h3h7h10h11356.6985.2518040.92272.79490.48h8h9h1251.1485120436.86744.水輪發(fā)電機(jī)重量估算由參考文獻(xiàn)[3]P164式3-6可知，初步設(shè)計(jì)階段的總重量可按下式估算：(式1-58）故發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重量按發(fā)電機(jī)總重的0.5倍估算：GzGf=0.5×204.797=102.398（t）1.8.5水輪發(fā)電機(jī)飛輪力矩GD2(式1-59）故1.8.6水輪發(fā)電機(jī)型號(hào)的確定查參考文獻(xiàn)[3]P166，無(wú)符合的發(fā)電機(jī)型號(hào)，因此，發(fā)電機(jī)需特制，其技術(shù)參數(shù)如表1-26所示表1-26水輪發(fā)電機(jī)技術(shù)參數(shù)型式型號(hào)勵(lì)磁方式額定容量功率因數(shù)額定電壓(kv)轉(zhuǎn)速(rpm)Sf(MVA)Nf(MW)nenR懸式SF42.5-16/407.94可控整流器勵(lì)磁50000425000.87513.8375738.86發(fā)電機(jī)外形尺寸圖見(jiàn)附圖部分。1.9特別說(shuō)明水輪機(jī)設(shè)計(jì)，制造，運(yùn)行要求詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)部分。第2章電氣部分2.1設(shè)計(jì)原始資料（1）年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)約4000小時(shí)。（2）負(fù)荷特性：一、二級(jí)負(fù)荷。（3）電壓等級(jí)及回路數(shù)：220kV出線4回，經(jīng)200km接入系統(tǒng)；（4）近區(qū)負(fù)荷情況：無(wú)近區(qū)負(fù)荷。（5）廠用變壓器容量按裝機(jī)容量的0.4％～1.5％選定，電壓等級(jí)為0.4和6千伏。2.2電氣主接線初步方案的擬定2.2.1對(duì)原始資料的分析1.發(fā)電機(jī)—主變壓器的接線方式采用雙繞組變壓器單元接線。2.發(fā)電機(jī)出口斷路器設(shè)一臺(tái)，并配置一組隔離開(kāi)關(guān)。3.主變高壓側(cè)設(shè)置匯流母線。2.2.2電氣主接線初選方案的確定結(jié)合電站基本情況，可擬定以下方案：（1）方案一：220kV雙母線接線。（2）方案二：220kV單母線分段帶旁路母線。（3）方案三：220kV單母線帶旁路母線。圖2-1220kV雙母線接線圖2-2220kV單母線分段帶旁路母線圖2-3220kV單母線帶旁路母線四種初選方案的設(shè)備表如表2-1所示。表2-SEQ表_2-\*ARABIC1各方案電氣設(shè)備數(shù)目表方案號(hào)一二三斷路器（臺(tái)）220kV10101013.8kV444隔離開(kāi)關(guān)（臺(tái)）220KV20212013.8kV444變壓器（臺(tái)）4442.2.3初選方案的比較和最優(yōu)方案的確定方案二安全性、可靠性相比較好，但靈活性下降。母線故障時(shí)，方案二、三部分電源停電，而方案一僅工作在故障母線上的電源停電。從經(jīng)濟(jì)性上看，三個(gè)方案設(shè)備數(shù)差距不大，從靈活性上看方案二最差，且繼電保護(hù)也更復(fù)雜。而方案一靈活性高，繼電保護(hù)復(fù)雜性相對(duì)其余三兩種方案較低。故選擇方案一。2.2.4主變壓器的選擇1.主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇主變壓器數(shù)量為4臺(tái)。1、220kV變壓器（式2-1）故查參考文獻(xiàn)P161得主變型號(hào)為：SFPL-63000/220，其技術(shù)參數(shù)如表2-3所示。表2-3SFPL-63000/220參數(shù)額定容量（kVA）額定電壓（kV）連接組損耗（kW）空載電流（%）阻抗電壓（%）總重（t）高壓低壓空載短路314.48463000220±1/3×2.5%13.8YN/△-11120402.42.3廠用電源設(shè)計(jì)廠用變壓器其容量是依據(jù)電站容量0.75%來(lái)計(jì)算的。有6KV、0.4KV兩個(gè)電壓等級(jí)。2.3.1廠用電源引接方式的確定1.廠用工作電源的引接是廠從主變壓器低壓側(cè)。2.廠用備用電源的引接廠用備用電源采用暗備用，且互為備用。圖2-4廠用電接線圖2.3.2廠用變壓器的選擇按1臺(tái)變壓器故障而其余3臺(tái)正常運(yùn)行時(shí)的狀況來(lái)計(jì)算容量。高壓廠用變壓器容量可以如此計(jì)算：（式2-2）查參考文獻(xiàn)[8]P388表9-11選擇變壓器型號(hào)為SFL-8000/10，參數(shù)如表2-4所示表2-4高壓廠用變壓器技術(shù)參數(shù)表額定容量（kVA）（kV）連接組阻抗電壓（%）高壓低壓800013.86.3Y/Y-12102.4短路電流計(jì)算2.4.1短路電流計(jì)算步驟1．各電抗參數(shù)計(jì)算時(shí)：Sd=100MVA。（1）發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)幺值（式2-3）故（2）變壓器電抗標(biāo)幺值（式2-4）故（3）線路的電抗標(biāo)幺值（式2-5）故2．畫(huà)等值電路圖如圖2-5所示。圖2-5等值電路圖（1）X1=X2=X3=X4=0.433X5=X6=X7=X8=0.2965X9=X10=X11=X12=0.151圖2-6等值電路圖（2）X13=X2+X6//X3+X7//X4+X8=0.2432X14=X9//X10//X11//X12=0.037753.網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)4.來(lái)自系統(tǒng)的短路電源設(shè)電源相電壓標(biāo)幺值為1.0（KA）（式2-6）(kA)2.4.2各短路點(diǎn)短路電流計(jì)算依次計(jì)算短路點(diǎn)k1，k2發(fā)生短路時(shí)的短路電流。1.k1點(diǎn)短路電流（1）化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)i.初步將等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)：圖2-7等值電路圖（3）由參考文獻(xiàn)[6]P29可得G2-4=G2+G3+G4=利用Y-變化圖2-8等值電路圖（4）XX（2）來(lái)自電源短路電流i電源G1供給的短路電流I則由參考文獻(xiàn)[5]對(duì)應(yīng)Xcat=0s時(shí)，I?″t=0.2s時(shí)，I(0.2)?=3.75t=4s時(shí)，I(∞)?