水电站动力设备与管理大学学位论文.doc

目录 第一章 水轮机选型设计 2 第一节 水轮机型号选择及参数计算 2 第二节 绘制转轮运转综合特性曲线 9 二、等吸出高度线的绘制 15 第三节 技术经济指标算 19 第四节 最优方案选择 22 第五节 金属蜗壳的水力设计 24 第六节 尾水管尺寸的确定 27 第七节 发电机相关计算 28 第八节 水电站厂房布置 30 第二章 调节保证计算及调速设备的选择 31 第一节 设计水头下甩全负荷 31 第二节 最大水头下甩全负荷 35 第三节 调速设备的选择 38 第三章 辅助设备 39 第一节 油系统的计算 39 第二节 气系统的设计 42 第三节 水系统的设计 44 第四章 电气部分 47 第一节 电气主接线设计 47 第二节 短路电流计算 49 第四节 电气设备选择 63 谢辞 69 参考文献 70 前言 水资源是基础性的自然资源，是一种可持续的资源。水力发电是一种可再生的清洁能源。我国幅员辽阔，江河纵横、湖泊众多，蕰藏着巨大的水能资源。而且是世界上水能源最丰富的国家，且水电开发建设的自然条件非常优越。从资源的利用率上来看，非常利于水力发电。 本论文是根据水电站的相关原始资料进行编写的，设计的题目是：水电站的设计，根据设计的要求和基本情况，我们运用了三年在所学到的专业知识，将理论和实践紧密相联接，对我们三年的学习情况的总结和应用，同时，也培养我们独立完成任务，善于发现问题和解决问题的能力，力求做到设计更加完整，数据更精准，文字更简洁，能够通俗易懂，叙述条理清晰，便于理解。 本论文设计的内容有：水轮机组的选型设计，调节保证计算及调节设备的选择、水轮机组的辅助设计、水电站电气部分计算及选型，厂房尺寸设计等。 由于编者所学有所短缺，能力有限，设计过程中可能会有疏漏与不妥之处，希望读者，给予指正。 编者 2014年5月 第一章 水轮机选型设计 第一节 水轮机型号选择及参数计算 一、机组参数的选择 根据资料数据要求，此水电站总装机容量30万kW，根据目前水电站的发展状况，周全考虑并选择机组的台数为2、3、4、5台，其每台的装机容量分别为15万kW、10万kW、7.5万kW、6万kW。 二、水轮机型号选择 根据设计要求的原始材料及水电站的特征水头： Hmax=120m；Hmin=77m；Hav=113m；Hsj=106m He=0.95Hav=0.95×113=107.35 根据水轮机型谱推荐的设计水头与比转速的关系，水轮机的比转速为 由以上可知水轮机的比转速接近180m.kW，额定水头He在90~125m范围 内，因此在水轮机的型谱中选择比转速在180（m.kW）左右的水轮机为宜，即本电站选择HL180-46转轮。 三．不同参数下水轮机转轮直径、机组同步转速确定、工作范围的确定 1.装机台数为2台 已知电站装机容量30万kW，则单机容量为15万kW 。 （1）水轮机的额定出力 取最优单位转速n110=67r/min与出力限制线交点的单位流量为设计工况点单位流量，则Q11k=0.86m3/s，对应的模型的效率M=0.89，暂取效率修正值=2%，设计水轮机工况原型水轮机效率 （2）水轮机转轮直径D1 根据水轮机教程P11-表1-3反击式水轮机转轮标称直径表参数，计算值处于标准值4.1m和5.0m之间，计算直径更接近4.1m，故取转轮直径D1=4.1m。 （3）最高效率及效率修正值 （4）限制工况原型水轮机效率 （5）转速n 同步转速介于166.7r/min和187.5r/min之间，接近166.7r/min，所以取166.7r/min(见水轮机书P170) （6）水轮机设计流量 （7）几何吸出高度Hs （8）额定单位流量 （9）单位转速校验 最大、最小、平均水头所对应的单位转速 2．装机台数为3台 已知电站装机容量30万kW，则单机容量为10万kW。 （1）水轮机的额定出力 取最优单位转速n110=67r/min与出力限制线交点的单位流量为设计工况点单位流量，则Q11k=0.86m3/s，对应的模型的效率M=0.89，暂取效率修正值=2%，设计水轮机工况原型水轮机效率 （2）水轮机转轮直径D1为 根据反击式水轮机转轮标称直径表参（1）P11-表1-3，计算值处于标准值3.30和3.80m之间，计算直径更接近3.30m，故取转轮直径D1=3.30m。 （3）最高效率及效率修正值 （4）限制工况原型水轮机效率