水电站课程设计

水电站课程设计

水电站

课程设计说明书

题目水电站地面式厂房布置设计学号 [1**********]6 班号五班专业名称水利

工程姓名谭柳设计日期 2019.1.7

湘贺水电站工程概况和基本资料

1. 工程概况

湘贺水利枢纽位于向河上游，河流全长270公里，流域面积6000平方公里，属于山

区河流。本枢纽控制流域面积1350平方公里，总库容22.15亿立方米，为多年调节水库。

本枢纽的目标是防洪和发电。主要建筑物有重力拱坝，坝高77.5米，弧长370米；

泄洪建筑物；开敞式溢洪道或泄洪隧道；发电引水隧洞及岸边地面厂房等工程。水电站总

装机60MW，装机4台，单机15MW。电站担任工农业负荷，全部建成后担任系统灌溉负荷。

2. 电站枢纽

电站厂房位于右岸坝下游几十米处，由引水隧洞供水，主洞内径5.5米，支洞内径

3.4米，厂内装置4台混流式立式机组，出线方向为上游，永久公路通至左岸。

3. 设计参数及依据

（一）水库及水电站特征参数 1、水库水位

水库校核洪水位 140.00m 水库设计洪水位 137.00m 水库正常高水位 125.00m 水库

发电死水位 108.00m 设计洪水尾水位 77.00m 校核洪水尾水位 78.50m 2

3最大水头 56.00m 最小水头 38.00m 平均水头 50.84m 计算水头 48.30m 4、地形地质

电站枢纽地形参见地形图。左岸地势较平缓，右岸地势较陡。枢纽基岩系凝灰岩，岩

石抗压强度较高，厂区有第四纪沉积层，厚约3米，河床砂卵石覆盖层平均深2～4m。 5、供电方式

本电站初期为三台机组，远景为四台机组，投入系统运行，根据系统要求本电站能作

调相运行，水电站主接线采用扩大单元接线方式，采用110千伏、35

千伏及发动机电压10.5千伏三种电压等级送电；高压侧采用桥型接线方式。 6、对

外交通

下游左岸有永久公路通过。水电站主要动力设备及辅助设备（二）水电站主要动力

设备及辅助设备 1、水轮机：型号 HL220—LJ—225

额定出力 15.6MW 额定转速 214.3r/min 单机额定（最大）流量 36.2 m3/s 2

3 调速器型号：DT—100

机械柜尺寸：长×宽×高=750×950×1375（mm）电气柜尺寸：长×宽×高＝

550×804×2360（mm）

4

5①三相三线圈主变二台

型号：SFSL1 —50000/110/35/10

尺寸：长×宽×高=6300×4250×5500（mm）

轨距：1435（mm）

检修起吊高度： 7600（mm）主变器自身重： 39.5吨②厂用变压器二台

型号：SJL1—630/10/0.4 每台机六块：控制盘1块，保护盘1块，表记盘1块，动

力盘1块，励磁

盘2块。

尺寸：宽×厚×高＝800×550×2360（mm）（三）副厂房参考面积（参见有关规范）一、主要设备尺寸确定

1、蜗壳

型式：由于水电站特征水头大于40米，所以选用断面形状为圆形的金属蜗壳。包角

采用3450，蜗壳进口断面的平均流速Vr由教材32页经验曲线查得，设计水头为48.3m时，对应的平均流速Vc为5.30 m/s。座环固定导叶外径Da为3850mm，内径Db为3250mm，导叶高度b0=0.25D1=0.25*225=56.25cm，单击额定最大流量Qmax=36.2m3/s. 2

3、尾水管型式

为减小尾水管开挖深度，及使其由良好的水利性能，尾水管采用弯肘型的。水轮机型

号HL220-LJ-225, n额=214.3r/min,为高转速的，且D1

尺寸选用下表。其中D1=225cm。单位为m。

4、转轮

转轮型号尺寸：立轴，混流式

D1=225cm，导叶高度b0=0.25*225cm=0.56m 5、发电机

型号：SF15-28/550 转子直径：4900mm，机架外径：6470mm；风罩内径：8400mm，厚度300mm；定子高度：2.13m；转子带轴高度：4.39m。

悬式水轮发电机，布置方式是上机架埋入式。二、厂房各部分高程

1、水轮机安装高程利用公式:

其中 ,

是水轮机安装高程处海拔高程，可取下游平均水位的海拔高程，可在下游

水位流量曲线上通过内插可得，当流量为36.2m3/s时，水位为69.1m。

σm为模型气蚀系数，可在水轮机转轮参数表中查得HL220-LJ-225的模型

气蚀系数为0.133.

Δσ为气蚀系数的修正值，可根据设计水头Hr由教材图2-26中查取，当Hr为

48.3m时，气蚀系数修正值为0.026.

H为水轮机水头，一般取设计水头Hr=48.3m

所以

69.1

（），取Hs为2m。

为下游设计水位，当电站装机台数为4台时，确定设计尾水位的水轮机过流量为1台水轮机的额定流量36.2m3/s，通过下游水位流量曲线内插得为69.1m。

b0为水轮机转轮直径，大小为0.56m

则水轮机安装高程为、主厂房开挖高程

b

挖安

2

h —尾水管高度；

δ—尾水管厚度。尾水管底板采用整体式底板，厚度取1.5m 则挖

、水轮机层地面高程

水安

：蜗壳最大半径，为1.44m；

h1：蜗壳顶部混凝土厚度。一般不小于1.0米。则水

4、发电机装置高程

装水

h2：机墩进人孔高度，一般1.8~2.0米左右，取2米； h3：进人孔顶部混凝土厚度，一般1米左右；则装、发电机层楼板高程

发装

h4：定子高度，如果发电机上机架为埋入式，则还需加入上机架高度。这里发电机采

用上机架埋入式，埋入深度为0.3m。

则发

6、吊车轨顶高程

轨发

h5：吊钩垂直安全距离，垂直净距柔性吊具0.6-1.0 m、钢性吊具0.25-0.5 m，此处

用柔性吊具，h5取0.8m；

h6：起吊部件高度，为发电机转子带轴、水轮机转轮带轴、主变三个中的最大值。由

于发电机转子带轴高4.39m，主变检修起吊高度8.2m，水轮机转子带轴高=发电机层楼板

高程-水轮机安装高程-发电机转子带轴高=79.15-71.38-4.39=3.38m。由于主变高度与其

他相差太大，考虑在发电机层设置主变坑，检修时不用起吊主变，故最大吊物高取4.39m

所以h6取4.39m；

h7：吊索或吊具高度，柔性吊具取0;

h8：吊钩至轨顶距离，取决于吊车型式及尺寸，由于转子带轴重80t，主变压器身重39.5t，水轮机转轮带轴重约10t，起重设备可取主钩容量为100t的单小车，假设跨度为

16m，则吊钩至轨顶距离为1.474m。

则轨、屋面大梁底部高程

梁轨