最新50MW水电站励磁设计计算书汇总
50mw电站励磁系统参数的计算
50MW电站励磁系统参数的计算目录1 发电机组参数 (2)2 励磁变压器技术参数计算 (3)2.1 二次侧额定线电压计算 (3)2.2 二次侧额定线电流计算 (3)2.3 额定容量计算 (4)3 晶闸管整流元件技术参数计算 (4)3.1 晶闸管元件额定电压的选择 (4)3.2 晶闸管元件额定电流的选择 (5)4 快速熔断器参数计算 (6)5 励磁电缆计算 (6)6 灭磁及过压保护计算 (7)6.1 灭磁阀片计算 (7)6.2 过电压保护计算 (8)7 直流断路器计算 (9)8 附录121 发电机组参数A. 额定容量（MVA）58.8B. 额定功率因数（滞后）0.85C. 额定电压（kV）10.5D. 额定频率（Hz）50E. 相数 3F. 空载励磁电压（V）62G. 额定负荷及功率因素下励磁电压（V）164H. 空载励磁电流（A）592I. 额定负荷下励磁电流（A）1065J. 励磁绕组绝缘的最高耐压（直流V）1500K. 励磁绕组75︒C 的电阻（Ω） 0.1307 L.直轴瞬态开路时间常数T 'do(s) 6.76M. 直轴瞬态短路时间常数T 'd(s) 1.82 N. 直轴同步电抗（Xd ） 1.059 O. 直轴瞬态电抗（Xd ’） 0.3082 励磁变压器技术参数计算2.1 二次侧额定线电压计算励磁系统保证在机端正序电压下降到额定值的80％时，能够提供励磁系统顶值电压。
励磁系统顶值电压为发电机额定容量时励磁电压的2.0倍。
A.具体计算公式：min2cos 35.18.0α⨯⨯=fNu fT U K U式中：Ku----电压强励倍数（α=10︒时），取2.0倍（在80%U GN 下）。
fN U -----发电机额定容量时励磁电压。
B. 针对本文设计发电机组：︒⨯⨯⨯=10cos 35.18.01640.22fT U =308V综合考虑，取fN U =360V2.2 二次侧额定线电流计算励磁系统保证当发电机在额定容量58.8MVA 、额定电压和功率因素为0.85的励磁电流的1.1倍时，能够长期连续运行。
4×50MW水电站电气部分设计
本科毕业设计（论文）4×50MW水电站电气部分设计XXX指导教师 XXXX专业年级电气工程及其自动化学号XXXXX二〇一二年十二月中国昆明河海大学摘要本设计为4×50MW 的水力发电厂的电气部分（发电机、变压器、电气一次主接线及屋外升压站配电装置等）进行初步设计，初步设计内容包含屋外升压站所电气设计，新建4×50MW的水电厂，分为三个电压等级。
以一回220Kv电压等级的架空线路输入系统，两回110Kv电压等级的架空线路供地方用电，10Kv系统为水电厂自用电。
220Kv采用单母线接线，110Kv侧采用单母线分段接线，安装两台SFPS7-120000∕220三绕组变压器。
通过对原始资料的详细分析，并结合设计任务书的要求，进行了电气主接线方案的技术经济比较；地区负荷的设计计算；短路电流计算；主要导体和电器设备的选择和校验；配电装置、防雷设计、继电保护规划设计，最后编制了设计说明并绘制了主接线。
通过对此次设计的训练，进一步巩固加深了所学的专业基础知识和专业技能，培养了使用规范化手册、规程等基本工作实践能力。
关键词：水电站电气主接线短路电流设备选型防雷继电保护前言1.1设计目的和意义一、毕业设计的目的和意义毕业设计是在完成全部专业课基础上进行的最后一个实现培养目标的一个重要教学环节，是培养学生综合素质和工程实践能力的教育过程，对学生的思想品德、工作态度、工作作风和独立工作能力具有深远的影响。
通过前期对专业课的学习以及实习活动，使其对电能的生产、分配和输送过程有了全面的了解，但对电厂接入系统的方式，短路电流的计算、电气设备以及载流导体的选择以及配置情况只停留在理论水平。
通过毕业设计应达到以下要求：1、所以通过毕业设计的训练，进一步巩固和加深所学的理论知识、基本技能，使之系统化和综合化。
2、培养我们独立工作，独立思考并运用所学的知识解决实际工程技术问题的能力。
3、结合设计课题培养我们独立获取新知识的能力，进一步掌握扩大所学专业知识。
水电站设计计算书 - 副本
水电站厂房第一节几种水头的计算(1)H max=Z蓄—Z单机满出力时下游水位H r= Z蓄—Z全机满出力时下游水位H min=Z底—Z全机满出力时下游水位一、H max的计算。
1 假设H max=84m由公式Nr=K Q H公式中 Nr为单机出力50000KWK 为出力系数8.5H 为净水头=H0—ΔH=0.97H0 (ΔH=0.03H0) Q 为该出力下的流量。
故解出Q=70.028m3/s查下游流量高程表得下游水位为198.8m上游水位为284mΔH=0.03 (284—198.8)=2.6m又因为284—84—2.6= 197.42 重新假设Hmax=83m由公式Nr=K Q H解出Q=70.87m3/s查下游流量高程表得下游水位为199.3m上游水位为284mΔH=0.03 (284—199.3)=2.5m又因为284—83—2.5=198.5故H max=83m二、H min的计算。
1 假设H min=60m由公式Nr=K Q H公式中 Nr为全机出力200000KWK 为出力系数8.5H 为净水头=H0—ΔH=0.97H0 (ΔH=0.03Ho) Q 为该出力下的流量。
故解出Q=392.16m3/s查下游流量高程表得下游水位为203.50m上游水位为264mΔH=0.03 (264—203.50)=1.80m又因为264—60—1.80=202.20< 203.502 重新假设Hmin=59m由公式Nr=K Q H解出Q=398.80m3/s查下游流量高程表得下游水位为203.58m上游水位为264mΔH=0.03 (264—203.58)=1.77m又因为264—59—1.77=203.23 = 203.58故H min=59m三、H r的计算。
1 假设H r=70m由公式Nr=K Q H公式中 Nr为全机出力200000KWK 为出力系数8.5H 为净水头=H0—ΔH=0.97H0 (ΔH=0.03Ho) Q 为该出力下的流量。
水电站课程设计计算说明书
水电站厂房设计说明书（MY水电站）1.绘制蜗壳单线图1。
1蜗壳的型式水轮机的设计头头H p=46。
2m〉40m，水轮机的型式为HL220-LJ-225,可知本水电站采用混流式水轮机，转轮型号为220，立轴,金属蜗壳，标称直径D1=225cm=2。
25m.1.2蜗壳主要参数的选择［1]金属蜗壳为圆断面,由于其过流量较小，蜗壳的外形尺寸对水电站厂房的尺寸和造价影响不大，因此为了获得良好的水力性能一般采用= 340°～350°.本设计采用= 345°，通过计算得出通过蜗壳进口断面的流量Q c,计算如下:①单机容量：，选取发电机效率为=0.96，这样可求得水轮机的额定出力：②设计水头：H p=H r=46。
2m,D1=2。
25m 由此查表得：= 0.91水轮机以额定出力工作时的最大单位流量：③水轮机最大引用流量：④蜗壳进口断面流量:根据《水力机械》第二版中图4—30可查得设计水头为46。
2m〈60m时蜗壳断面平均流速为V c=5。
6 m/s。
由附表5可查得:座环外直径D a=3850mm,内直径D b=3250mm，;座环外半径r a=1925mm，座环内半径r b=1625mm。
座环示意图如图一所示：1。
3蜗壳的水力计算1.3.1对于蜗壳进口断面断面的面积：断面的半径：从轴中心线到蜗壳外缘的半径: 座环尺寸(mm) 比例：1：1001.3。
2对于中间任一断面设为从蜗壳鼻端起算至计算面i处的包角，则该断面处，，其中：，,。
表一金属蜗壳圆形断面计算表1.3.3 蜗壳断面为椭圆形的计算对于中间任一断面（依据《水力机械》以及《水电站机电设计手册》（水力机械)）,当圆形断面半径时,蜗壳的圆形断面就不能与座环蝶形边相切这时就改成椭圆形断面.则由椭圆断面过渡到圆形断面时的临界角计算如下:当时，如上图所示，由《水电站动力设备设计手册》查得：蝶形边高度可近似地定为，为座环蝶形边锥角，一般取55°。
小水电励磁计算
在小水电励磁设备的选型配套或维修升级的工作中，电站用户常常遇到整流变压器参数计算的问题。
很多电工设计手册都提供了整流变压器的设计公式，但这些公式适用的是标准的应用条件，与小水电的实际运行环境有所差别，据此设计的变压器可能不太切合实际。
同时小水电基层的专业技术人员也缺乏，用户通常觉得整流变压器的选型计算很困难。
因此为基层用户提出一个简明计算方法是很有必要的。
1.1 整流方式的选择：目前低压机组基本上都采用自励式静止晶闸管励磁方式。
其整流方式一般有三相全波半控整流和三相半波整流两种。
全波整流的变压器效率比较高（9 5％），波形比较好。
半波整流的硅元件较少，但变压器二次绕组有直流电流通过，效率比较低（74％），波形畸变大，用在小于10kW的整流电路，不过一些早期设计的较大机组也是半波整流。
两类整流方式的变压器计算公式有所不同。