=3.43ii電源G2-4供給的短路電流計(jì)算IXcaIIiii考慮Gs1-4為無(wú)窮大電源系統(tǒng)，采用轉(zhuǎn)移電抗X16代入計(jì)算。IIIIiii.沖擊電流計(jì)算查參考文獻(xiàn)[5]P30，可知沖擊電流系數(shù)為1.9則：ish=√2×1.9×19.49323=52.38kA計(jì)算結(jié)果如下表所示表2-5K1點(diǎn)短路電流計(jì)算表電源G110.76967.626.97G2-40.828630.828630.82863GS1-47.8957.8957.895合計(jì)19.4932316.3436315.693632.k2點(diǎn)短路電流（1）化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)i.初步將等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)：圖2-9等值電路圖（5）X15=（X1+X2）//X13=0.182375G1-4==（2）來(lái)自電源短路電流i.電源G1-4供給的短路電流I則由參考文獻(xiàn)[5]P-237附錄十二對(duì)應(yīng)Xcat=0s時(shí)，I?″t=0.2s時(shí)，I(0.2)?=2.6t=4s時(shí)，I(∞)?=2.75ii考慮Gs1-4為無(wú)窮大電源系統(tǒng)，采用轉(zhuǎn)移電抗X14代入計(jì)算。IIIIiii.沖擊電流計(jì)算查參考文獻(xiàn)[5]P30，可知沖擊電流系數(shù)為1.8則：ish=√2×1.8×8.162=20.777kA計(jì)算結(jié)果如下表所示表2-6K2點(diǎn)短路電流計(jì)算表電源G1-41.5121.2681.3412Gs1-46.656.656.65合計(jì)8.1627.9187.99122.5主要設(shè)備的選型及校核2.5.1斷路器選型與校核1.13.8kV斷路器選擇與檢驗(yàn)13.8kV斷路器有發(fā)電機(jī)出口斷路器（GCB）、廠用斷路器。發(fā)電機(jī)出口處IGmax為：（式2-10）廠用斷路器回路處IGmax為：（1）13.8kV電壓等級(jí)斷路器的選擇根據(jù)發(fā)UGN=13.8kV、IGmax=2.13kA，本次設(shè)計(jì)可采用HECI5型SF6斷路器，其基本參數(shù)列表如表2-7所示。表2-7HECI5型斷路器技術(shù)參數(shù)額定電壓（kV）額定電流(kA)額定開(kāi)斷電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)固有分閘時(shí)間（s）合閘時(shí)間（s）2s4s244802801000.0360.05廠用斷路器的型號(hào)選擇與GCB的型號(hào)相同。（2）13.8kV電壓等級(jí)斷路器的校驗(yàn)K1：I‘’=10.769+4.37+0.828+7.895=19.493（kA）三相短路沖擊電流為：(kA)（式2-11）故①檢驗(yàn)開(kāi)斷能力（式2-12）故故選擇的斷路器開(kāi)斷能力滿足要求。②檢驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定，故動(dòng)穩(wěn)定滿足要求。③檢驗(yàn)熱穩(wěn)定短路熱效應(yīng)計(jì)算時(shí)間tk。（式2-13）故tk=tpr+tg+th=3+0.036+0.02=3.056（s）由電源G1-2供給的短路電流：則由參考文獻(xiàn)[5]P-237附錄十二對(duì)應(yīng)Xcat=0s時(shí)，t=1.528s時(shí)，t=3.056s時(shí)，電源G合供給的短路電流計(jì)算I無(wú)窮大電源Gs供給的短路電流計(jì)算I計(jì)算結(jié)果如表2-8所示。表2-8熱穩(wěn)定校核的短路電流計(jì)算結(jié)果電源I”I(0.1528)I(3.056)G110.776.956.62G合0.830.830.83無(wú)窮大7.907.907.90共計(jì)19.5115.6815.35故熱穩(wěn)定滿足要求。2.220kV斷路器選擇與檢驗(yàn)（1）220kV斷路器的選擇根據(jù)UN=220kV，IN=0.55kA，查參考文獻(xiàn)[7]P492表2-18，選斷路器型號(hào)為L(zhǎng)W-220I，其參數(shù)如表2-9所示。表2-9LW-220I型斷路器基本參數(shù)表額定電壓(kV)額定電流(kA)額定開(kāi)斷電流(kA)動(dòng)穩(wěn)定電流峰值(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)固有分閘時(shí)間（s）合閘時(shí)間（s）3s4s0.040.152201.64010040（2）220kV電壓等級(jí)斷路器的校驗(yàn)按K2點(diǎn)短路時(shí)來(lái)校驗(yàn)。三相短路沖擊電流為：（式2-21）故①檢驗(yàn)開(kāi)斷能力（式2-22）故故選擇的斷路器開(kāi)斷能力滿足要求。②檢驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定，故動(dòng)穩(wěn)定滿足要求。③檢驗(yàn)熱穩(wěn)定短路熱效應(yīng)計(jì)算時(shí)間tk。（式2-23）故tk=tpr+tg+th=3+0.06+0.02=3.06（s）由電源G1-2供給的短路電流：由參考文獻(xiàn)[6]P237，由Xca(G1-2)=0.354查得：t=0s時(shí)，t=1.53s時(shí)，t=3.06s時(shí)，無(wú)窮大電源GS供給的短路電流計(jì)算計(jì)算結(jié)果如表2-10所示。表2-10熱穩(wěn)定校核的短路電流計(jì)算結(jié)果電源I”I(0.154)I(3.08)G1-41.511.331.92Gs無(wú)窮大6.656.656.65共計(jì)8.167.988.57故熱穩(wěn)定滿足要求。2.5.2隔離開(kāi)關(guān)的選擇與校驗(yàn)1.13.8kV隔離開(kāi)關(guān)選擇與校驗(yàn)13.8kV隔離開(kāi)關(guān)有發(fā)電機(jī)出口隔離開(kāi)關(guān)、廠用隔離開(kāi)關(guān)。（1）13.8kV電壓等級(jí)隔離開(kāi)關(guān)的選擇由發(fā)UGN=13.8kV，IGmax=2.13kA。查參考文獻(xiàn)[7]P493附表2-19可知，初選隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)均為GN20-35T，其參數(shù)如表2-11所示。表2-11GN20-35T型隔離開(kāi)關(guān)基本參數(shù)表型號(hào)額定電壓（kV）額定電流(kA)2s熱穩(wěn)定電流(kA)GN20-35T2012.520080（2）13.8kV隔離開(kāi)關(guān)校驗(yàn)以K1點(diǎn)短路校核廠用隔離開(kāi)關(guān)即可。