南昌工程学院水电站课程设计Word格式.docx
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二、水电站厂房布置说明书
一、水电站基本资料
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二、水电站厂房主要设备
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三、辅助设备系统
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四、厂区布置
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五、主厂房场内布置
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六、主厂房结构布置
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七、主厂房轮廓尺寸主要参数表
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八、副厂房布置
14
三、设计计算说明书
一、设计水头确定
二、压力管道直径及蝶阀的确定
三、蜗壳尺寸的确定
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四、尾水管尺寸计算
16
五、水电站厂房尺寸设计
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四、参考文献
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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)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;
(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
,属多年调节。
厂房为坝后式,安装3台8000KW机组,总装机容量
,保证出力5500KW,多年平均发电量
,年利用小时3025h,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山坡上。
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。
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
,最小水头
。
按水头范围及装机容量,套用3台现有机组。
水轮机型号为
,单机额定出力为
,该机组适用
,
,额定流量
/s,和电站水头范围比较匹配。
发电机型号为
,单机额定出力
(悬式),采用密封式通风,可控硅励磁。
水轮机导叶
为0.35m。
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100.1m。
2、调速器:
选用
型电气液压式
3、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37.5t,结合厂房布置要求。
选用起重机跨度
,主副钩最大起升高度分别为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2.456m。
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38.02~64.31m,且水质、水温均满足要求,所以采用自流供水方式。
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94.13m3。
、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、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4×
2m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8×
20m2,设两个出口,110kv的开关站高压设备均采用中型设备,110kv母线避雷器选用体积较小的氧化锌避雷器,并安装在构架上。
在户外开关站下游布置厂区排水泵房。
溢洪道布置在作案的一鼻形山脊上,用钢筋混泥土挡土墙与堆石坝相接,出口效能采用挑流消能形式。
过木筏道布置在左岸山坡上。
塔式进水口布置在右岸山体中。
五、主厂房场内布置
(1)、发电机及安装场
发电机与安装场地面线在同一高程,布置3台SF8000-16/3300型发电机组。
在机组上游区,布置YDT-3500型电气液压式调速器。
每台机组均设6块机房盘(机组测温盘,自动盘,励磁调节盘,灭磁开关盘,动力盘,发电机组保护盘),均布置在大坝坝体上游挡水侧的挡墙上。
机组中心线上游侧布置蝴蝶阀吊孔(3.4×
2.2米),在中心线下有设置吊物孔(2.5×
2.5m),用以吊装水轮机层及层下的其他重金属设备。
在发电机层右侧布置楼梯。
在安装场内,设置(2.4×
2.4m)的吊物孔以及与桥吊操作室相连通的楼梯。
在安装场露面上布置转子轴空、,在轴空下设置转子墩,以便支撑转子。
(2)、水轮机层
在水轮机层上游布置蝴蝶阀液压控制装置、蝴蝶阀控制机柜以
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