1.2 整流变压器的形式：采用环氧干式变压器。
容量一般在10－100kVA内，标称一次电压（网端）400V，二次电压（阀端）100V以内，电流100－300A内。
由于容量比较小，与整流装置同置一个配电盘体内。
整流变压器冷却方式是自冷，在盘侧不安装封闭板时，散热条件比较好。
1.3 绝缘等级与散热方式：小水电使用的干式环氧变压器的绝缘等级一般是B级，绝缘系统最高耐温为130℃，因此变压器满负荷工作时的外表温度有烫手是正常的。
如果对变压器加以有效的强制风冷，其输出功率可以提高10％～30％。
反之，如果变压器是工作在密封的配电箱里，散热条件不良，它的电流容量就必需降低10％或更多。
1.4 阻抗电压：在发电机的励磁系统中，有可能存在整流管击穿或直流回路短路等因素，故整流变压器的短路阻抗电压要比普通的变压器要高，以限制过大的短路电流。
短路阻抗电压的参数由变压器制造厂设计，我们不作讨论，但用户在向厂家订货时必需要注明是晶闸管整流变压器。
2、接线组别整流变压器的接线组别必须与晶闸管整流控制要求的相位相配合。
水电站毕业设计计算书
目录摘要 (1)Abstract (2)第1章基本资料 (3)1.1地理位置 (3)1.2流域概况 (3)1.3水文 (3)1.3.1气象特性 (3)1.3.2径流 (4)1.3.3洪水 (4)1.3.4河流泥沙 (5)1.4地形地质条件 (5)1.5电站基本参数 (6)1.5.1 电站动能参数 (6)1.5.2 水库特性 (6)1.5.3 泥沙特性 (7)第2章水轮发电机组的选择 (8)2.1机组台数的确定 (8)2. 2水轮装置方式及水轮机型号的确定 (8)2.3水轮机主要参数的确定 (9)2.3.1确定水轮机的转轮直径 (9)2.3.2效率修正值的计算 (9)2.3.3确定水轮机的转速 (10)2.3.4确定水轮机的吸出高 (10)2.3.5水轮机的检验计算 (11)2.4蜗壳和尾水管的选择计算 (12)2.4.1蜗壳的水力计算及外轮廓的确定 (12)2.4.2尾水管主要参数的选择 (14)2.5发电机外形尺寸估算 (16)2.5.1主要尺寸计算 (16)2.5.2外形尺寸估算 (17)2.6调速器和油压装置的型式及尺寸的确定 (18)2.6.1判断调速器的型式 (19)2.6.2接力器的选择 (19)2.6.3主配压阀直径的选择 (20)2.6.4油压装置选择 (20)第3章电站枢纽布置 (22)3.1电站厂房 (22)2.2 开关站 (23)2.3 引水系统 (23)第4章引水系统设计 (24)4.1引水线路初拟 (24)4.2进水口设计 (25)4.2.1进水口型式的选择 (25)4.2.2有压进水口位置、高程的确定 (25)4.2.3进水口尺寸的拟定 (26)4.2.4进口设备 (27)4.3引水隧洞设计 (28)4.3.1有压引水隧洞断面形式及断面尺寸 (28)4.3.2隧洞衬砌的主要类型选择 (29)4.4压力管道的布置 (30)4.4.1压力管道类型的选择 (30)4.4.2压力管道引进及供水方式 (30)4.4.3压力管道直径、管壁厚度及抗外压稳定的计算 (31)4.4.4压力管道抗外压稳定校核 (32)第5章水电站厂房设计 (33)5.1主厂房主要尺寸的确定 (33)5.1.1主厂房的长度计算 (33)5.1.2主厂房的宽度计算 (35)5.1.3主厂房的各层高程计算 (37)5.2 副厂房布置 (41)第6章调压室设计 (43)6.1是否设置调压室判断 (43)6.2调压室位置的选择 (43)6.3调压室的布置方式与型式的选择 (44)6.4调压室的水利计算 (44)6.4.1调压室断面面积的计算 (44)6.4.2调压室最高涌波水位计算 (46)6.4.3计算调压室最低涌波水位计算 (46)第7章调节保证计算 (48)7.1调保计算目的 (48)7.2调节保证计算的内容 (48)7.3调节保证计算的标准 (48)7.3.1转速变化率容许值 (48)7.3.2水击压力容许值 (49)7.4已知计算参数 (49)7.5调节保证计算的过程 (50)7.5.1在设计水头下甩全负荷的调节保证计算 (50)7.5.2在最大水头下甩全负荷的调节保证计算 (55)谢辞 (59)参考资料 (60)外文文献 (62)附录 (71)XX水电站设计（A方案）——调节保证计算摘要本设计第一章为电站基本资料，主要介绍了该电站的地理位置、水文泥沙、工程地质以及电站的基本参数。
3x50MW水电站设计任务书
毕业设计任务书设计题目:3×50MW水电站电气一次设计一、设计目的1、培养学生综合运用所学理论和技能解决实际问题的能力；2、学习专业工程设计的方法，进行设计技能、设计方法的初步训练，进行科学研究方法的初步训练，发挥学生的创造性，培养学生的思维能力和分析能力。
二、技术指标系统及原始数据见附图。
某南方山区建设一座装机容量为3×50MW的水电站，附近30km处某国防厂及邻近小镇用电负荷为25MW，其余功率经200km的220kV线路送入系统。
站内空气清洁，最高日平均气温32℃，最低0℃，海拔1700m，非地震区，6、7、8月有雷雨，由于山势陡峭，建设场地十分狭窄。
厂区最大负荷同时系数0.85，最小负荷系数0.7，60%Ⅰ类负荷，20%Ⅱ类负荷,Tmax=4500h。
三、工作要求1. 电站电气一次部分的接线设计（至高压厂用母线）：（1）主接线部分包括互感器的配置，保护通讯设备配置和防雷设备的配置；（2）厂用电接线设计至380/220V母线；（3）绘制电气主接线图。
2. 电气设备的选择与配电装置的设计：（1）电气设备选择：正常工作电流与短路电流计算；发电机、变压器、开关电器、互感器、限流电器、导体的定型定量计算选择、防雷设备的配置选择；列出电气设备选择总表。
（2）配电装置：全站配电装置形式、户内（或户外）配电装置的布置；绘制总平面布置图与典型间隔断面图（含道路与电缆沟道）；3. 编写说明书与计算书:（1）说明书：选择的依据，计算与选择结果。
（约25页）（2）计算书：主要的计算公式及计算过程。
（约30页）4. 书面翻译外文资料四、主要参考书目:1、《发电厂电气部分》，熊信银，中国电力出版社，2004；2、《发电厂电气部分课程设计参考资料》，黄纯华，水利电力出版社，1972；3、《电力系统及课程设计毕业设计参考资料》，曹绳敏，中国电力出版社，1998；4、《水电站机电设计手册-电气一次》，水利电力出版社，1990；5、《电力工程设计手册》，中国电力出版社，1998；6、《电力工程设备手册》，中国电力出版社，1998；7、《高压配电装置设计技术规程》，中华人民共和国水利电力部，中国电力出版社，8、《变电所设计技术规程》，中华人民共和国水利电力部，中国电力出版社，9、《继电保护及安全自动装置设计技术规程》，中华人民共和国水利电力部，中国电力出版社，2000；10、《小型水力发电站设计规范》（GB50071-2002），中国计划出版社，2003；11、《110~500kV架空送电线路设计技术规程》，中国电力出版社，1999；附录∶系统接线图（方案一）（方案二）（方案三）。
励磁系统设计计算书
600MW汽轮发电机组自并励励磁系统设计计算书二00八年十二月目录一、励磁变压器选择计算 (3)1、二次侧线电流计算 (3)2、二次侧额定线电压计算 (3)3、额定输出容量计算 (4)4、各工况触发角计算 (4)5、短路电流试验的核算 (5)6、空载升压130%试验核算 (5)7、网侧电压分接头确定 (5)二、励磁系统短路电流计算 (6)1、励磁变低压侧短路 (6)2、整流柜出口短路 (6)3、灭磁开关出口短路 (7)4、滑环处短路 (7)三、硅元件及整流桥技术参数计算 (7)1、硅元件额定电压的选择 (7)2、硅元件额定电流的选择 (7)四、硅元件快熔计算 (9)1、快熔额定电压的选择 (9)2、快熔额定电流的选择 (9)3、快熔熔断特性的校核 (9)五、冷却系统技术参数计算 (10)1、硅元件发热量 (10)2、铜母排发热 (10)3、整流柜快速熔断器发热 (11)六、灭磁开关的计算及选择 (11)1、磁场断路器电压的选择 (11)2、磁场断路器电流的选择 (12)3、磁场断路器分断电流及弧电压的选择 (12)4、磁场断路器短时耐受电流的计算及选择 (12)5、正常灭磁原理及动作顺序 (13)6、滑环处短路故障时灭磁原理及动作顺序 (13)七、灭磁电阻的计算及选择 (13)1、线性灭磁电阻阻值的计算 (13)2、线性灭磁电阻选择 (14)3、灭磁能量的计算 (14)八、过电压保护装置的计算及选择 (16)1、过电压保护装置原理接线图 (16)2、氧化锌非线性的性能及过电压保护原理 (16)3、发电机转子绝缘对过压保护装置的要求 (17)4、用户在现场对过压保护装置的检测、试验方法 (18)600MW 汽轮发电机组自并励 励磁系统技术参数设计计算书一、励磁变压器选择计算励磁变压器为励磁系统提供电源，专门应用励磁整流系统的变压器，其输入容量包括输出容量、附加损耗容量和谐波损耗容量，励磁变压器设计时根据输出容量考虑到整流系统的谐波损耗及变压器附加损耗（详见励磁变压器资料）。