①校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定因?yàn)閕sh=52.38kA﹤imax=200kA，故動(dòng)穩(wěn)定滿足要求。②校驗(yàn)熱穩(wěn)定因?yàn)?，故熱穩(wěn)定滿足要求。綜上所述，選擇GN20-35T型隔離開(kāi)關(guān)可滿足要求。2.220kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)選擇與校核（1）UN=220kV,Imax=0.117kA,查參考文獻(xiàn)[7]P493附表2-19可知，初選隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)為GW4-220（D），其參數(shù)如下表所示。表2-12GW4-220(D)型隔離開(kāi)關(guān)基本參數(shù)表型號(hào)額定電壓（kV）額定電流(kA)4s熱穩(wěn)定電流(kA)GW4-220(D)22018021.5以K2點(diǎn)短路校核廠用隔離開(kāi)關(guān)即可。①校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定因?yàn)閕sh=20.777kA﹤imax=80kA，故動(dòng)穩(wěn)定滿足要求。②校驗(yàn)熱穩(wěn)定因?yàn)?，故選熱穩(wěn)定滿足要求。綜上所述，選擇GW4-220(D)型隔離開(kāi)關(guān)可滿足要求。2.5.3發(fā)電機(jī)出口母線選擇與校驗(yàn)本電站單機(jī)容量170MW，選用全相式封閉母線作導(dǎo)體。一、母線選擇及散熱校驗(yàn)1.母線選擇（1）選鋁作為發(fā)電機(jī)出口母線材料。（2）由本電站發(fā)電機(jī)最大長(zhǎng)期工作電流Igmax=2.13kA，故選擇母線的截面形狀為雙槽形。（3）母線水平布置2.按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面積根據(jù)Tmax=4000h。查參考文獻(xiàn)[6]P64圖3-11，J=0.92A/mm2，則Se為：（式2-24）故查參考文獻(xiàn)[6]P225附表1-6，參數(shù)如表2-13所示表2-13槽形硬鋁母線長(zhǎng)期允許載流量及其計(jì)算數(shù)據(jù)溫度修正系數(shù)：（式2-25）故因?yàn)槠渥畲箝L(zhǎng)期工作電流Igmax=2313.18﹤4640A，所以滿足要求.3.校驗(yàn)?zāi)妇€的熱穩(wěn)定由前述發(fā)電機(jī)出口斷路器的選擇與校驗(yàn)可知短路熱效應(yīng)Qk783.07KA2·s短路前母線工作溫度為：根據(jù)w=65.8℃，查參考文獻(xiàn)[6]P55表3-2可知C=89，則導(dǎo)體最小截面為：（式2-26）故因?yàn)樗x用的母線截面積S=2740mm2>322.2mm2，所以熱穩(wěn)定滿足要求。4.校驗(yàn)?zāi)妇€的共振穩(wěn)定（式2-27）故因此，絕緣子跨距L≤119.68cm時(shí)，母線不發(fā)生共振。此處取絕緣子跨距L=1m。5.檢驗(yàn)?zāi)妇€的動(dòng)穩(wěn)定作用在槽形母線上的總應(yīng)力即c（Pa）（1）相間應(yīng)力的計(jì)算（式2-28）故（式2-29）故（2）槽間應(yīng)力c的計(jì)算為簡(jiǎn)化計(jì)算，令cal（式2-30）故因?yàn)榻^緣子的跨距L1.2LcmaxLmax，所以滿足動(dòng)穩(wěn)定要求；每跨絕緣子之間設(shè)置3個(gè)襯墊，襯墊距離2.5.4發(fā)電機(jī)出口絕緣子的選擇與校驗(yàn)1.絕緣子的選擇由UGN=13.8kV、Igmax=2.13kA，查參考文獻(xiàn)[7]P478附表2-12可知，選用ZL-20/30型支柱絕緣子，其參數(shù)如表2-14所示。表2-14ZL-20/30型支柱絕緣子技術(shù)參數(shù)表型號(hào)額定電壓（KV）絕緣子高度（mm）機(jī)械破壞負(fù)荷(kN)ZL-20/3020290302.絕緣子的動(dòng)穩(wěn)定校核由絕緣子應(yīng)滿足下列條件：F0.6Fp（N）（式2-31）絕緣子受到的電動(dòng)力由下式計(jì)算：（式2-32）故將F折算到Fp的作用點(diǎn)。圖2-10由FH1F'H可得：（式2-33）故由于0.6Fp=0.6×30000=18000N＞186.44N，故ZL-20/30型支柱絕緣子滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。2.5.5電壓互感器、熔斷器選擇與檢驗(yàn)1.電壓互感器的選擇（1）電壓互感器的配置原則詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)部分。（2）發(fā)電機(jī)出口電壓互感器①勵(lì)磁調(diào)節(jié)查參考文獻(xiàn)[9]P626可知，選擇型號(hào)為JDZ-13.8，其參數(shù)如表2-15所示。表2-15JDZ-13.8型電壓互感器技術(shù)參數(shù)表型號(hào)額定電壓（kV）次級(jí)繞組額定容量（VA）最大容量（VA）初級(jí)繞組次級(jí)繞組JDZ-13.813.80.180（0.5級(jí)）300②測(cè)量、同期、繼電保護(hù)采用三繞組電壓互感器Y0/Y0/開(kāi)口三角形接線，查參考文獻(xiàn)[9]P628可知，選擇型號(hào)為JDZJ-13.8，其參數(shù)如表2-16所示表2-16JDZJ-13.8型電壓互感器技術(shù)參數(shù)表型號(hào)額定電壓（kV）次級(jí)繞組額定容量（VA）最大容量（VA）初級(jí)繞組次級(jí)繞組輔助繞組JDZJ-13.8180（1級(jí)）200（3）220kV母線電壓互感器 查參考文獻(xiàn)[7]P489附表2-26選擇型號(hào)為JDC-220，其參數(shù)如表2-17所示。表2-17JDC-220型電壓互感器技術(shù)參數(shù)表型號(hào)額定電壓（kV）次級(jí)繞組額定容量（VA）最大容量（VA）初級(jí)繞組次級(jí)繞組輔助繞組JDC-2200.1500（1）2000（4）饋電線路電壓互感器查參考文獻(xiàn)[7]P499附表2-26選擇型號(hào)為T(mén)YD220/-0.0075，其參數(shù)如下表所示。表2-18TYD220/-0.0075型電壓互感器技術(shù)參數(shù)表型號(hào)額定電壓（kV）次級(jí)繞組額定容量（VA）（uF）最大容量初級(jí)繞組次級(jí)繞組輔助繞組TYD220/-0.00750.1400（1）20002.熔斷器的選擇查參考文獻(xiàn)[7]P484附表2-21選擇型號(hào)為RN4-20，其參數(shù)如表2-19所示。