公伯峡水电站厂房及电气部分设计
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图 1-4 悬式水轮发电机 ① 发电机极距 τ: τ = ������������
4
������������ 2������
cm
������������ —系数一般为8~10; 这里取������������ = 9 P—磁极对数根据已查的发电机型号可知 P=24 ������������ —发电机额定容量������������ = 343000 则τ = ������������
× 6074.92 = 8129.83mm
������ D3 = 1.32 + 49.25/ns C = 1.32 + ������ D3 = 1.5 + 48.8/ns D = 1.5 +
× 6074.92 = 9319.72mm
48.8 230 63.6 230
× 6074.92 = 10401.32mm
ns
5.8
1 (0.96 + 0.00038 × 230) 94.5
230
= 6074.92mm
D1 D3 = 0.4 +
D1 = 6.07492 × 0.4 +
= 4926.30������������
H1 D3 = 0.094 + 0.00025ns H1 = 6.07492 × 0.094 + 0.00025 × 230 = 920.4mm 当
× 6074.92 = 7955.50mm
������ D3 = 0.79 + 81.75/ns ������ D3 = 0.1 + 0.00065ns ������ D3 = 0.88 + 0.00049ns
H = 0.79 +
81.75 230
× 6074.92 = 6958.42mm
I = 0.1 + 0.00065 × 230 × 6074.92 = 1515.69mm L = 0.88 + 0.00049 × 230 × 6074.92 = 6030.57mm
⑨ 推力轴承外径������6 和励磁机外径������7 : 推力轴承外径������6 和励磁机外径 ������7 ,可根据发电机容量由《水电站动力设备手
册》������162 表 3-7 查得:推力轴承外径������6 = 5m,励磁机外径������7 =3.6m
⑩ 定 子 机 座 外 径 ℎ1 :由于 125 ≤ ������������ ≤ 214 rpm 即 ℎ1 = ������������ +2 τ +200mm=2.452+2 ×
������ D3 = 0.98 + 63.6/ns E = 0.98 + ������ D3 = 1 + 131.4/ns
F= 1+
× 6074.92 = 7633.27mm
131.4 230 96.5 230
× 6074.92 = 9545.55mm
������ D3 = 0.89 + 96.5/ns G = 0.89 +
4
������������ 2������
cm = 9 ×
4
3430000 2×24
= 82.747cm = 0.8275m × 0.8275 = 12.644m
343000 2.452
② 定子内径������������ :������������ =
2������ ������
τ=
2×24 ������ ������������
由于������������ =343000≥ 20000则:推力轴承高度ℎ3 =2000mm
励磁机高度ℎ4 =2400mm 副励磁高度ℎ5 =1200mm
永磁极高度ℎ6 =900mm ⑬ 下机架高度ℎ7 :悬式非承载机架:ℎ7 =0.12������������ =0.12× 12.644 = 1.51728m ⑭ 定子支座支撑面至下机架支撑面或下挡风板之间的距离ℎ8 : 悬式非承载机架:ℎ8 = 0.15������������ = 0.15 × 12.644 = 1.8966m ⑮ 下机架支撑面至主轴法兰底面之间的距离ℎ9 : 按已生产的发电机统计资料一般为 700~1500mm,这里取ℎ9 = 1400mm ⑯ 转子磁轭轴向高度 ℎ10 : 无风扇时ℎ10 = ������������ + 500~600 mm = 2.452 + 0.60 = 3.052m ⑰ 发电机主轴高度ℎ11 :ℎ11 = (0.7~0.9)H H—为发电机总高度,即由主轴法兰底面至发电机顶部的高度由发电机总表 可查 H=10890mm,所以 ℎ11 = 0.9 × 10.890 = 9.801m ������+x = ������−x = ∅3 /2 + b/2 + ������3 = 16.022/2 + 3.5/2 + 0.35 = 10.111m 式中:∅3 —发电机风罩内径∅3 = 16.022m b—这里取 b=3.5m ������3 —发电机风罩壁厚取 0.35m 1.1.4 综合分析 1) 机组段长度������1 的确定: 机组段长度按尾水管层、蜗壳层和发电机层三者中的最大值确定 即������1 = ������+max + ������−max = 12.92 + 10.72 = 23.64m 2) 端机组段附加长度∆L的确定: 根据《水电站动力设备设计手册》������375 可得 ∆L = 0.2~1.0 ������1 = 0.8 × 5.8 = 4.64������ (������1 为转轮直径 5.8m) 3) 安装间长度������2 的确定: 安装间长度一般约为机组段长度������1 的1.0~1.5倍,对混流式机组采用偏小 之这里取 1.2 倍得:
图 1-2 混流式水轮机尾水管 由于跨度大要加设支墩,尺寸计算如下: b5 =(0.1~0.15)B5 得b5 =(1.5776~2.3664)m 取b5 =1.9 m R=(3~6) b 得 R=(3~6)× 1.9 = (5.7~11.4)取 R=8.6 m τ = (0.2~0.3)b得τ = 0.3~0.3 × 1.9 == (0.38~0.57)取 τ = 0.5m L≥ 1.4D1 得 L≥ 1.4 × 5.8 即 L ≥ 8.12m
得:
A
������+������ = 8129.83 +
6773.27 + 1400 = 12916.465mm = 12.92m 2
������−������ = C + ������1 = 9319.72 + 1400 = 10719.72mm = 10.72������ 1.1.3 发电机层控制尺寸的确定 由公伯峡水电站发电机额定转速 125 r/min,5 台机组单机容量 300mw,查《水 电 站 机 电 设 计 手 册 》 水 利 机 械 ������166 表 3-11 选 择 水 轮 机 发 电 机 型 号 为 SF300-48/1230,该电机为悬式机组,磁极 24 对。根据该手册������159 估算水轮发电机 主要尺寸如下:
公伯峡水电站厂房及电气部分设计
公伯峡水电站总装机容量 1500MW,多年平均发电量 5.14 亿 KW·h,该电站设 有 5 台 300MW 的混流式水轮发电机组,水轮机型号:HLA801-LJ-580,电站设计 水头 99.3m,水轮机额定转速 125r/min,相应比转速������������ 为 230m·kw,水轮机安 装高程 1891.9m。右岸设置引水式地面厂房。
1.1.2 蜗壳层控制尺寸的确定 由文献查得ns = 230 m ·kw 参考《水电站动力设备设计手册》������145
图 1-3 蜗壳控制 蜗壳层尺寸由混流式水轮机控制尺寸计算公式查得: 这里D2 为转轮直径D2 = 5.8������ D2 D3 = 1
尺寸
0.96 + 0.00038ns D3 = 94.5
������
③ 定 子 铁 芯 长 度 ������������ = ������������ 2 ������ = 7×10 −6 ×12.6444 2 ×125 = 2.452������ ������������ τ = 0.8275 =
������
2.961 ≤ ������������ /������ ≤ 3通风好且发电机效率高 ④ 定子铁芯外径 ������������ :由发电机型号: SF300-48/1230 可得定子铁芯外径为 ������������ = 12.3m ⑤ 定子机座外径������1 :������������ ≤ 136.4 rpm������1 =1.14������������ 136.4 ≤ ������������ ≤ 214 rpm������1 =1.18������������ 214 ≤ ������������ ≤ 300 rpmD1 =1.20������������ 300 ≤ ������������ ≤ 500 rpm ������1 =1.25������������ ������������ ≥ 500 rpm������1 =1.30������������ 由公伯峡水电站������������ = 125r/min即������������ ≤ 136.4 rpm得:������1 =1.14������������ =1.14× 12.3 = 14.022m ⑥ 风罩内径������2 :������������ ≤ 20000������������������D2=D1 + 2.0������ ������������ > 20000������������������D2=D1 + 2.4������ 由 于 公 伯 峡 水 电 站 ������������ = 343000 > 20000 2.0������=14.022+2.4=16.422m ⑦ 转子外径������3 :������3 = ������������ − 2δ δ—单边空气间隙初步计算可忽略不计 得������3 =������������ =12.644m ⑧ 下机架最大跨度������4 :������4 =������5 +1.2m=8.12+1.2=9.32m ������5 —为水轮机机坑直径由于公伯峡水电站转轮直径为 5800mm, 由 《水电 站机电设计手册》������162 表 3-6 查得������5 = 8.12m 即D2=D1 +
第 1 章主厂房主要尺寸的确:
主厂房的尺寸的确定,即主厂房总长、总高和宽度的确定。主厂房的总长度包括 机组段的长度������1 (机组中心间距) ,端机组段的长度∆L和安装间的长度������2 ,并考 虑必要的水工结构分缝要求的尺寸。由水轮机型号(HLA801-LJ-580)可知转轮直 径 5.8m。该电厂进厂公路位于右侧,为方便交通装卸,因此主厂房也布置在右 侧,安装间位于主厂房的右侧。 1.1 平面尺寸的确定
������ D3 = 0.6 + 0.000015ns M = 0.6 + 0.000015 × 230 × 6074.92 = 3665.91mm
则蜗壳层在������+������ 和������−������ 方向的控制尺寸为:
������+������ = B + 2 + ������1 ������1 —蜗壳外部混凝土厚度1.2~1.5m这里取������1 = 1.4m
0.8275 + 0.2 = 4.307m
⑪ 上机架高度ℎ2 ຫໍສະໝຸດ 悬式承载机架:ℎ2 = 0.25������������ = 0.25 × 12.664 = 3.161m ⑫ 推力轴承高度ℎ3 、励磁机高度ℎ4 、副励磁高度ℎ5 、永磁极高度ℎ6 可查《水电
站机电设计手册》水利机械������163 表 3-8 选取
上式中������2 —尾水管边墩混凝土厚度,初步设计选 1.4m 尾水管具体尺寸如图 1-1 所示:
图 1-1 混流式水轮机尾水管
该尾水管由进口直锥段、肘管和出口扩散段三部分组成。尾水管的基本尺寸查《水电站 机电设计手册》水利机械分册������129 页表 2-17 可得:
h=2.6 ������1 =2.6× 5.8=15.08m L=4.5 ������1 =4.5× 5.8 = 26.10 m ������5 =2.72 ������1 = 2.72 × 5.8 = 15.776 m ������4 = 1.35 ������1 = 1.35 × 5.8 = 7.83 ������ ℎ4 = 1.35 ������1 = 1.35 × 5.8 = 7.83 ������ ℎ6 = 0.675 ������1 = 0.675 × 5.8 = 7.83 m ������1 = 1.82 ������1 = 1.82 × 5.8 = 10.556 m ℎ������ = 1.22 ������1 = 1.22 × 5.8 = 7.076 m
1.1.1 尾水管层控制尺寸的确定 肘管型式:由于������1 > ������2 ,此次设计公伯峡水电站尾水管时选择标准混凝土肘管。根据《水 电站机电设计手册》水利机械分册������129 查得: ������−������ = 4.5 ������1 ������−������ = 4.5 × 5.8 = 26.10m ������+������ = 0.5 × 1.35������1 ������+������ = 0.5 × 1.35 × 5.8 = 3.915m ������+������ = ������−������ = ������5 + ������2 = 0.5 × 2.72 ������1 + ������2 = 0.5 × 2.72 × 5.8 + 1.4 = 9.288������ 2
110 ≤ ns ≤ 350 时 H2 D3 = 1/(3.16 − 0.0013ns ) H2 = 2.1234m ������ D3 = 1.2 − 19.56/ns A = 1.2 − ������ D3 = 1.1 + 54.80/ns B = 1.1 +
19.56 230 54.80 230 49.25 230 × 6074.92 = 6773.27mm