水电站课程设计计算书[详细]
![水电站课程设计计算书[详细]](https://img.taocdn.com/s3/m/a670853fcaaedd3382c4d356.png)
水电(5)班水电站课程设计谭锋6312030605152016/1/6本次课程设计的主要任务是水电站的设计前言 (4)1、水轮机发电组选择 (5)1.1选择机组台数、单机容量及水轮机型号 (5)1.1.1水轮机型号选择 (5)1.2 HL230水轮机的主要参数计算 (5)1.2.1转轮直径D1计算 (5)1.2.2转数n计算 (5)1.2.3效率及单位参数修正 (6)1.2.4工作范围的检验略 (6)1.2.5吸出高度Hs计算 (6)1.2.6水轮机安装高程计算 (7)1.3选择蜗壳型式、包角、进口尺寸 (7)1.3.1蜗壳的型式 (7)1.3.2蜗壳的断面形状 (7)1.3.3蜗壳的包角 (7)1.3.4蜗壳进口断面的平均流速 (7)1.3.5蜗壳外形尺寸的计算 (7)1.4尾水管型式及尺寸设计 (8)1.4.1进口直锥段 (9)1.4.2 出口扩散段 (9)1.4.3尾水管的高度 (9)1.4.4尾水管的水平长度 (9)1.5发电机型号的选择及尺寸计算 (10)1.5.1主要尺寸估算 (10)1.5.1.1极距τ (10)1.5.1.2定子内径Di (10)1.5.1.3定子铁芯长度Lt (10)1.5.1.4定子铁芯外径Da (11)1.5.2发电机型号选择 (11)1.5.3发电机外形尺寸估算 (11)1.5.4水轮发电机的总重量估算 (12)1.5.4.1发电机转子重量按发电机总重量的12估算 (12)1.5.4.2发电机飞轮力矩GD2估算 (12)1.6调速器及油压装置的选择 (12)2、引水系统设计 (13)2.1进水口轮廓 (13)2.2进水口高程选择 (13)2.2.1进口底部高程 (13)2.2.2进口顶部高程 (13)2.3坝式进水口尺寸拟定 (13)2.3.1进口段 (13)2.3.2闸门段 (14)2.3.3渐变段 (14)2.4通气孔和进人孔 (15)2.4.1通气孔的布置原则: (15)2.4.2通气孔的面积选择 (15)2.5进人孔 (15)2.6压力管道的布置 (15)3、厂区枢纽及电站厂房的布置设计 (16)3.1主厂房的长度 (16)3.1.1机组段长度的确定 (16)3.1.2装配场长度 (16)3.1.3边机组段加长 (16)3.2主厂房的宽度 (17)3.3主厂房的高度 (17)3.3.1安装高程 (17)3.3.2尾水管底板高程 (17)3.3.3开挖高程 (18)3.3.4水轮机层地板高程 (18)3.3.5发电机层地板高程 (18)3.3.6吊车轨顶高程 (18)3.3.7厂房天花板及屋顶高程 (18)4、主厂房布置的构造要求 (19)4.1厂房内的交通 (19)4.2厂房的采光、通风和防潮 (19)4.3主厂房的分缝 (19)5、副厂房的布置设计 (19)6、吊桥选择 (19)7、结论 (19)【参考文献】 (20)前言设计题目来源于老师,本次课程设计的主要任务是水电站的设计.此次设计的目的是为了培养我们正确的设计思想,严谨的设计态度,掌握设计的基本方法.通过解决相关的设计问题,使所学的专业得以运用,进一步掌握电站的设计方法和设计原理.锻炼自己对设计说明书格式的写作.通过对众多参考资料进行比较和校正,然后选择HL230水轮机、SF3.75-7/221发电机等进行电站的设计.1、 水轮机发电组选择1.1选择机组台数、单机容量及水轮机型号 1.1.1水轮机型号选择水轮机型号选择根据该水电站的水头变化范围25.60～62.70米,在水轮机系列型谱表3-3、表3-4中查出合适的机型有HL230. 1.2 HL230水轮机的主要参数计算 1.2.1转轮直径D 1计算查表3-6可得HL230型水轮机在限制工况下的单位流量 Q1米＇=1110L/s=1.11米3/s,效率η米=85.2%,由此可初步假定原型水轮机在该工况下的单位流量Q 1＇=Q 1米＇=1.11米3/s,效率η=86.0%.上述的Q 1＇、η、和N r =15∗1034=3.75*103kw 、H r =45米代入式(3-37)可得D 1=√N r9.81∗H r √H r ηQ 1＇=√9.81∗1.11∗45∗√45∗86.0%=1.15米,选用与之而偏大的标称直径D 1=1.2米. 1.2.2转数n 计算查表3-4可得HL230型水轮机在最优工况下单位转速n 10米＇=71r/米in,初步假定n 10＇=n10米＇,将已知的n 10＇和H av =H r 0.95=450.95=47.4米,D 1=1.2米代入式(3-39)可得n =n 1＇√H av D 1=71∗√47.41.2=407.3r/米in,选用与之接近而偏大的同步转速n=428.6r/米in.1.2.3效率及单位参数修正查表3-6可得HL230型水轮机在最优工况下的模型最高效率为η米米ax =90.7%,模型转轮直径D 1米=0.404米根据式(3-15),可求出原型效率η米ax =1-(1-η米米ax )*(D 1米D 1)15=92.5%,则效率修正值为Δη=92.5%-90.7%=1.8%,考虑到模型与原型水轮机在制造工艺上的质量差异,常在已求得的Δη值中在减去一个修正值ξ.现取ξ=1.0%,则可得效率修正值为Δη=0.8%,由此可得原型水轮机在最优和限制工况下的效率为η米ax =η米米ax +Δη=90.7%+0.8%=91.5%η==η米+Δη=85.2%+0.8%=86.0%(与上述假定值相同) 单位转速的修正值按下式计算Δn 1＇=n 10米＇*(√η米ax η米米ax-1)则Δn 1＇n10米＇=(√η米axη米米ax-1)=√91.5%90.7%-1=0.44%由于Δn 1＇n10米＇⁄<3.0%,按规定单位转速可不加修正,同时,单位流量Q 1＇也可不加修正.由上可见,原假定的η=86.0%,Q 1＇=Q1米＇,n 10＇=n10米＇是正确的,那么上述计算及选用的D 1=1.2米,n=428.6r/米in 也是正确的.1.2.4工作范围的检验略 1.2.5吸出高度H s 计算查表3-4可得σ米=0.170,由此可求出水轮机的吸出高度为 H s ≤10-∇900-σ米∗H =10-119−74900-0.170*45=2.3米1.2.6水轮机安装高程计算Z s =∇ω+H s +b 0/2=53+2.3+0.378/2=55.489米 1.3选择蜗壳型式、包角、进口尺寸 1.3.1蜗壳的型式该电站的设计水头H r =45米>40米,则应采用金属蜗壳.由上述知该水轮机转轮直径D 1=1.2米<3米且属于高水头混流式水轮机,则应采用铸造或铸焊就够. 1.3.2蜗壳的断面形状金属蜗壳的断面均做成圆形,金属蜗壳与座环的联接方式采用与由蝶形边座环的联接方式,а=55°. 1.3.3蜗壳的包角对于金属蜗壳,采用φ0=345°. 1.3.4蜗壳进口断面的平均流速由该水轮机的设计水头H r =45米从图2-8中的经验曲线查取可得V c =6.2米/s.1.3.5蜗壳外形尺寸的计算已知水轮机的设计水头H r=45米及其相应的最大引用流量Q米ax =39.75/4=9.94米3/s、导叶高度b0=0.315D1=0.315*1.2=0.378米、座环固定导叶外径D a=1.60D1=1.60*1.2=1.92米和内径D b=1.35D1=1.35*1.2=1.62米.蜗壳进口断面的形状为圆形、包角φ0=345°和平均流速V c=6.2米/s.通过任一断面i的流量公式为Q i=Q米ax ∗φi 360º断面半径ρi=√Q iπV c断面中心距a i=r a+ρi断面外半径R i=r a+2ρi1.4尾水管型式及尺寸设计1.4.1进口直锥段单边扩散角θ=7º～9º1.4.2 出口扩散段顶板上翘角α=10º～13º支墩厚度b5=(0.1～0.15)B5=0.33米～0.49米1.4.3尾水管的高度该水电站属于低水头电站,水轮机为混流式水轮机,则取H=2.6D1=3.12米.1.4.4尾水管的水平长度尾水管的水平长度是指机组中心线至尾水管出口断面的距离,通常取L=(3.5～4.5)D1=4.2米～5.4米1.4.5尾水管的主要尺寸设计推荐的尾水管尺寸表(单位:米)1.5发电机型号的选择及尺寸计算 1.5.1主要尺寸估算 1.5.1.1极距ττ=k f √Sf 2p4=10∗√37502∗74=40.5厘米 ,(V f =K t V =1.8∗40.5=7.3米/s)1.5.1.2定子内径D i D i =2ρτπ=2∗7∗40.5π=180.5厘米1.5.1.3定子铁芯长度L t由上述知N r =3750kW ,则查表可得系数C=3*10−6故L t=S fCD i2n e =37503∗10−6∗180.52∗428.6=89.5厘米, ( L tτ=89.540.5=2.2)1.5.1.4定子铁芯外径D a由于n e=428.6r/米in>166.7r/min,故D a=D i+τ= 180.5+40.5=221厘米1.5.2发电机型号选择由上述知该水电站可选SF－3.75－7/221型发电机组4台. 1.5.3发电机外形尺寸估算1.5.4水轮发电机的总重量估算G f=K1(S fn e )23⁄=8∗(3750428.6)23⁄=34.0t1.5.4.1发电机转子重量按发电机总重量的12估算1.5.4.2发电机飞轮力矩GD2估算GD2=K2D i3.5L t=4∗1.8053.5∗0.895=28.3t/米21.6调速器及油压装置的选择A=(200~250)∗Q∗√H米axD1=(200~250)∗9.94∗√62.7∗1.2=17244~21555N∙米为了保证工作可靠,由上述值知调速器可选用YDT−1800型调速器,采用2.5米Pa额定油压的油压装置及标准导水机构.2、引水系统设计2.1进水口轮廓由于本电站为坝后式水电站,故进水口的型式为坝式进水口.