水电站自动化课程设计报告

目录

第一章基本资料及任务 (1)

1. 基本资料 (1)

2. 设计任务 (1)

3. 设计要求 (1)

第二章供水系统设计 (2)

1. 基本资料分析 (2)

2. 设计原则与要求 (2)

（1）设计原则 (2)

（2）基本要求 (3)

3. 供水系统图 (4)

4. 供水系统电气原理图 (4)

（1）供水井水泵电气原理图 (4)

（2）循环水池水泵电气原理图 (6)

第三章快速闸门系统设计 (8)

1. 基本资料分析 (8)

2. 自动控制要求 (8)

3. 快速闸门操作机械系统图 (8)

4. 快速闸门自动控制电气原理图 (9)

（1）闸门正常提升 (9)

（2）闸门正常关闭 (11)

（3）闸门紧急关闭 (11)

（4）闸门的自降提升 (11)

第四章课程设计总结 (13)

【参考文献】 (15)

附图 (15)

第一章基本资料及任务

1.基本资料

某一渠道引水式水电站，设计水头H r=16.5m，发电引水含泥沙量较大。电站装机容量为：2×3200kW，电站站址处地下水丰富，但埋深较深（大于40m），水质良好。电站拟采取循环技术供水方式，电站与生活区紧邻，生活区设有一生活供水水塔，发电机无消火供水要求，机组技术供水对象为：发电机空冷器，机组上导推力轴承油盆、下导油盆、水导油盆冷却器，电站所有用泵为潜水泵。该电站为单元供水，快速闸门为液压操作，油压装置共用一套。

2.设计任务

(1) 做出该电站的供水系统图。

(2) 设计该电站的供水系统自动控制电气原理图（展开图）。

(3) 完成该电站快速闸门操作机械系统图。

(4) 设计该电站快速闸门的自动控制电气原理图（展开图）。

(5) 报告中应详述供水系统与快速闸门自动控制过程。

3.设计要求

A3出图，打印报告，所有设备不选型。

第二章供水系统设计

1.基本资料分析

根据电站的实际情况，系统取用地下水，采用潜水泵供水，并且设置一个水塔，用管道为生活区供水以及发电机层、水轮机层、室外消火供水。由于地下水的埋深比较深，因此对于机组的技术供水采用循环水池，而不能用一次就排掉。系统采用两台潜水泵从水井供水给高位水塔，一台工作，一台备用；采用两台潜水泵从循环水池中抽水供两台机组作为技术供水用，一台工作，一台备用。供水管路上装设有逆止阀、压力表等必要器件，进行监视及控制作用。这种供水系统的设计，系统简单，运行灵活、可靠，设备分散布置在地面上，安装运行以及维护都十分方便。

2.设计原则与要求

水电站的供水包括技术供水、消防供水以及生活供水。中小型的电站常以技术供水为主，兼顾消防供水以及生活供水，组成统一的供水系统。

技术供水主要向水轮发电机组以及辅助设备供应冷却水，有时也包括水压的操作用水。消防供水是为厂房、变压器、油库等提供消防用水，以便发生火灾的时候及时进行灭火，生活给水是指水电站生产运行区域的生活、清洁用水。

水轮发电机组的用水对象主要是发电机空气冷却器，水轮发电机组上导推力轴承油盆、下导油盆、水导油盆冷却器轴承的油冷却器，水冷式变压器，水冷式空压机，油压装置回油箱油冷却器等。

技术供水系统的设计，应该根据水电站的实际的情况，选择水源，选择供水的方式与设置的配置的方式，拟定供水系统，计算供水参数，选择供水设备，确定供水系统图。

（1）设计原则

①供水可靠供水系统应该保证各个用水设备对于水量、水压、水温和水质

的要求，在机组的运行期间，不可以中断供水。

②便于安装、维护和操作。技术供水系统管网应该组成简单设备与管件连接布置合理，方便运行和检修。

③满足水电站自动化操作的要求，应该具有适应电站水平的自动化装置，实现对于供水系统的自动操作，控制和监视。

④节省投资与运行的费用。应该满足电站的建设以及运行的经济要求，使设备的投资和运行维护费用最少。

（2）基本要求

①供水系统应有可靠的备用水源，取水水源至少应有两路。如采用水泵供水又无其他备用水源的时候，应该有并联而且可以自动启停的备用水泵。贯穿全厂的供水干管应该有分段的检修措施，可以分为单管、双管以及环管，管路上选用的示流信号器应该为双向工作式。

②每一台机组的供水干管应该装置可以自动操作的工作阀门，并应该装设手动旁路切换检修的阀门与自动减压阀，顶盖取水的供水系统应该装设安全阀或其他的安全泄水的措施，以保证用水设备的安全，并在减压阀以及射流泵前后装设监测用的压力信号器。

③对于多泥沙的河流电站，可以考虑水力旋流器、沉淀池等方案，再经过技术经济分析之后选取。机组的各个冷却器的进水管道口附近应该设置有阀门以及压力表，当出水管有可能出现负压的时候，则应该设置真空表。

④各个轴承冷却器的排水管上应该装设示流信号器，便于测定各个用水设备的通过的冷却水量。

⑤采用水泵供水方式的时候，应该采用单元供水系统，每一个单元应该设置一到两个工作水泵、一台备用泵，水泵的出水管应该装有逆止阀以及闸门，水泵的吸水管侧和出水管侧应该分别装有真空表以及压力表。

⑥水冷式的空压机进水管道上给水阀门应该能够自动启动，阀后设压力表，排水管上设置有示流信号器。

3.供水系统图

设计该电站的供水系统图，如附图0F01所示。

水塔设置有浮子信号器1BF，用于检测水塔水位。潜水泵1#和2#从供水井中抽水至高位水塔，水泵出水管路上先安装有逆止阀，防止停泵的时候水倒流，然后是滤水器，用以过滤水，通过其前后压力信号器的压差判断滤水器是否需要清洗。在高位水塔上设置有溢流管和排污阀，实现超出一定水位会自动溢出和定期排污的作用。从水塔上引出供水管，提供生活区用水以及发电机层、水轮机层、室外消火用水。同时，水塔上设置有另外一根支管，通过电磁阀1DCF供水给循环水池。

循环水池中设置有浮子信号器2BF，用于检测循环水池的水位，并且设置溢流管将多余的水排至集水井。安装有潜水泵3#和4#，通过逆止阀和滤水器，用电磁阀2DCF和3DCF分别供水给1号机组以及2号机组。供水对象为发电机空冷器，机组上导推力轴承油盆、下导油盆以及水导油盆冷却器，然后水通过管路流到循环水池。当水质出现问题或循环水泵排水出现问题时，也可手动操作电磁阀4DCF使变质水排至下游，同时水塔上的支管通过电磁阀1DCF再次供水给循环水池，实现换水功能。

4.供水系统电气原理图

（1）供水井水泵电气原理图

a)供水井水泵自动控制要求

①自动启动和停止工作水泵，维持水塔水位在规定的范围内；

②工作水泵故障或用水量大增而使水塔水位下降到备用泵启动水位时，自动启动备用水泵；

③备用水泵投入时，同时发出报警信号。