河海大学热能与动力工程毕业设计34~59米水头160MW

毕业设计计算书34到59米水头160MW水电站机电设计

专业年级06热能与动力工程1班

学号06022118

姓名黄晓佳

指导教师郑圣义

评阅人

二○一○年六月

中国南京

本设计是根据提供的原始资料对曹村水电站的机电初步设计，设计内容共分为四章：水轮机主机选型，调节保证计算及调速设备选择，辅助设备系统设计，电气一次部分设计。

第一章水轮机选型设计是整个设计的关键，根据原始资料，初步选出转轮型号为HL260/A244一种，共有10个待选方案。根据水轮机在模型综合特性曲线上的工作范围，初步选出3个较优方案，再根据技术经济性及平均效率的比较在较优方案中选出最优方案最终选出的最优方案水轮机型号为HL260/A244，四台机组，转轮直径3.8m ，转速136.4r/min ，平均效率89.55%。计算最优方案进出水流道的主要尺寸及厂房的主要尺寸，绘制厂房剖面图。

第二章调节保证计算及调速设备的选择中由于本电站布置形式为单机单管，所以只对一台机组甩全负荷情况进行计算。调节保证计算及调速设备选择中分别在设计水头和最高水头下选取导叶接力器直线关闭时间，计算相应的ξ和β，使β<55%，并选取接力器、调速器和油压装置的尺寸和型号。

第三章辅助设备设计中分别对水、气、油三大辅助系统设计，按照要求设计各系统的工作方式并按照各计算参数选出油罐、水泵及储气罐和空压机等设备。

第四章电气一次部分设计中，按照设计要求，先对接入系统进行设计计算，本设计中送电线路电压等级110KV ，3回线路，送电导线型号240-LGJ ；接着进行主接线设计，对发电机电压侧、送电电压侧、近区负荷侧及电站自用电侧四部分考虑。发电机电压侧选用单元接线，选取主变型号为SFPSL 1O-160000和SSPSL1-75000，送电电压侧选用五角形，近区负荷送电线路电压等级10.5KV ，选用2回线路，送电导线型号50-LGJ 。自用电负荷侧采用暗备用的接线方式，其变压器的型号为6/10000SP 1-L S 。然后进行短路计算，按设计要求，取发电机出口侧、主变高压侧和近区变压器侧进行短路计算，分别求出

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‘、、、S

i I I ch ∞"的有名值；最后，按照额定电压和电流选取电气设备进行校验，至此，本设计完成。

关键字：水轮机主机选型；水电站机电设计；蜗壳；尾水管；厂房；水轮机调节保证计

算；水电站辅助设备；油、水、气系统；电气一次。

摘要------------------------------------------------------------------------------------------------ 2目录------------------------------------------------------------------------------------------------ 3原始资料------------------------------------------------------------------------------------------ 6第一章水轮机组选型设计 ----------------------------------------------------------------- 7

第一节水轮机型号选定 ---------------------------------------------------------------------------------------- 7一．最终选题：水头为34~59m，装机容量为160MW，混流式水轮机由给定特征水头为34~59m，--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7二．单机容量选择-------------------------------------------------------------------------------------------------- 8

第二节较优方案的选择 ----------------------------------------------------------------------------------------- 8方案一：两台8万千瓦的水轮机 ------------------------------------------------------------------------------- 8一．转轮直径D1的计算： --------------------------------------------------------------------------------------- 8二．转速n的计算-------------------------------------------------------------------------------------------------- 8三．较优方案列表------------------------------------------------------------------------------------------------ 10四．较优方案的其他主要参数 -------------------------------------------------------------------------------- 10

第三节．技术经济指标计算 ------------------------------------------------------------------------------------ 10一．动能经济指标计算------------------------------------------------------------------------------------------ 10二．机电设备投资和耗钢量 ----------------------------------------------------------------------------------- 13

第四节最优方案参数 ------------------------------------------------------------------------------------------- 15

第五节计算最优方案的进出水流道 ------------------------------------------------------------------------- 16

一.蜗壳计算 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 16

二．尾水管计算--------------------------------------------------------------------------------------------------- 18三．蜗壳和尾水管流道单线图： ----------------------------------------------------------------------------- 19

第六节.绘制厂房横剖面图 -------------------------------------------------------------------------------------- 19一．水轮发电机外形尺寸估算 -------------------------------------------------------------------------------- 19二．厂房各高程的确定------------------------------------------------------------------------------------------ 22三．厂房宽度的确定--------------------------------------------------------------------------------------------- 24四．厂房长度 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 25

第二章调节保证计算及调速设备的选择 ---------------------------------------------- 27

第一节调节保证计算的任务和标准 ------------------------------------------------------------------------ 27一．调节保证计算的任务--------------------------------------------------------------------------------------- 27二．调节保证计算的标准--------------------------------------------------------------------------------------- 27