钢管经济直径D=√5.2Q米ax3H7=√5.29.943457=1.966米、经济流速V=5~7米/s蜗壳进口断面直径2ρ米ax=2∗0.7=1.4米,取引水道直径D=1.5米则引水道面积A‘=π4D2=1.767米22.2进水口高程选择2.2.1进口底部高程有压式进水口应低于运行中可能出现的最低水位并有一定的淹没深度,通常应在水库设计淤沙高程以上0.5~1.0米.故本电站进口底部高程可取80.6米.2.2.2进口顶部高程避免进水口前出现吸气漏斗和漩涡的临界淹没深度S cr=CV√d=0.55*9.94π∗1.524∗√2=4.375米则进口顶部高程为 90-4.375=85.625米2.3坝式进水口尺寸拟定2.3.1进口段进口段的作用是连接拦污栅与闸门段.其横断面为矩形,单孔.为使水流平顺的进入引水道,减少水头损失,进口流速控制为 1.5米/s.根据国内外实践经验,进口顶板的椭圆曲线方程为x2 a +y2b=1(其中a=1.1D=1.65米,D为引水道直径;b=1/3D=0.5米;a/b=3.3.)进口断面面积 A=A‘c∗cosθ= 1.7670.6∗cos2.99米22.3.2闸门段闸门段式进口段和渐变段的连接段,是安装闸门(工作闸门和检修闸门)和启闭设备的部分.闸门段通常设计成横断面为矩形的水平段,其高度等于引水道直径D=1.5米,宽度取1.3米,整个闸门段过水断面与后接的引水道面积的比值为1.1 : 1倍左右.闸门段的长度主要取决于整套闸门设备布置的需要,检修闸门和工作闸门之净距不小于闸门净高、宽的0.4倍,且不小于闸门的安装、维护工作所需的净空间.2.3.3渐变段渐变段是矩形闸门段到圆形压力引水道的过渡段,为保证过渡段的水流平顺,减少水头损失,避免产生真空或汽蚀现象,由矩形变到圆形的过渡段通常采用在四角过渡,圆弧的中心位置和圆角半径r均按直线规律变化.渐变段长度,根据经验一般为压力引水道直径1.0~1.5倍,取L=1.25D=1.875米,收缩角取7°.坝式进水口渐变段轴线通常为直线.2.4通气孔和进人孔2.4.1通气孔的布置原则:（1）通气孔的顶部高程(外口)应在水库最高水位以上,以防水流溢出,并加拦栅保护,防止堵塞及危害运行人员.（2）通气孔内应尽量靠近闸门下游面,并设在门后管道顶部.（3）通气孔运用方便,形体平顺,以减少气流阻力.（4）有条件时尽可能将通气孔与闸门井或检查竖井结合共用,节省投资.2.4.2通气孔的面积选择A=Q aV米ax =9.9450=0.198米2.5进人孔为方便压力引水道内部的检修,须设置进人孔,采用1米见方的方形.2.6压力管道的布置该电站为坝后式水电站,采用坝式进水口,故压力管道为坝内压力钢管,采用单管单机供水,倾斜布置.3、厂区枢纽及电站厂房的布置设计本电站厂房布置在坝之后,且与公路布置在同一岸.厂坝采用分离式布置,即在厂坝之间设一道沉陷温度伸缩缝,彼此隔开,厂坝之间的力不互相传递.厂房的取水口布置在上游面,引水道设置在坝体内.3.1主厂房的长度3.1.1机组段长度的确定故机组段长度L1+x−x=3.859+3.782=7.641米3.1.2装配场长度L2=1.5*7.641=11.462米3.1.3边机组段加长∆L=1.0D1=1.2米则主厂房的长度L=4L1+装配场长度L2+边机组段加长∆L=43.226米3.2主厂房的宽度以厂房中心线为界,厂房宽度B可分为上游侧宽度B1和下游侧宽度B2两部分.厂房宽度B=B u+B dB u=ϕ32+δ3+A(其中ϕ3=4.763米,δ3=0.4米)选择上游侧吊运,则上游侧较宽.此外,发电机层交通应畅通无阻.一般主要通道宽度2~3米,次要宽度1~2米.在机旁盘前还应留有1米宽的工作场地,盘后应有上下游侧分别布置水轮机辅助设备和发电机辅助设备.故此时A=2.5+1.2+1+1=5.7米.则上游侧宽度B u=ϕ32+δ3+A=4.7632+0.4+5.7=8.482米.下游侧宽度B d=ϕ32+δ3+A=4.7632+0.4+1.2=3.982米(此时A只取次要宽度1.2米).蜗壳在-Y方向的尺寸和蜗壳外的混凝土厚度B i=R0+1.0=2.359+1.0=3.359米<B d=3.982米.则主厂房宽度B=B u+B d=8.482+3.982=12.464米.选用75～250t桥式起重机,吊车标准宽度L k=13.5米.故主厂房宽度确定为13.5米.3.3主厂房的高度首先定出各层的高程,才能确定主厂房的高度.厂房各层的高程,主要有安装高程、尾水管底板高程、开挖高程、水轮机层地板高程、发电机层地板高程、吊车轨顶高程、厂房天花板及屋顶高程等.3.3.1安装高程∇安= ∇W+ H s+ b0/2=53.00+2.3+0.378/2=55.489米(式中∇W 为电站运行时出现的最低下游水位)3.3.2尾水管底板高程∇尾= ∇安-b0/2-H尾=55.489-0.378/2-3.12=52.18米(式中H尾为尾水管的高度) 3.3.3开挖高程∇挖=∇尾-混凝土底板厚度(约1~2米)=52.18-1.5=50.68米3.3.4水轮机层地板高程∇水=∇安+ b0/2+蜗壳顶部混凝土厚度(约1米)=55.489+0.378/2+1.0=56.678米3.3.5发电机层地板高程∇发= ∇水+进人孔高度(约2米)+混凝土结构厚度(约1米)+定子外壳高度=56.678+2+1+1.705=61.383米3.3.6吊车轨顶高程∇吊=∇发+最大部件高度+高度方向的安全距离或∇吊=∇发+h6+h7+h8+h9+h10(h6为吊运设备时需跨越的固定设备或建筑物的高度;h7为吊运部件与固定物之间的垂直安全距离,不应小于0.3米;h8为起吊设备的高度;h9为吊具高度;h10吊车主钩至轨顶的最小距离.)则∇吊=∇发+h6+h7+h8+h9+h10=61.383+4+0.4+5.542+0.2+1.3=72.825米3.3.7厂房天花板及屋顶高程∇天=∇吊+吊车尺寸+0.2=72.825+3.7+0.2=76.725米∇顶=∇天+屋顶大梁高度+屋面板厚度=76.725+1.2+0.8=78.725米主厂房的高度= ∇顶-∇挖=78.725-50.68=28.045米4、主厂房布置的构造要求4.1厂房内的交通为了便于安装检修及运行管理、处理事故等交通需要,主副厂房应在各层之间设置有楼梯,在平面应有交通道.主要楼梯经常有人上下,使用频繁,宽度取1.8米,坡度为25°,型式为双跑楼梯.楼梯的踏步30厘米,高20厘米.封顶高度为2.4米.栏杆高度为1.0米.蜗壳进人孔和尾水管进人孔处,设爬梯,爬梯长2.5米.4.2厂房的采光、通风和防潮本电站采用坝后式厂房,采光采取自然采光采光窗户高度 1.5米.但下游设计洪水位为64.39米大于发电机层61.383米,则应辅以人工照明.采用自然通风.在冬季,采取将发电机风罩打开一个窗口,将发电机产生的热量送入主厂房中取暖.水轮机层和母线道等处,靠机电设备发出的热量维持必须的温度.防潮可采取防止渗漏、加强通风、加强排水等措施.在各运行层设置防水龙头防止火灾.4.3主厂房的分缝本电站两机组设置一条伸缩缝.其宽度为5厘米.5、副厂房的布置设计为了保证机组正常运行,在主厂房近旁布置的各种辅助机电设备、控制、试验、管理和运行人员工作和生活的房间,称为副厂房.对于本电站,副厂房设置上游侧.宽度为7.6168米,长为32.542米.6、吊桥选择本电站吊桥宽度由3.2主厂房的宽度计算可知吊车标准宽度L k=13.5米7、结论在设计过程中,我手机了很多的工程设计资料,仔细了解设计原资料,从工程概况、方案讨论及订正到图纸结构设计,以科学的理论知识为基础,以工程实例为依据,根据国家标准规范,结合科学手段精心设计完成.实际和设计经验,错误在所难免,敬请诸位老师批评指正为谢. 【参考文献】[1]水电站第4版,中国水利水电出版社,010.[2] 水电站厂房设计规范SL266-2001.[3] 水电站机电设计手册－水力机械.[4] 水电站建筑物设计参考资料.。