表2-19RN4-20型熔斷器技術(shù)參數(shù)表型號(hào)額定電壓（kV）額定電流（A）最大開(kāi)斷容量（MVA）備注RN4-20200.354500保護(hù)室內(nèi)TV因?yàn)殚_(kāi)斷電流，故滿足要求。2.5.6電流互感器的選擇與檢驗(yàn)1.電流互感器配置原則詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)部分。2.電流互感器的選擇（1）13.8kV電流互感器查參考文獻(xiàn)[10]P1624表17-117選擇型號(hào)為L(zhǎng)MZD1-20，其技術(shù)參數(shù)如表2-20所示表2-20LMZD1-20型電流互感器技術(shù)參數(shù)表額定電流比（A）準(zhǔn)確級(jí)組合額定輸出（VA）保護(hù)級(jí)準(zhǔn)確限值系數(shù)生產(chǎn)廠家0.20.55P10000/50.5/5P30303020江蘇靖江互感器廠（2）220kV電流互感器查參考文獻(xiàn)[10]設(shè)備表，選擇型號(hào)LVQB-220（W2），參數(shù)如表2-21所示表2-21LVQB-220（W2）型電流互感器技術(shù)參數(shù)表型號(hào)額定電流比（A）次級(jí)組合額定輸出（VA）保護(hù)級(jí)準(zhǔn)確限值系數(shù)額定3s熱穩(wěn)定電流（kA）額定動(dòng)穩(wěn)定電流（kA）生產(chǎn)廠家LVQB-220（W2）2×400/50.5/5P602050100西安西電電力公司①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)由ish=1.781kA<imax=100kA，所以滿足動(dòng)穩(wěn)定要求②熱穩(wěn)定校驗(yàn)由QK=198.09kA2·s<502x3=7500kA2·s，所以滿足熱穩(wěn)定要求。（2）主變中性點(diǎn)零序電流互感器本次設(shè)計(jì)取30%×imax=0.3×0.55=0.165kA作為零序電流值。查參考文獻(xiàn)[10]選LXKB-120型電流互感器，參數(shù)如表2-22所示。表2-22LXKB-120型零序電流互感器技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定電流比（A）額定二次負(fù)荷（VA）保護(hù)級(jí)準(zhǔn)確限值系數(shù)生產(chǎn)廠家LXKB-?120300/51512天津百利紐克電器有限公司（3）廠用變高壓側(cè)電流互感器=13.8kV、Icmax=52.38A，查參考文獻(xiàn)[10]選擇LMZB2-20型電流互感器，參數(shù)如表2-23所示：表2-23LMZB2-20型電流互感器技術(shù)參數(shù)表型號(hào)額定電流比（A）次級(jí)組合額定輸出（VA）保護(hù)級(jí)準(zhǔn)確限值系數(shù)生產(chǎn)廠家LMZB2-20600/510P/10P5020沈陽(yáng)互感器廠2.5.7消弧線圈的選擇由參考文獻(xiàn)[8]P241表6-16可知，額定電壓為13.8kV，流過(guò)故障點(diǎn)的電流在額定電壓下的允許值采用值為≤3A。1.判斷發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)是否設(shè)置消弧線圈（1）求發(fā)電機(jī)電容CF（式2-34）故（2）發(fā)電機(jī)三相對(duì)地電容電流IC1（式2-35）故（3）發(fā)電機(jī)電壓母線三相對(duì)地電容電流初算按母線總長(zhǎng)1000m，相應(yīng)的=0.5A。（4）升壓變壓器低壓側(cè)線圈三相對(duì)地電容電流電流初算時(shí)取=0.2A。則發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)短路電流為：由于發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)短路故障電流為3.31A，大于2～3.3A，故發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)需要設(shè)置消弧線圈。消弧線圈的容量（式2-36）故根據(jù)UN=13.8kV，Qxh=35.61kVA，查參考文獻(xiàn)[6]P234附表十一選擇型號(hào)XDJI-275/35消弧線圈，其參數(shù)如表2-24所示表2-24XDJI-375/35型消弧線圈技術(shù)參數(shù)表額定容量（kVA）額定電壓（kV）額定電流（A）各分接頭容許電流（A）375356.5～12.56.27.38.710.512.52.6過(guò)電壓保護(hù)設(shè)計(jì)2.6.1防止過(guò)電壓危害的措施1.對(duì)直擊雷的防護(hù)措施2.對(duì)感應(yīng)雷的防護(hù)措施3.對(duì)雷電侵入波的防護(hù)措施4.對(duì)內(nèi)部過(guò)電壓的防護(hù)措施略，詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)部分。本次設(shè)計(jì)只考慮外部過(guò)電壓的防護(hù)措施。即配置避雷器。2.6.2避雷器的選擇1.避雷器配置地點(diǎn)略。詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)部分。2.型號(hào)的選擇（1）13.8kv避雷器查參考文獻(xiàn)[6]P233附錄八設(shè)備表選擇FZ-13.8型。（2）220kV母線避雷器查參考文獻(xiàn)[6]P233附錄八設(shè)備表選擇FCZ-220J型。（3）變壓器中性點(diǎn)避雷器查參考文獻(xiàn)[6]選擇避雷器型號(hào)為FZ-220J。參數(shù)如表2-25所示。表2-25避雷器的技術(shù)參數(shù)表型號(hào)組合方式額定電壓滅弧電壓（kV，有效值）工頻放電電壓預(yù)放電時(shí)間1.5～20μs的沖擊放電壓（kV，幅值）不大于5、10kA沖擊電流（波形10/20μs）下的殘壓（kV，幅值）不小于不大于5kA下不大于10kA下不大于FZ-13.8單獨(dú)原件13.820.542527867（74）220200340390515515（570）2.7電氣二次初步規(guī)劃2.7.1監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，用以太網(wǎng)聯(lián)接。其中，電廠控制層使用的是保持長(zhǎng)期與網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算機(jī)設(shè)備來(lái)設(shè)置，該設(shè)備所選擇數(shù)為2他們之間為相互作為熱備用。2.7.2繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)1.