水电站厂房及枢纽布置设计说明书

1．课程设计目的

水电站厂房课程设计是《水电站》课程的重要教学环节之一，通过水电站厂房设计可以进一步巩固和加深厂房部分的理论知识，培养学生运用理论知识解决实际问题的能力，提高学生制图和使用技术资料的能力。为今后从事水电站厂房设计打下基础。

2.课程设计题目描述和要求

（一）工程概况

本电站是一座引水式径流开发的水电站。

拦河坝的坝型为5.5米高的砌石滚水坝，在河流右岸开挖一条356千米长的引水渠道，获得静水头57.0米。电站设计引用流量7.2立方米每秒，渠道采用梯形断面，边坡为1：1，底宽3.5米，水深1.8米，纵坡1：2500，糙率0.275，渠内流速按0.755米每秒设计，渠道超高0.5米。在渠末建一压力前池，按地形和地质条件，将前池布置成略呈曲线形。池底纵坡为1：10。通过计算得压力前池有效容积约320立方米。大约可以满足一台机组启动运行三分钟以上，压力前池内设有工作闸门、拦污栅、沉砂池和溢水堰等。

本电站采用两根直径1.2米的主压力钢管，钢管由压力前池引出直至下镇墩各长约110米，在厂房前的下镇墩内经分叉引入四台机组，支管直径经计算采用直径0.9米。钢管露天敷设，支墩采用混凝土支墩。支承包角120度，电站厂房采用地面式厂房。

（二）设计条件及数据

1.厂区地形和地质条件：

水电站厂址及附近经地质工作后，认为山坡坡度约30度左右，下部较缓。沿山坡为坡积粘土和崩积滚石覆盖，厚度约1.5米。并夹有风化未透的碎块石，山脚可能较厚，估计深度约2～2.5米。以下为强风化和半风化石英班岩，厂房基础开挖至设计高程可能有弱风化岩石，作为小型水电站的厂址地质条件还是可以的。

2.水电站尾水位：

厂址一般水位10.0米。

厂址调查洪水痕迹水位18.42米。

3.对外交通：

厂房主要对外交通道为河流右岸的简易公路，然后进入国家主要交通道。

4.地震烈度：

本地区地震烈度为六度，故设计时不考虑地震影响。

（三）有关机电设备：

1.水轮机;

台数：四台；

重量：7000Kg；

型号：HL702(220)—WJ—50；

参考价格：22000元/台；

额定转速：n＝1000n/min

＝57.0m；

设计水头：H

P

设计流量：Q

＝1.8m3/s；

P

额定出力：N＝845KW；

查《小型水电站》中册，水轮机部分，天津大学主编，P812-813表2-3和P840图2-24得气蚀系数σ＝0.133（限制工况），气蚀系数修正值Δσ＝0.022＝57.0米时）。

（当H

P

2.调速器（自动调速器）：

型号：XT-300；

台数：四台；

接力器全行程：150mm；

接力器全行程时间：1.5～5s；

外形尺寸：长×宽×高（mm）1635×1000×1785；

重量：1081Kg；

参考价格：20000元；

安装位置由电站布置决定。

3.发电机：

台数：四台；

型号：SFW118/44-6；

额定功率：800KW；

额定电压：6300V；

发电机总重：6500Kg；

cosφ＝0.8；

额定转速：n=1000n/min；

飞逸转速：n

＝1800n/min；

p

外形尺寸：长×宽×高（mm）3190×1530×1500；

参考价格：65000元/台；

4.蝶阀：（如图所示） φ0.8m 手电动操作； 重量：阀体340Kg ； 活门:277Kg ；

启闭方式：电动操作；

主要尺寸：a=1730mm ；b=880mm ；c=350mm ；d=850mm ；e=470mm 。

a

b

c

立式蝴蝶阀外形示意图

5.桥式起重机：参考天津大学水利系主编《小型水电站》中册，水轮机部分，P1092～1093。

型号：SDQ 手动单梁起重机； 台数：一台； 起重量：10000千克； 跨度：建议采用10.5米。 （四）电气主结线及电气设备布置：

电站采用单母线分段接线，1号和2号发电机组的出线经高压开关接至6.3KV 母线为一组。另一组由3号和4号发电机组组成。每一组各自通过主变接入35KV 高压母线，二段母线之间用高压开关连接，厂用电由发电机母线经变压器送至380V 母线。

根据电站主结线，水电站内应布置下列配电设备：高压开关柜共13只，其中：1＃、2＃、3＃、4＃发电机开关柜共4只，6.3KV 母线联络柜2只；主变开关柜4只；近区用电柜1只；厂用高压柜1只；备用1只。

开关柜尺寸：长×宽×高＝1.2×1.2×3.2米。

低压控制盘7面；直流盘1面；同期盘一面；

低压继保盘7面；励磁盘4面；机旁盘4面。

表盘尺寸：宽90cm，厚60cm，高210～240cm。

主变两台：型号：SJ6-3200/35/6.3KV y/Δ-11。

每台总重量：8770Kg，外形尺寸：长×宽×高2790×2825×2815mm。

厂变一台：型号：SJ－30/6.3/0.4KV y/y-12。

总重量：312Kg；外形尺寸：长×宽×高：975×408×930mm。

变电站面积（主变压器场和高压开关站）：25×20m。

电站主结线图

（五）要求

厂房布置设计的内容为：根据给定的原始资料及机电设备，决定厂房的型式及其在枢纽中的位置，进行厂区和厂房内部的布置，决定厂房的轮廓尺寸。

完成厂区布置及主、副厂房布置得设计;绘制厂房典型平面图及剖面图；编写设计计算说明书。

（六）内容

1．水轮机的型号选择：

2．计算水轮机的吸出高度和安装高程；水轮机层的地面高程。

3．尾水管的出口高程；尾水室的底板高程；基础开挖高程；吊车轨顶高程等。

4. 确定主厂房水下部分结构尺寸。

5．考虑厂房对外交通、厂址地形、下游水位变化等条件，确定安装间（13.65米）和主机房地面高程（10.15米）。

6.进行水轮机、发电机、调速器、蝴蝶阀的布置，确定主厂房的宽度、机组中心距和主厂房的长度。

7.根据电站主结线图及配电设备，布置在电站内部主要电气设备的位置和确定副厂房尺寸。

8.进行水电站厂房的枢纽布置，拟定主厂房、副厂房、安装间、开关站、主变压器场的位置。