×50MW水电站电气部分设计
×50M W水电站电气部分设计(总76页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--本科毕业设计（论文）4×50MW水电站电气部分设计XXX指导教师 XXXX专业年级电气工程及其自动化学号XXXXX二〇一二年十二月中国昆明摘要本设计为4×50MW 的水力发电厂的电气部分（发电机、变压器、电气一次主接线及屋外升压站配电装置等）进行初步设计，初步设计内容包含屋外升压站所电气设计，新建4×50MW的水电厂，分为三个电压等级。
以一回220Kv电压等级的架空线路输入系统，两回110Kv电压等级的架空线路供地方用电，10Kv系统为水电厂自用电。
220Kv采用单母线接线，110Kv侧采用单母线分段接线，安装两台SFPS7-120000∕220三绕组变压器。
通过对原始资料的详细分析，并结合设计任务书的要求，进行了电气主接线方案的技术经济比较；地区负荷的设计计算；短路电流计算；主要导体和电器设备的选择和校验；配电装置、防雷设计、继电保护规划设计，最后编制了设计说明并绘制了主接线。
通过对此次设计的训练，进一步巩固加深了所学的专业基础知识和专业技能，培养了使用规范化手册、规程等基本工作实践能力。
关键词：水电站电气主接线短路电流设备选型防雷继电保护前言1.1设计目的和意义一、毕业设计的目的和意义毕业设计是在完成全部专业课基础上进行的最后一个实现培养目标的一个重要教学环节，是培养学生综合素质和工程实践能力的教育过程，对学生的思想品德、工作态度、工作作风和独立工作能力具有深远的影响。
通过前期对专业课的学习以及实习活动，使其对电能的生产、分配和输送过程有了全面的了解，但对电厂接入系统的方式，短路电流的计算、电气设备以及载流导体的选择以及配置情况只停留在理论水平。
通过毕业设计应达到以下要求：1、所以通过毕业设计的训练，进一步巩固和加深所学的理论知识、基本技能，使之系统化和综合化。
50MW水电站励磁设计计算书
大学毕业论文设计50MW电站励磁系统参数计算《电气工程及自动化》2002级目录1 发电机组参数 (3)2 励磁变压器技术参数计算 (3)2.1 二次侧额定线电压计算 (3)2.2 二次侧额定线电流计算 (4)2.3 额定容量计算 (4)3 晶闸管整流元件技术参数计算 (5)3.1 晶闸管元件额定电压的选择 (5)3.2 晶闸管元件额定电流的选择 (5)4 快速熔断器参数计算 (6)5 励磁电缆计算 (7)6 灭磁及过压保护计算 (7)6.1 灭磁阀片计算 (7)6.2 过电压保护计算 (9)7 直流断路器计算 (9)8 附录121 发电机组参数A. 额定容量〔MVA 〕58.8B. 额定功率因数〔滞后〕 0.85C. 额定电压〔kV 〕10.5D. 额定频率〔Hz 〕 50E. 相数3F. 空载励磁电压〔V 〕62G. 额定负荷及功率因素下励磁电压〔V 〕 164 H. 空载励磁电流〔A 〕 592 I. 额定负荷下励磁电流〔A 〕 1065 J. 励磁绕组绝缘的最高耐压〔直流V 〕 1500 K. 励磁绕组75︒C 的电阻〔Ω〕 0.1307 L.直轴瞬态开路时间常数T 'do(s) 6.76M. 直轴瞬态短路时间常数T 'd(s) 1.82 N. 直轴同步电抗〔Xd 〕 1.059 O. 直轴瞬态电抗〔Xd ’〕 0.3082 励磁变压器技术参数计算2.1 二次侧额定线电压计算励磁系统保证在机端正序电压下降到额定值的80％时，能够提供励磁系统顶值电压。
励磁系统顶值电压为发电机额定容量时励磁电压的2.0倍。
A.具体计算公式：min2cos 35.18.0α⨯⨯=fNu fT U K U式中：Ku----电压强励倍数〔α=10︒时〕，取2.0倍〔在80%U GN 下〕。
fN U -----发电机额定容量时励磁电压。
B.针对本文设计发电机组：︒⨯⨯⨯=10cos 35.18.01640.22fT U =308V综合考虑，取fN U =360V2.2 二次侧额定线电流计算励磁系统保证当发电机在额定容量58.8MVA 、额定电压和功率因素为0.85的励磁电流的1.1倍时，能够长期连续运行。
水轮发电机计算单
水轮发电机计算单电机设计 2009-09-29 12:29 阅读69 评论0字号：大中小SFW2500-8/1730 电磁计算结果================================================================================序号名称变量结果单位备注================================================================================一、基本数据1.1 额定数据1.01 额定功率PN 2500.000 (kW)1.02 额定功率因数COSθN .8001.03 额定容量SN 3125.000 (kVA)1.04 额定电压UN 10500.000 (V)1.05 相电压Uθ 6062.178 (V)1.06 额定电流IN 171.830 (A)1.07 相电流Iθ 171.830 (A)1.08 额定转速nN 750.000 (r/min)1.09 飞逸转速nr .000 (r/min)1.10 额定频率fN 50.000 (Hz)1.11 极数2p 8.0001.12 相数 M 3.0001.12 飞轮力矩 GD2 99.379 (kN.m )1.2 定子铁心和转子磁极铁心尺寸1.13 定子铁心外径D1 173.000 (cm)1.14 定子铁心内径Di 132.000 (cm)1.15 定子槽宽度bs 1.680 (cm)1.16 定子槽高度hs 7.500 (cm)1.17 定子槽楔高度hk .500 (cm)1.18 定子线圈绝缘单边厚度δi .330 (cm)1.19 定子铁心径向通风槽宽度及通风槽数 bvnv 15.000 (cm)1.20 无通风槽的定子铁心长度 l 63.000 (cm)1.21 各段铁心长度不相等时相邻通风槽的平均距离tv 4.875 (cm)1.3 定子绕组数据1.22 定子槽数 Z 108.0001.23 每极每相槽数 q 4.500= 4.+ 1./2.1.24 每相并联支路数 a 1.0001.25 每槽有效导体数Ns 8.0001.26 每支路电流Ia 171.830 (A)1.27 定子槽电流Is 1374.644 (A)1.28 电负荷 A 358.006 (A/cm)1.29 绕组节距 Y 11.0001.30 短矩系数β .8151.31 每相串联匝数Wθ 144.0001.32 定子线圈的股线尺寸 4.(2.500x3.700)/( 2.900x4.100) 1.33 每支路有效导体截面积Ac 35.520 (mm ) 1.34 定子绕组的电流密度 J 4.838 (A/mm ) 1.35 热负荷AJ 1731.879 (A /cm.mm )1.36 定子铁心总长度lt 78.000 (cm)1.37 定子绕组端部每半匝平均长度lE 87.504 (cm)1.38 定子绕组每匝平均长度lc 331.008 (cm)1.39 定子绕组每相电阻R(15) .235 (Ω)R(75) .292 (Ω)1.4 励磁绕组及阻尼绕组数据1.40 阻尼条节距t2 3.070 (cm)1.41 阻尼绕组槽开口宽度 bsh 3.000 (mm)1.42 阻尼绕组槽开口高度 hsh 3.000 (mm)1.43 励磁绕组铜线规格af2.000 (mm)bf 28.000 (mm)Af 56.000 (mm )1.44 励磁绕组每极匝数Wf 82.5001.45 励磁绕组每匝平均长度(单排线圈) lcf 230.363 (cm)1.46 励磁绕组电阻 Rf(15) .476 (Ω)Rf(75) .591 (Ω)Rf(120) .676 (Ω)Rf(130) .695 (Ω)1.47 每极阻尼条数nB 7.0001.48 阻尼条直径dB 14.000 (mm)1.49 圆阻尼条截面积AB 1.539 (cm )1.50 阻尼条长度lB 93.600 (cm)1.51 阻尼环厚度和宽度aR 50.000 (mm)bR 10.000 (mm)1.52 阻尼环截面积AR 500.000 (mm )1.53 阻尼环平均直径DR 125.500 (mm)1.54 直轴阻尼绕组电阻(标么值) RDd* .0211.55 交轴阻尼绕组电阻(标么值) RDq* .017二、空载磁势计算2.1 磁路计算2.01 定子齿顶处齿距t13.840 (cm)2.02 极距η51.836 (cm)2.03 气隙δ .750 (cm)2.04 比值δ/η .0142.05 比值δmax/δ 1.5002.06 极靴宽度bp 36.000 (cm)2.07 极弧系数αp .6942.08 定子1/3齿高处齿距 t1/33.985 (cm) 2.09 