發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)2.變壓器的繼電保護(hù)3.母線保護(hù)詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)部分。2.7.3發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式的設(shè)計(jì)故本電站采用可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)。2.7.4同期方式的設(shè)計(jì)1.發(fā)電機(jī)的同期發(fā)電機(jī)的同期方式：在本設(shè)計(jì)中是應(yīng)用微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期這種方式來(lái)作為正常運(yùn)行時(shí)的電站同期方式，在設(shè)計(jì)的安全穩(wěn)定考慮，以手動(dòng)同期作為備用以提高電站的運(yùn)行安全穩(wěn)定性，而且，將微機(jī)自動(dòng)自同期方式設(shè)定為在系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí)的同期并列方式。2.變壓器的同期與發(fā)電機(jī)斷路器相同。3.線路和母線的同期同期方式采用手動(dòng)準(zhǔn)同期。2.7.5操作電源的設(shè)計(jì)1.電源種類(lèi)采用蓄電池組直流電源。2.直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用兩組220V電壓等級(jí)GGF型防酸防爆式鉛蓄電池。。2.7.6通信方式設(shè)計(jì)采用光纖通信第3章水力機(jī)組輔助設(shè)備部分3.1原始資料（1）電站水頭Hmax=117.0m，Hmin=102m，Hav=110m，Hr=110m。（2）引水管基本參數(shù)引水管道總長(zhǎng)：120m，引水管路水力損失按。3.2主閥本電站為單元引水，最高水頭為117m。所以不設(shè)置主閥。3.3調(diào)節(jié)保證計(jì)算電站過(guò)水系統(tǒng)蝸殼和尾水管的尺寸簡(jiǎn)圖如圖3-1，圖3-2所示。3.3.1調(diào)節(jié)保證計(jì)算的任務(wù)略，詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)部分3.3.2有壓過(guò)水系統(tǒng)的LiVi計(jì)算1.壓力引水管的LTVT的計(jì)算由經(jīng)濟(jì)流速法計(jì)算壓力管道直徑：（式3-1）故壓力管道中的水流速度為：故2.蝸殼的LCVC計(jì)算（1）1~2斷面（2）2~3斷面（3）3~4斷面（4）4~5斷面綜上所述：3.尾水管的LBVB計(jì)算（1）直錐段進(jìn)口斷面：出口斷面：則（2）彎肘段進(jìn)口斷面：出口斷面：則水平擴(kuò)散段進(jìn)口斷面：出口斷面：則綜上所述，LBVBVB1LB1VB2LB2VB3LB3=9.861×1.8726.9085×5.855.0135×4.086=79.36（m2/s）4.LiVi與有壓過(guò)水系統(tǒng)平均流速VpjLiViVTLTVCLCVBLB598.8+151.278+79.36=829.438（m2/s)有壓輸水系統(tǒng)的平均流速：(式3-2)L1204.4614.07613.4322.639.8616.4085+4.086154.96（m）故3.3.3判斷是否設(shè)置調(diào)壓室水流慣性時(shí)間常數(shù)：（式3-3）故由參考文獻(xiàn)[13]P232得，因本電站Tw0.7687s3s，故不設(shè)調(diào)壓室。3.3.4設(shè)計(jì)水頭下壓力上升及尾水管真空值計(jì)算水流慣性時(shí)間常數(shù)：（1）管路特性常數(shù)（式3-4）故（2）水管特性系數(shù)（式3-5）故當(dāng)TS'5s時(shí)，設(shè)關(guān)閉前導(dǎo)葉的相對(duì)開(kāi)度01，則hw02.483612.4836，查參考文獻(xiàn)[13]P225圖7-3，屬于末相水擊。2.計(jì)算各部分壓力上升值及尾水管真空值當(dāng)TS'5s時(shí)，最大壓力上升率（式3-6）故壓力引水管末端壓力升高為：蝸殼末端壓力升高為：尾水管中最大壓力降低為：尾水管最大真空度為：（式3-7）同理，分別求出當(dāng)TS'=6s，7s，8s，9s，10s，11s，12s時(shí)設(shè)計(jì)水頭下的壓力上升值及尾水管真空值，結(jié)果如表3-1所示。表3-SEQ表_3-\*ARABIC1各TS'下壓力上升值及尾水管真空值計(jì)算結(jié)果（s）567891011120.15380.12820.10990.09610.085410.07690.06990.06410.16610.13670.11620.1010.08920.080.072390.06620.20.1640.140.1220.10710.0960.08690.080.1450.1170.09960.08680.07620.06830.06180.056915.9612.8710.969.558.397.526.86.260.1810.1470.12510.1090.09570.08580.07770.071519.9616.1713.7611.9910.529.448.557.870.01920.01570.01340.01170.010250.009190.008320.007662.21.731.48.291.131.0110.9150.8435.464.424.1623.9723.8123.6933.5973.525綜合可知當(dāng)TS'=6s，7s，8s，9s，10s，11s，12s時(shí)，均滿足要求。3.3.5設(shè)計(jì)水頭下轉(zhuǎn)速上升值計(jì)算1.計(jì)算機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)Ta（式3-8）故2.計(jì)算調(diào)節(jié)遲滯時(shí)間TC（式3-9）故3.計(jì)算f（式3-10）當(dāng)TS'=6s時(shí)，f110.12821.12824.計(jì)算r5.計(jì)算ne（式3-11）故6.計(jì)算C7.計(jì)算8.計(jì)算max故同理，分別求出當(dāng)TS'=7s，8s，9s，10s，11s，12s時(shí)在設(shè)計(jì)水頭下的轉(zhuǎn)速上升值，計(jì)算結(jié)果如表3-2所示。