定子1/2齿高处齿距 t1/24.058 (cm) 2.10 定子齿顶处齿宽bt 2.160 (cm) 2.11 定子1/3齿高处齿宽bt1/3 2.305 (cm) 2.12 定子1/2齿高处齿宽bt1/2 2.378 (cm)2.13 定子轭高hj 13.000 (cm) 2.14 定子轭磁路长Lj 62.832 (cm)2.15 定子铁心叠压系数 KFe .9402.16 定子铁心有效长度 Lef 59.220 (cm)2.17 比值lt/η 1.5052.18 定子铁心边缘段阶梯形高度a1 .000 (cm) 2.19 定子铁心边缘段阶梯形宽度c1 .000 (cm) 2.20 定子铁心计算长度 L`t 78.000 (cm) 2.21 主极极靴长度lp 78.000 (cm) 2.22 主极极身长度lm 78.000 (cm) 2.23 主极极靴计算长度 l`p 79.500 (cm) 2.24 轴向气隙计算长度l0 78.750 (cm)2.25 计算气隙δ` .875 (cm)2.26 极靴高度hp 5.500 (cm) 2.27 极身宽度bm 23.500 (cm) 2.28 极身高度hm 21.000 (cm)2.29 磁极压板厚度δp 4.500 (cm) 2.30 磁极铁心计算长度 lm` 82.500 (cm)2.31 磁极结构尺寸ap 6.250 (cm)dt 3.795 (cm)cp 12.855 (cm)ηm15.181 (cm)2.32 定子齿重 GFet 861.177 (kg)2.33 定子轭重 GFej 2921.653 (kg) 2.34 磁极压板截面积Ap 74.025 (cm ) 2.35 磁极铁心截面积Am 1926.060 (cm )2.2 空载特性计算2.36 绕组基波短距系数 Kp1 .9582.37 绕组基波分布系数 Kd1 .9552.38 基波绕组系数 Kdp1 .9152.39 基波磁通Φ1 .207 (Wb)2.40 磁场波形系数kθ .9772.41 极弧磁通系数kλ .9222.42 空载额定电压时的每极磁通Φ .202 (Wb)2.43 空载额定电压时极靴部分的磁通Φλ .187 (Wb)2.44 极靴上气隙的平均磁通密度Bδ .658 (T) 2.45 定子1/3齿高处的磁通密度Bt1/3 1.458 (T) 2.46 定子1/2齿高处的磁通密度Bt1/2 1.413 (T)2.47 定子轭的磁通密度Bj 1.314 (T)2.48 定子齿的气隙系数Kδ1 1.1542.49 定子铁心径向通风槽的气隙系数Kδ2 1.0792.50 转子阻尼绕组槽的气隙系数Kδ3 1.0262.51 总气隙系数Kδ 1.2782.52 定子齿磁位降Ft 431.203 (A)2.53 定子轭的磁位降Fj 323.031 (A)2.54 磁极漏磁系数ζm 1.1342.55 极身根部磁通Φm .229 (Wb)2.56 极身根部的磁通密度Bm 1.191 (T)2.57 极靴的漏磁系数ζp 1.0452.58 极身上部的磁通Φp .211 (Wb)2.59 极身上部的磁通密度Bp 1.098 (T)2.60 磁极的平均磁通密度Bm1/2 1.168 (T)2.61 磁极的磁位降Fm 758.701 (A) 2.62 转子轭与磁极接缝处之磁位降 Fj2 595.488 (A)2.63 气隙磁位降Fδ11775.010 (A) 2.64 额定电压下的空载磁位降 Ff0 13883.430 (A)三、电抗和时间常数的计算3.01 定子绕组矩形波磁动势Fa 12003.710 (At)3.02 定子绕组直轴电枢反应系数 Kad 1.0553.03 定子绕组电枢反应直轴磁动势 Fad 12659.730 (At)3.04 直轴电枢反应电抗 Xad 1.0753.05 定子交轴与直轴电枢反应基波磁通之比Kq .4583.06 交轴电枢反应电抗 Xaq .5613.07 定子绕组漏抗Xζ .0633.08 直轴同步电抗Xd 1.1383.09 交轴同步电抗Xq .6243.10 极靴之间漏磁导λpl .4413.11 极身之间漏磁导λml .7613.12 磁极端面之间漏磁导λmb .1053.13 磁极总漏磁导λm+p 1.3073.14 瞬变过程磁极总漏磁导Λ .9783.15 励磁绕组总电抗Xζ2 1.2083.16 励磁绕组漏抗Xζf .1333.17 直轴瞬变电抗 Xd` .1813.18 交轴瞬变电抗 Xq` .6243.19 阻尼绕组直轴漏抗(开口槽) Xζd .0863.20 阻尼绕组交轴漏抗Xζq .0653.21 直轴超瞬变电抗 Xd" .1133.22 交轴超瞬变电抗 Xq" .1213.23 负序电抗(当短路时) X2 .1173.23 负序电抗(外接大电抗时) X2 .1173.24 零序电抗X0 .0363.25 定子绕组电阻(标么值) R* .0083.26 励磁绕组电阻(标么值) Rf* .0013.27 定子绕组开路时励磁绕组的时间常数 T`do 3.593 (s)3.28 定子绕组和励磁绕组开路时直轴阻尼绕组的时间常数T`Ddo .180 (s)3.29 定子绕组开路时交轴阻尼绕组的时间常数T`Dqo .114 (s)3.30 定子绕组短路时励磁绕组的时间常数(无阻尼绕组时) T`d .572 (s)3.31 定子绕组开路、励磁绕组短路时直轴阻尼绕组的时间常数 T"do .032 (s)3.32 定子绕组及励磁绕组短路时直轴阻尼绕组的时间常数 T"d .020 (s)3.33 定子绕组短路时交轴阻尼绕组的时间常数 T"q .022 (s)3.34 励磁绕组短路时定子绕组的时间常数Ta .045 (s)3.35 机端三相短路时瞬变电流衰减时间常数 Td3 .572 (s)3.36 机端三相短路时超瞬变电流衰减时间常数 T"d3 .020 (s)3.37 机端三相短路时定子电流非周期分量衰减时间常数 Ta3 .045 (s)3.38 机端两相短路时瞬变电流衰减时间常数 T`d2 .854 (s)3.39 机端两相短路时超瞬变电流衰减时间常数 T"d2 .024 (s)3.40 机端两相短路时非周期分量衰减时间常数 Ta2 .045 (s)3.41 机端单相短路时瞬变电流衰减时间常数 T`d1 .929 (s)3.42 机端单相短路时超瞬变电流衰减时间常数 T"d1 .025 (s)四、负载磁势计算4.1 短路和额定千伏安COSθ=0时的磁势计算4.01 短路电流为额定电流时的磁位Fk 13403.580 (A)4.02 短路比Kc 1.0364.03 定子绕组总漏抗Xζt .1194.04 COSθ=0时对应额定电压Uθ的每极磁通Φ` .215 (Wb)4.05 气隙平均磁通密度Bδ` .700 (T)4.06 空气隙的磁位降Fδ`12518.860 (A)4.07 定子轭的磁通密度 Bj` 1.397 (T)4.08 定子轭的磁位降 Fj` 470.297 (A)4.09 定子齿的磁通密度 Bt1/3` 1.550 (T)4.10 定子齿的磁位降 Ft1/3` 750.166 (A)4.11 磁极漏磁系数ζm` 1.2654.12 极靴的漏磁系数ζp` 1.0894.13 极身根部的磁通密度 Bm` 1.471 (T)4.14 极身上部的磁通密度 Bp` 1.275 (T) 4.15 磁极的平均磁通密度 Bm1/2` 1.422 (T)4.16 磁极的磁位降 Fm` 857.915 (A) 4.17 转子轭与磁极接缝处之磁位降 Fj2` 735.585 (A)4.18 额定千伏安、COSθ=0过励时的总磁位降∑F27992.550 (A)4.2 用图解法确定额定负载时的磁势4.19 额定励磁磁动势 Ffn 24893.060 (A)五、励磁数据5.01 空载额定电压时的励磁电流 If0 84.142 (A) 5.02 额定负载时的励磁电流 Ifn 150.867 (A)5.03 额定负载时励磁绕组的电流密度Jf 2.694 (A/cm )5.04 空载时励磁绕组的滑环电压 Uf0 40.078 (V)5.05 额定负载时励磁绕组的滑环电压 UfN 104.916 (V) 5.06 集电环上的励磁电压增长速度ΔUf 136.391 (V/s) 5.07 直流励磁机的额定电压Uf 115.407 (V)5.08 直流励磁机的额定电流If 165.954 (A) 5.09 直流励磁机的额定功率Pf 19.152 (kW) 5.10 励磁系统的顶值电压Ufmax 188.848 (V) 5.11 直流励磁机的最大励磁电流Ifmax 385.981 (A) 5.12 直流励磁机的瞬时最大功率Pfmax 72.892 (kW)六、损耗和效率6.1 空载损耗6.01 空载额定电压时定子齿中铁耗 PFet 4.792 (kW) 6.02 空载额定电压时定子轭中铁耗 PFej 10.853 (kW)6.03 空载额定电压时极靴表面的附加损耗(叠片或实心磁极) pFepo 5.354 (kW)6.04 空载时总铁耗 PFe 20.999 (kW)6.2 短路损耗6.05 并联股线间的环流系数Kr .003ε .4266.06 涡流损耗系数Ks .0096.07 定子绕组的费立德系数KF 1.0126.08 短路电流为额定电流时磁场三次谐波在定子齿中的磁通密度B3 2804.306 (T)6.9 短路电流为额定电流时磁场中三次谐波在定子齿中引起的附加损耗 Pt3 3.009 (kW) 6.10 额定电流时定子绕组的铜耗 Pcu 25.858 (kW)6.11 额定电流时双层定子绕组的附加铜耗 Pcus .298 (kW)6.12 短路电流为额定电流时定子磁场中齿谐波在极靴表面及阻尼绕组中产生的附加损耗 Ppt .286 (kW)6.13 短路电流为额定电流时定子绕组磁势中高次谐波在极靴表面产生的附加损耗 Pkv .112 (kW)6.14 短路电流为额定电流时在定子齿压板及端盖上的附加损耗 Pad .383 (kW)6.15 短路电流为额定电流时的总损耗Pk 29.945 (kW)6.3 励磁损耗6.16 额定负载、额定电压、额定功率因素时的励磁损耗 Pcuf 13.745 (kW)6.4 机械损耗(摩擦损耗及通风损耗)6.17 风摩损耗 pfv 12.977 (kW)6.17 总机械损耗(包括风摩损耗) Pmec 28.221 (kW)6.5 效率6.18 总损耗ΣP92.910 (kW)6.19 发电机额定负载时的效率η .964七、温度计算7.1 定子温度计算7.01 铁耗在定子内圆产生的单位热负载W1 .714 (W/cm )7.02 铜耗在定子内圆产生的单位热负载W2 .438 (W/cm )7.03 铜耗在线圈表面产生的单位热负载W3 .097 (W/cm )7.04 铁心对空气的温升θFe34.939 (K)7.05 线圈绝缘温度降θi19.979 (K)7.06 线圈端部表面对空气的温升θE35.596 (K)7.07 定子有效部分的最高温升θmax54.918 (K)7.08 定子线圈对空气的平均温升θcu55.325 (K)7.2 转子温度计算7.09 励磁损耗在磁极线圈侧表面产生的单位热负载 W`2 .521 (W/cm )7.10 转子线圈的电负荷A2 745.301 (A/cm) 7.11 转子线圈的表面热系数W" .017 (W/(cm .℃))7.12 转子线圈对空气的温升θf31.534 (K)7.13 磁极冲片厚δpp .150 (cm)7.14 极靴表面的计算面积Aδ` 2903.984 (cm )八、经济指标8.01 发电机定子有效铁重 GFe 3782.830 (kg)8.02 定子绕组铜重 Gcu 452.049 (kg) 8.03 励磁绕组铜重 Gcuf 757.765 (kg) 8.04 阻尼条重量GB 71.812 (kg) 8.05 阻尼环重量GR 35.090 (kg) 8.06 发电机有效铜重量 Gcut 1316.716 (kg) 8.07 发电机单位容量有效铁重量 gfe 1.211 (kg) 8.08 发电机单位容量有效铜重量 gcu .145 (kg)。
水电站课程设计计算书
一、绘制蜗壳单线图1．蜗壳的型式水轮机的型号为HL220—LJ —225，则蜗壳型式应为金属蜗壳。
2．蜗壳主要参数的选择 （1）断面的型式；金属蜗壳的断面形状均做成圆形，根据水轮机的型号，查《水利机械》附表5得到蜗壳座环的内外径分别为：内径3150D mm b =，外径3850D mm a=。
座环蝶形边切线与水平中心线的夹角为=55α 。
（2）蜗壳的包角0ϕ，工厂大都采用=3450ϕ 。
（3）蜗壳进口平均流速V c ；由于电站设计水头 5.5/V m s c=。
3.蜗壳的水力计算 发电机的单机容量15NMW f=,发电机效率取96%fη=所以水轮机的出力15.625N fN MW rfη==根据附表1查得：'1150/1Q L S =,91%η=615.6251033' 1.1' 1.151max 13322229.819.812.2546.20.911N rQ m s Q m s D H r η⨯===<=⨯⨯⨯则水轮机的最大引用流量maxQ 为：23' 1.1 2.2537.85max 1max 1QQ D m s ==⨯=1）对于蜗壳进口断面断面面积 34537.8520m a x 6.595360360 5.5Q Q c F m c V V C Cϕ⨯====⨯ ；断面的半径51.45m a xm ρ====从轴中心线到蜗壳外缘的半径： 2 1.9252 1.45 4.82maxmaxRr m a ρ=+=+⨯=2）对于中间任意断面设i ϕ为从蜗壳鼻端起算至计算断面i 处的包角，则该计算断面处的：max 360iQ Q iϕ=iρ=2R r iaiρ=+选取特殊角进行计算，计算成果见下表：二、尾水管单线图的绘制根据所给资料确定采用弯肘形尾水管，由单位参数可得到蜗壳尾水管尺寸：见图所示。
其中直锥管的长度 5.625 3.43 2.19523h H H m =-=-=；肘管外壁半径 3.11412R m φ==；肘管内壁半径0.60.6 3.114 1.86822R m φ=⨯=⨯=。
50mw发电机失磁事故损失计算
标题：50mw发电机失磁事故损失计算一、引言50mw发电机是发电厂的核心设备之一，一旦发生失磁事故，可能会造成巨大的损失。
本文将针对50mw发电机失磁事故进行损失计算，以便为相关单位提供参考。
二、失磁原因分析失磁事故可能由多种原因引起，包括但不限于：1. 设备老化2. 运行故障3. 温度过高4. 电气故障三、损失分析失磁事故可能造成的损失包括但不限于以下几个方面：1. 生产损失：发电机失磁后，将无法继续输出稳定的电力，导致发电厂停工停产，带来巨大的经济损失。
2. 设备损失：失磁事故可能引起发电机内部部件的损坏，甚至需要进行更换或修复，直接造成设备损失。
3. 维修费用：失磁事故发生后，需要进行紧急维修或更换设备，将带来巨大的维修费用。
四、损失计算根据失磁事故可能造成的各种损失，我们可以进行如下损失计算：1. 生产损失计算：根据发电厂日均利润和停工停产时间，计算造成的生产损失。
2. 设备损失计算：根据发电机设备原值和损坏情况，计算设备损失。
3. 维修费用计算：根据紧急维修或更换设备所需费用，计算维修费用。
五、损失预防与风险控制为了避免50mw发电机失磁事故造成的损失，我们可以采取以下措施：1. 定期检测设备状态，进行预防性维护，延长设备寿命。
2. 安装温度监控装置，及时发现并处理温度异常情况。
3. 建立完善的安全管理制度，加强操作人员培训，降低电气故障可能性。
六、结论50mw发电机失磁事故可能带来巨大的经济损失，必须高度重视，并采取有效措施进行预防和风险控制。
一旦发生失磁事故，应按照以上方法进行损失计算，以便为相关单位提供参考和补偿依据。
以上是对50mw发电机失磁事故损失计算的分析和建议，希望对相关单位有所帮助。
七、应急预案制定在50mw发电机失磁事故发生时，必须迅速采取有效的措施，以最大限度地减少损失并恢复正常生产。
有必要制定应急预案，包括但不限于以下几项内容：1. 紧急报警机制：在发电机失磁事故发生时，需要有紧急报警机制，及时通知相关人员并启动应急预案。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
50M W水电站励磁设计计算书大学毕业论文设计50MW电站励磁系统参数计算《电气工程及自动化》2002级目录1发电机组参数 (3)2励磁变压器技术参数计算 (4)2.1二次侧额定线电压计算 (4)2.2二次侧额定线电流计算 (5)2.3额定容量计算 (5)3晶闸管整流元件技术参数计算 (6)3.1晶闸管元件额定电压的选择 (6)3.2晶闸管元件额定电流的选择 (6)4快速熔断器参数计算 (8)5励磁电缆计算 (8)6灭磁及过压保护计算 (9)6.1灭磁阀片计算 (9)6.2过电压保护计算 (10)7直流断路器计算 (11)8附录121 发电机组参数A. 额定容量（MVA） 58.8B. 额定功率因数（滞后） 0.85C. 额定电压（kV ） 10.5D. 额定频率（Hz ） 50E.相数3F. 空载励磁电压（V ） 62G. 额定负荷及功率因素下励磁电压（V ） 164 H. 空载励磁电流（A ） 592 I. 额定负荷下励磁电流（A ） 1065 J. 励磁绕组绝缘的最高耐压（直流V ） 1500 K. 励磁绕组75︒C 的电阻（Ω） 0.1307 L.直轴瞬态开路时间常数T 'do(s) 6.76M. 直轴瞬态短路时间常数T 'd(s) 1.82 N. 直轴同步电抗（Xd ） 1.059 O. 直轴瞬态电抗（Xd ’） 0.3082 励磁变压器技术参数计算2.1 二次侧额定线电压计算励磁系统保证在机端正序电压下降到额定值的80％时，能够提供励磁系统顶值电压。
励磁系统顶值电压为发电机额定容量时励磁电压的2.0倍。