表3-2各TS'下轉(zhuǎn)速上升值計(jì)算結(jié)果67.560.25121.12820.40.7120.2980.334577.560.25121.10990.44720.6880.3240.366187.560.25121.09610.49210.6670.3490.394497.560.25121.085410.53590.6480.3720.4204107.560.25121.07690.57830.6310.3930.4441117.560.25121.06990.61970.6140.4130.4667127.560.25121.06410.660.5990.4330.4893由參考文獻(xiàn)[13]P221，當(dāng)TS'12s時(shí)，均滿足要求。設(shè)計(jì)中取TS'7s。3.3.6Hmax下壓力上升值校核對(duì)TS'6s時(shí)進(jìn)行校核。1.計(jì)算Hmax下的流量Qmin2.計(jì)算修正系數(shù)K3.計(jì)算Hmax和Hr的導(dǎo)葉開(kāi)度n11r=71r/min，Q11r1.06m3/s；n11min=69.34r/min，Q11min0.968m3/s。查參考文獻(xiàn)[2]P316，Hr，HMAX模型的導(dǎo)葉開(kāi)度為a0128，a031。4.計(jì)算TS'Hmax（式3-12）故5.判斷水擊性質(zhì)（1）管路特性常數(shù)（2）水管特性系數(shù)設(shè)關(guān)閉前導(dǎo)葉的相對(duì)開(kāi)度01，則hw02.212.2，查參考文獻(xiàn)[13]P225圖7-3可知，屬于末相水擊。6.計(jì)算各部分壓力上升值及尾水管真空值最大壓力上升率（式3-13）故(1)壓力引水管末端壓力升高為：(2)蝸殼末端壓力升高為：(3)尾水管中最大壓力降低為：(4)尾水管最大真空度為：（式3-14）故由以上計(jì)算可知，選擇值滿足要求。故確定為T(mén)S'7s。3.3.7調(diào)節(jié)設(shè)備的選擇1.導(dǎo)葉接力器的選擇（1）導(dǎo)葉接力器直徑的選擇每個(gè)接力器的直徑為：（式3-15）故查參考文獻(xiàn)[13]P240表7-5選擇標(biāo)準(zhǔn)直徑為dc300mm。（2）導(dǎo)葉接力器的最大行程（式3-16）故（3）導(dǎo)葉雙缸接力器的總?cè)莘e結(jié)果列表如表3-3所示。表3-3接力器的選擇結(jié)果名稱(chēng)直徑（mm）最大行程（mm）總?cè)莘e（m3）導(dǎo)葉接力器3004200.05942.調(diào)速器的選擇主配壓閥直徑:（式3-17）故查參考文獻(xiàn)13]P238表7-6可知，標(biāo)準(zhǔn)直徑為50mm，根據(jù)參考文獻(xiàn)[13]P238確定調(diào)速器型號(hào)為WT-50-4.0。3.油壓裝置的選擇（1）油壓裝置臺(tái)數(shù)的確定每臺(tái)機(jī)組設(shè)一臺(tái)油壓裝置。（2）壓力油罐的總?cè)莘e計(jì)算（式3-18）故查參考文獻(xiàn)[3]P293表6-14選擇油壓裝置YS-2.5，參數(shù)如表3-4所示表3-4調(diào)速器油壓裝置技術(shù)參數(shù)油壓裝置型號(hào)YS-8壓力油罐油罐總?cè)莘e（m3）2.5旋油泵型號(hào)LY-5.8油罐內(nèi)油體積（m3）0.9輸油量（L/s）5.8油罐重量（kg）2270轉(zhuǎn)速(r/min)2940油罐及裝油重量（kg）3070最大工作壓力(kg/cm2)25回油箱油箱總?cè)莘e（m3）4軸功率(kW)21油箱內(nèi)油體積（m3）2泵電動(dòng)機(jī)型號(hào)JO2-72-2油箱重量（kg）3610電壓（V）220/380油箱及裝油重量（kg）5410功率（kW）30磁啟動(dòng)器QC8-5/6轉(zhuǎn)速（r/min）29403.4主廠房起重設(shè)備選擇3.4.1起重機(jī)形式和臺(tái)數(shù)的確定由參考文獻(xiàn)[3]P299-300，選用一臺(tái)雙小車(chē)橋式起重機(jī)。3.4.2起重機(jī)工作參數(shù)的選擇1.起重量。查參考文獻(xiàn)[3]P303表7-6選擇吊鉤起重量為2×75t，起重量為：綜上所述，查參考文獻(xiàn)[3]P300表7-1，雙小車(chē)橋式起重機(jī)的起重為150t。2.跨度查參考文獻(xiàn)[3]P330表7-16，起重機(jī)跨度為12m。3.起升高度查參考文獻(xiàn)[3]P330表7-16可知，根據(jù)機(jī)坑深度確定。4.工作速度（1）起升速度查參考文獻(xiàn)[3]P334表7-17可知：主鉤：1m/min副鉤：6m/min（2）運(yùn)行速度查參考文獻(xiàn)[3]P334表7-17可知：小車(chē)：12.4m/min大車(chē)：32.3m/min5.工作制本設(shè)計(jì)選用中級(jí)工作制。3.4.3起重機(jī)試驗(yàn)方法略，詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)部分。3.4.4主要附屬裝置的選擇1.吊鉤查參考文獻(xiàn)[3]P303表7-5，尺寸如表3-5所示。表3-5吊鉤裝置尺寸表吊鉤起重量（t）吊鉤型式吊鉤尺寸重量（t）AD1L1L2L3L4L5d125雙鉤5472006007455506202003002.6752.吊具（1）平衡梁查參考文獻(xiàn)[3]P303表7-6，外形尺寸如表3-6所示。表3-6雙小車(chē)橋式起重機(jī)配用的平衡梁外形尺寸單位：mm吊鉤起重量（t）平衡梁起重量（t）aa1a2a3bhh1自重（t）2×12525037803100145070013009406504.578（2）機(jī)組專(zhuān)用吊具發(fā)電機(jī)型式為懸式，則為專(zhuān)用吊具或者直接用鋼絲繩起吊。3.4.5起重機(jī)基本參數(shù)表查參考文獻(xiàn)[3]P330表7-16，基本參數(shù)如表3-7所示。表3-7雙小車(chē)橋式起重機(jī)主要參數(shù)表名義起重量（t）單臺(tái)小車(chē)起重量（t）跨度L（m）起升高度速度（m/min）主鉤副鉤起升運(yùn)行2×1251202.6751232主鉤副鉤大車(chē)小車(chē)1612.432.33.5油系統(tǒng)3.5.1油系統(tǒng)的類(lèi)型和服務(wù)對(duì)象1.油系統(tǒng)的類(lèi)型和組成2.油系統(tǒng)的服務(wù)對(duì)象詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)部分。3.5.2透平油系統(tǒng)用油量計(jì)算1.調(diào)節(jié)系統(tǒng)用油量計(jì)算（1）油壓裝置的用油量所選的油壓裝置型號(hào)為YS-8，根據(jù)其技術(shù)參數(shù)可知用油量VY為:（2）導(dǎo)水機(jī)構(gòu)接力器用油量導(dǎo)水機(jī)構(gòu)雙直缸接力器的總?cè)莘e為Vsg0.32m3，則用油量Vd為：綜上所述，故一臺(tái)機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)用油量Vp為：2.機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)用油量計(jì)算由參考文獻(xiàn)[12]P61計(jì)算。（1）主軸直徑Dz扭力矩按下式計(jì)算：(式3-19)故查參考文獻(xiàn)[3]P356圖8-6可知，Dz=700mm=0.7m。（式3-20）故（3）推力軸承損耗Pt（式3-21）故綜上所述，用油量Vh為：（式3-22）故3.運(yùn)行用油量計(jì)算4.事故備用油量計(jì)算5.補(bǔ)充備用油量計(jì)算（式3-23）故6.系統(tǒng)總用油量計(jì)算（式3-24）故3.5.3絕緣油系統(tǒng)用油量計(jì)算1.運(yùn)行用油量計(jì)算查參考文獻(xiàn)[7]P469可知，SFPL-63000/220型變壓器總重84t，油重查參考文獻(xiàn)[3]P476表9-21可知，溫度為16.7℃時(shí)，絕緣油的比重為0.895t/m3，則運(yùn)行用油量W1為：（式3-25）2.事故備用油量計(jì)算3.補(bǔ)充備用油量計(jì)算（式3-26）故4.系統(tǒng)總用油量計(jì)算（式3-27）故3.5.4油系統(tǒng)設(shè)備的選擇1.貯油設(shè)備的選擇（1）凈油槽的選擇①透平油系統(tǒng)凈油槽查參考文獻(xiàn)[3]P493表9-29，選擇1個(gè)容積為30m3的立式凈油槽。基本參數(shù)列表如表3-8所示。②絕緣油系統(tǒng)凈油槽查參考文獻(xiàn)[3]P493表9-2，選擇1個(gè)容積為50m3的立式凈油槽?；緟?shù)列表如表3-9所示。表3-8凈油槽基本參數(shù)表單位：mm系統(tǒng)名稱(chēng)數(shù)量容積DHD0H0hh1透平油系統(tǒng)11526002900270931502600380ABDg重量（kg）4.515015050015°501062表3-9凈油槽基本參數(shù)表單位：mm系統(tǒng)名稱(chēng)數(shù)量容積DHD0H0hh1透平油系統(tǒng)12531003300320935503000460ABDg重量（kg）4.515015050015°801574（2）運(yùn)行油槽的選擇查參考文獻(xiàn)[3]P493表9-2，透平油系統(tǒng)兩個(gè)運(yùn)行油槽容積為20m3；絕緣油系統(tǒng)兩個(gè)運(yùn)行油槽容積為20m3?；緟?shù)列表如表3-10、3-11所示表3-10運(yùn)行油槽基本參數(shù)表單位：mm系統(tǒng)名稱(chēng)數(shù)量容積DHD0H0hh1透平油系統(tǒng)21023002500240927502200340ABDg重量（kg）4.515015050015°50705表3-11運(yùn)行油槽基本參數(shù)表單位：mm系統(tǒng)名稱(chēng)數(shù)量容積DHD0H0hh1透平油系統(tǒng)21526002900270931502600380ABDg重量（kg）4.515015050015°501062（3）中間油槽透平油油庫(kù)布置在廠內(nèi)水輪機(jī)層，不需設(shè)置中間油槽。（4）事故排油池由于新設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定可不設(shè)置。（5）重力加油箱不設(shè)重力加油箱，改用移動(dòng)小車(chē)添油。2.油凈化設(shè)備的選擇（1）油處理設(shè)備的選擇壓力濾油機(jī)、真空濾油機(jī)QL'：（式3-28）故①透平油系統(tǒng)壓力濾油機(jī)、真空濾油機(jī)QL'：故查參考文獻(xiàn)[3]P469表9-159-16，選擇壓力濾油機(jī)為L(zhǎng)Y-50，配濾紙烘干機(jī)；選擇真空濾油機(jī)為ZLY-50。其參數(shù)如附表所示。②絕緣油系統(tǒng)壓力濾油機(jī)、真空濾油機(jī)QL'：故查參考文獻(xiàn)[3]P469表9-159-16，壓力濾油機(jī)為L(zhǎng)Y-20，配濾紙烘干機(jī)；真空濾油機(jī)為ZLY-20。參數(shù)如附表所示。3.油泵的選擇（式3-29）①透平油系統(tǒng)油泵生產(chǎn)率按計(jì)算：查參考文獻(xiàn)[3]P466表9-8選擇兩臺(tái)KCB-300-2齒輪油泵，參數(shù)如表3-12所示。表3-12KCB-300-2型油泵技術(shù)參數(shù)表輸油量（m3/h）最大工作壓力（kg/cm2）轉(zhuǎn)速（rpm）電動(dòng)機(jī)進(jìn)出口管徑（mm）吸油高度（m）泵重（kg）單價(jià)（元）型號(hào)功率（kW）4.03.3970JQ251-65057051951180②絕緣油系統(tǒng)油泵生產(chǎn)率計(jì)算。查參考文獻(xiàn)[3]P466表9-8選擇兩臺(tái)KCB-300-2齒輪油泵，參數(shù)如表3-13所示。表3-13KCB-300-2型油泵技術(shù)參數(shù)表輸油量（m3/h）最大工作壓力（kg/cm2）轉(zhuǎn)速（rpm）電動(dòng)機(jī)進(jìn)出口管徑（mm）吸油高度（m）泵重（kg）單價(jià)（元）型號(hào)功率（kW）6.03.3970JQ251-650570519511804.油管的選擇（1）干管直徑的選擇①透平油系統(tǒng)干管直徑按下式計(jì)算：（式3-30）壓力油管直徑：排油管直徑：查參考文獻(xiàn)[12]P66，標(biāo)準(zhǔn)管徑分別為40，50mm。②絕緣油系統(tǒng)干管直徑按下式計(jì)算：（式3-31）壓力油管直徑：排油管直徑：查參考文獻(xiàn)[12]P66標(biāo)準(zhǔn)管徑都為40mm。（2）支管直徑的選擇根據(jù)設(shè)備接頭尺寸確定。（3）管材的選擇管材選用無(wú)縫鋼管，與油凈化設(shè)備連接處采用軟管。參數(shù)如表3-14所示表3-14油系統(tǒng)油管尺寸參數(shù)表系統(tǒng)名稱(chēng)壓力油管直徑（mm）排油管直徑（mm）透平油系統(tǒng)4050絕緣油系統(tǒng)40403.5.5設(shè)備明細(xì)表、油系統(tǒng)圖及操作程序表1.設(shè)備明細(xì)表見(jiàn)附表2.油系統(tǒng)圖繪制透平油系統(tǒng)圖如附圖所示，繪制絕緣油系統(tǒng)圖如附圖所示。操作程序表見(jiàn)附表3.6氣系統(tǒng)3.6.1氣系統(tǒng)的供氣對(duì)象及類(lèi)型1.供氣對(duì)象本電站的供氣對(duì)象詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)部分。氣系統(tǒng)的類(lèi)型分為高壓與低壓兩部分。3.6.2高壓氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.供氣方式二級(jí)壓力供氣。2.