A.具体计算公式：min2cos 35.18.0α⨯⨯=fNu fT U K U式中：Ku----电压强励倍数（α=10︒时），取2.0倍（在80%U GN下）。
fN U -----发电机额定容量时励磁电压。
B. 针对本文设计发电机组：︒⨯⨯⨯=10cos 35.18.01640.22fT U =308V综合考虑，取fN U =360V2.2 二次侧额定线电流计算励磁系统保证当发电机在额定容量58.8MVA 、额定电压和功率因素为0.85的励磁电流的1.1倍时，能够长期连续运行。
A.具体计算公式：322fNfT I K I α= 式中：αK ------裕度系数1.1。
fN I -----发电机额定容量、额定电压和功率因素时励磁电流。
B. 针对本文设计发电机组：A I fT 9563210651.12=⨯⨯= 2.3 额定容量计算KVA I U S fT fT fT 59610956360310333222=⨯⨯⨯=⨯=-- 取标准容量：630KVA励磁变压器设计参数表：3 晶闸管整流元件技术参数计算3.1 晶闸管元件额定电压的选择在1.1倍负荷运行温度下，晶闸管整流器所能承受的反向峰值电压不小于2.75倍励磁变压器二次侧最大峰值电压。
A.晶闸管反向重复峰值电压具体计算公式：fN RRM U K U 2≥ 式中：K -------电压裕度系数，取2.75；fN U ------励磁变压器二次侧线电压。
B.针对本文设计发电机组：V U K U fN U RRM 1400360275.22≥⨯⨯≥≥ 取：V U RRM 2600=3.2 晶闸管元件额定电流的选择晶闸管整流装置采用三相全控桥式结构，满足发电机各种工况下（包括强励）对励磁系统的要求。
晶闸管整流桥并联支路数按(n －1)原则考虑冗余，即一桥故障时能满足包括强励在内的所有功能，二桥故障时能满足除强励外所有运行方式的要求。
A.针对本文设计发电机组：单桥运行满足额定容量励磁电流的1.1倍时，单桥输出为： A 117210651.1=⨯双桥并联运行满足发电机额定容量励磁电流2.0倍强励能力时，单桥输出为：A 10652/10650.2=⨯按单桥最大输出1172A 计算，单个桥臂流过的电流平均值：取电流裕度系数Ki =2.0 晶闸管元件的正向平均电流值：I T(AV)=Ki ⨯ I T(av)=2.0⨯431=862 (A)取：I T(AV)=1400A 。
实际单柜输出能力：采用2柜并联时，额定工况下每柜实际负荷电流：裕度系数：根据以上计算，选取ABB 公司生产的晶闸管5STP16F2600，通态平均电流1400A ，反向重复峰值电压2600V 。
晶闸管设计参数表：)(43157.1/1172577.0A I TAV =⨯=)(1905577.0/2/140057.1A I =⨯=)(5332/1065A i ==6.3533/1905=4 快速熔断器参数计算根据晶闸管选型，计算单柜输出1172A 电流时，单个桥臂流过的电流有效值：选取快速熔断器额定电流800A 。
5 励磁电缆计算A.励磁变到整流柜阳极电缆计算根据晶闸管选型计算，长期运行电流最大为1172A ， 按照1mm 2通过2.5A 电流计算电缆截面： 23835.2/1172816.0mm S a =⨯=励磁变到整流柜阳极电缆截面积应大于383 mm 2。
B.励磁变到整流柜阳极电缆计算机组额定励磁电流为1065A ，按照1mm 2通过2.5A 电流计算电缆截面：24695.2/10651.1mm S =⨯=+转子到灭磁开关的连接电缆截面积应大于469mm 2。
)(6761172577.0A i =⨯=6 灭磁及过压保护计算6.1 灭磁阀片计算灭磁电阻采用ZnO 非线性电阻。
在最严重灭磁工况下，需要非线性电阻承受的耗能容量不超过其工作能容量的80%，在20%的非线性电阻组件退出运行时，仍能满足灭磁设备的要求。
非线性电阻能在尽可能短的时间内释放磁场能量，灭磁过程中，励磁绕组反向电压不高于励磁绕组出厂对地耐受试验电压幅值的50%。
A.针对本文设计的发电机组： 1转子绕组的最大储能：2002000max 215.3215.3 5.3f f d f f f f I R T I L W W ⋅'⋅=⋅==式中：W fmax — 转子绕组的最大储能，J ；W f0 — 转子绕组的空载储能，J ； L f0 — 转子绕组在空载时不饱和电感，H ； I f0 — 空载励磁电流，I f0 =592A ；'0d T — 直轴瞬态开路时间常数，'0d T =6.76s ；R f — 转子绕组直流电阻(75℃温度时)，=f R 0.1307Ω。
因此，MJ W f 54.05921307.076.6215.32max =⨯⨯⨯⨯=2ZnO 非线性电阻计算：采用ZnO 非线性电阻灭磁时，所需的灭磁电阻的能容量：MJ W K K W f N 49.054.073.025.1max 21=⨯⨯==式中：K1为容量储备系数，在20%的非线性电阻组件退出运行时，仍能满足灭磁设备的要求，K1=1/0.8=1.25；K2为耗能分配系数，因转子储能量不完全消耗于灭磁电阻中，还有转子电阻、磁场断路器、阻尼绕阻及发电机的整锻铁心中均有耗能，水发机组取经验值0.73；汽发机组取经验值0.5。
W为最大转子储能。
fm ax实际取0.8MJ。
3 灭磁残压计算：灭磁过程中，励磁绕组反向电压不高于励磁绕组出厂对地耐受试验电压幅值的50%,不低于励磁绕组出厂对地耐受试验电压幅值的30%。
164×10 ×1.414=2320(V)50%×2320 = 1160(V)30%×2320 = 696(V)故灭磁残压实际选取：V RV =900V灭磁阀片设计参数表：6.2 过电压保护计算过电压保护动作电压最低瞬时值高于最大整流电压的峰值，并高于自动灭磁装置正常动作时产生的过电压值，动作电压最高瞬时值低于功率整流桥的最大允许电压，且最大不超过励磁绕组出厂对地耐压试验电压幅值的70%，过电压保护动作值的变化范围不超过±10%。
A. 针对本文设计的发电机组：最大整流电压的峰值：360×1.414=509(V)自动灭磁装置正常动作时产生的过电压值：900V功率整流桥的最大允许电压：2600V励磁绕组出厂对地耐压试验电压幅值的70%：70%×2320 =1624(V)综合考虑，取过压保护动作值为1200V。
采用ZnO非线性灭磁电阻兼作过压保护，由过压保护跨接器控制，当转子绕组过电压超过过压保护跨接器整定值时，过压保护跨接器动作，触发过压保护回路晶闸管，投入灭磁电阻，将转子绕组过电压限制在灭磁残压值。
7 直流断路器计算1 建压能力计算：采用交流灭磁方式，跳灭磁开关的同时封锁脉冲，灭磁开关建压能力满足：U K≥U RV+U式中： U K—灭磁开关建压；U RV—灭磁电阻残压；U—灭磁时整流柜输出最大整流电压。
灭磁电阻残压：900V由于交流灭磁时利用阳极电压负半波辅助建压，U为负值，考虑最严重情况U=0时，灭磁开关建压要求为900V。
2 最大灭磁电流计算：⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⋅=12'0d d f fm X X I I 式中：I f0 — 空载励磁电流，592A ；d X — 直轴同步电抗，=d X 1.059；'d X — 直轴瞬变电抗，='d X 0.308。
因此，最大灭磁电流：A I fm 34791308.0059.12592=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯⨯=直流磁场断路器设计参数表：8 附录总体说明针对本50MW水轮发电机技术要求，对发电机励磁系统的设计采用静止式可控硅全控桥自并激励磁方式。
励磁系统共五块屏：●1台微机励磁控制器，采用双通道多DSP分级控制技术。
●3台热管散热可控硅整流柜，采用第二代环行热管技术。
●1台灭磁开关及转子过电压保护装置，采用法国CEX71-1600A 2.1专用灭磁开关，高能ZnO非线性电阻灭磁，高能PTC与ZnO非线性电阻作为过压保护。
●1台环氧干式变压器（带铝合金外壳，风冷，温度控制）。
其中一、热管散热可控硅整流装置主要配制：●采用进口可控硅DCR1006SF2626，990A/2600V。
●整流桥设计裕度充分，整流桥3柜并联，单桥故障时仍能满足包括强励在内的所有功能。
●每只可控硅都设置有过流过压保护。
●触发回路采用高频脉冲列触发技术，采用了电压嵌位和强触发技术，避免可控硅的误触发，提高了抗干扰能力。
●脉冲变压器采用环氧浇注，耐压可达到DC15000V。
●脉放电源采用独立的双重电源供电。
●采用第二代环型热管散热器，具备以下优势：⏹响应速度快：由于热管壳体内部为真空状态（一般为1×10-3Pa）,工作介质的相变温度远低于常压下的沸点温度（启动温度低），内部流体的流动阻力小。
因此，热管的传热系数一般为金属银的40～1000倍。
⏹等温性能好：热管的等温性能是其它材料所无法比拟的。