設(shè)備的選擇（1）空壓機(jī)的選擇空壓機(jī)總生產(chǎn)率計(jì)算：故空壓機(jī)的排氣壓力為Pk8.0MPa。根據(jù)參考資料[3]P509，2臺(tái)空壓機(jī)生產(chǎn)率都為，選擇空壓機(jī)型號(hào)為CZ-60/30，參數(shù)如表3-15所示。表3-15CZ-60/30型空壓機(jī)技術(shù)參數(shù)表排氣量（m3/min）n(rpm)軸功率(kW)潤(rùn)滑方式冷卻方式排氣壓力（MPa）175015飛濺式水冷8.0（2）儲(chǔ)氣罐容積的選擇查參考文獻(xiàn)[3]P509選擇容積為3m3的儲(chǔ)氣罐，參數(shù)如表3-16所示。表3-16高壓氣系統(tǒng)儲(chǔ)氣罐基本參數(shù)表單位：mm容積（m3）DnHLhH1H2H33100042503450300180018001000（3）管道的選擇由參考文獻(xiàn)[12]P109可知，油壓裝置用氣干管采用44.52.5mm。3.6.3低壓氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.機(jī)組制動(dòng)用氣（1）機(jī)組制動(dòng)用氣量計(jì)算（式3-33）故（2）儲(chǔ)氣罐容積的計(jì)算（式3-34）故（3）空壓機(jī)生產(chǎn)率計(jì)算（式3-35）故（4）供氣管道的選擇由參考文獻(xiàn)[12]P92可知，制動(dòng)供氣干管50mm，環(huán)管20mm，支管15mm，三通閥以后的制動(dòng)供氣管采用耐高壓的無(wú)縫鋼管。2.檢修維護(hù)用氣（1）風(fēng)動(dòng)工具的種類(lèi)及臺(tái)數(shù)的確定選用風(fēng)鏟、風(fēng)砂輪、風(fēng)鉆、氣扳機(jī)各兩臺(tái)。查參考文獻(xiàn)[12]P100，型號(hào)參數(shù)如表3-17所示。表3-17風(fēng)動(dòng)工具型號(hào)及技術(shù)參數(shù)表名稱(chēng)型號(hào)數(shù)量耗氣量（m3/min）風(fēng)鏟C-520.6風(fēng)砂輪S-6020.7風(fēng)鉆ZQ-620.35氣扳機(jī)QB620.4（2）空壓機(jī)生產(chǎn)率計(jì)算（式3-36）故（3）儲(chǔ)氣罐容積計(jì)算（式3-37）故（4）管徑的選擇由參考文獻(xiàn)[12]P101，檢修維護(hù)用氣干管20mm。3.水導(dǎo)軸承檢修密封圍帶用氣由參考文獻(xiàn)[12]P101可知，本電站水導(dǎo)軸承檢修密封圍帶用氣從檢修維護(hù)用氣干管引取。4.防凍吹冰用氣本電站多年平均氣溫：5.8℃，多年平均水溫：4℃，進(jìn)水口設(shè)在水面以下較深處，冬季一般不結(jié)冰，故不考慮防凍吹冰措施。5.低壓氣系統(tǒng)設(shè)備的選擇（1）空壓機(jī)的選擇空壓機(jī)容量計(jì)算：查參考文獻(xiàn)[3]P528表10-24選擇兩臺(tái)（一臺(tái)備用）3L-10/8低壓空壓機(jī)。參數(shù)如表3-18所示。表3-183L-10/8型空壓機(jī)技術(shù)參數(shù)表型號(hào)形式排氣量m3/minn(rpm)軸功率(kW)潤(rùn)滑方式潤(rùn)滑油溫度(℃)冷卻方式3L-10/8L型二級(jí)雙缸復(fù)動(dòng)10480≦60濺油式≦70水冷（2）儲(chǔ)氣罐的選擇查參考文獻(xiàn)[3]P523表10-18知，機(jī)組制動(dòng)用氣選擇容積為4m3的儲(chǔ)氣罐。參數(shù)如表3-19所示。表3-19低壓氣系統(tǒng)儲(chǔ)氣罐基本參數(shù)表單位：mm容積（m3）DRHLhH1H2H34140030502050400180018001200檢修維護(hù)用氣、密封圍帶用氣共用一儲(chǔ)氣罐，查參考文獻(xiàn)[3]P523表10-18可知應(yīng)選擇容積為8m3的儲(chǔ)氣罐。將其基本參數(shù)列表如表3-20所示。表3-20低壓氣系統(tǒng)儲(chǔ)氣罐基本參數(shù)表單位：mm容積（m3）DRHLhH1H2H381800365024504501800180012003.6.4設(shè)備明細(xì)表及氣系統(tǒng)圖1.設(shè)備明細(xì)表見(jiàn)附表部分。2.氣系統(tǒng)圖見(jiàn)附圖部分。3.7技術(shù)供水系統(tǒng)3.7.1技術(shù)供水的對(duì)象本電站技術(shù)供水的對(duì)象有詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)部分。本次技術(shù)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)不考慮變壓器的冷卻用水。3.7.2方式確定1.水源的確定主水源采用蝸殼取水，備用水源采用壩前取水。2.供水方式的確定由參考文獻(xiàn)[14]P146，使用自流減壓供水。3.設(shè)備的配置方式采用單元供水，每臺(tái)機(jī)組設(shè)單獨(dú)的工作取水口，共用備用取水口。3.7.3用水量的計(jì)算1.發(fā)電機(jī)空氣冷卻器用水量（式3-38）故發(fā)電機(jī)推力軸承油冷卻器用水量（式3-39）故3.發(fā)電機(jī)導(dǎo)軸承油冷卻器用水量由參考文獻(xiàn)[12]P124可知4.水輪機(jī)導(dǎo)軸承用水量查參考文獻(xiàn)[12]P125圖5.13可知Qd=4.5L/s=16.2m3/h。5.水冷式空壓機(jī)用水量用水量為Qk236m3/h。6.技術(shù)用水總量單臺(tái)機(jī)組技術(shù)用水總量為：本水電站技術(shù)用水總量為：3.7.4技術(shù)供水系統(tǒng)設(shè)備的選擇1.取水口設(shè)置蝸殼取水的取水口設(shè)4個(gè)（Q=510m3/h），布置在蝸殼斷面兩側(cè)45°方向。共用備用取水口。2.濾水器選擇本電站采用旋轉(zhuǎn)式濾水器。查參考文獻(xiàn)[3]P367表8-11選擇一臺(tái)過(guò)流量為800m3/h的旋轉(zhuǎn)式濾水器，參數(shù)如附表所示。3.攔污柵采用順?biāo)綏l型。4.管道選擇（1）管材的選擇供水系統(tǒng)管道為鋼管，水輪機(jī)導(dǎo)軸承潤(rùn)滑水管在濾水器后的管段采用鍍鋅鋼管。（2）管徑的選擇（式3-39）故查參考文獻(xiàn)[3]P408表8-21標(biāo)準(zhǔn)管徑為300mm。3.7.5技術(shù)供水系統(tǒng)圖繪制技術(shù)供水系統(tǒng)圖見(jiàn)附圖。3.8排水系統(tǒng)3.8.1檢修排水1.檢修排水量計(jì)算由參考文獻(xiàn)[12]P179可知：（式3-40）（1）下游尾水位的確定下泄流量根據(jù)設(shè)計(jì)資料得▽W(xué)=106.728（m）（2）壓力鋼管積存水量V則：V（3）蝸殼積存水量故（4）尾水管積存水量故（5）積存水總?cè)莘e綜上所述，積存