瀑布沟水电站毕业设计说明书(编辑修改稿)

瀑布沟水电站毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

： 241 2 550*6060  n fp 极距 ：  cmpSK fj 0 624*26 1 2 0 0 0*102 44  Sf为发电机的额定容量（ KVA） Kj系数，一般为 8～ 10，容量大取上限，则取 Kj=10。 定子内径：  cmpDi * 24*22   定子铁芯长度： cmnDCNl ii 542125*1625 550*10*204  C 机械常数，对大容量发电机可取 C=20*104 N 发电机容量（ MW） 定子铁芯外径：当 n≤ minr 时，  ia DD =+*=(cm) 飞逸转速： pn kn =*125=225 minr k对混流式水轮机取 ～ ，则取。 * nlDi i 故最终选定半伞式发电机 SF550－ 48/1760，采用全空冷的冷却方式。 额定电压 NU 的选定： 一般情况下，从发电机的经济 指标来看，希望采用额定电压较低的方案，这样可使发电机消耗的绝缘材料和有效材料相应减少，但这样又会使绕组接线和母线用铜量相应增加，因此一般希望采用较高一级的电压。 由发电机的额定容量 N=560MW，选择推荐额定电压为 NU =18KV。 额定功率因数 cos 的选定： 发电机额定功率系数的大小影响发电机的尺寸和可能提高的电势数值。 发电机的额定功率因数减小，无功电流增大，发电机的电势相应提高，发电机的功率极限就相应提高，也就提高了发电 机的稳定运行水平，同时在水轮机超过设计水头运行时可获得多发电能的效益。 但另一方面，在发电机的额定有功功率一定时，减小功率系数就增大了发电机的容量，因而增大了发电机的尺寸和材料消耗，发电机的总重量也相应增加。 由机组的容量，选择发电机的额定功率系数为 cos = 1) 定子机座外径 D1 青海大学毕业设计说明书：瀑布沟水电站厂房的初步设计 青海大学成人教育学院 7 由于 rpmnn 214 取 mmDD i )7 0 0~5 0 0(  mmDi 16250 则 1D 取值范围为： ( ～ )(mm) 由于该发电机属低速大容量发电机 取 1D = 2) 风洞内径 D2 rpmnn 214 时 ))(2 8 0 0~1 4 0 0(12 mmDD  2D 取值范围为 mm2210020700～ 对于低速大容量发电机 2D 取为 3) 转子直径 D3 在初步设计阶段，转子直径可近似等于定子铁芯内径，忽略气隙宽  iDD 4) 下机架跨距 D4 由 KVASn 15000 ))(1 2 0 0~5 0 0(54 mmDD  5D 为水轮机坑内径，与水轮机转轮直径有关， 5D 取为  mm1 2 0 05 0 09 0 0 04 ～D ， 4D 取为 5) 推力轴承装置直径 D6： 4000～ 5000之间，初步设计取 6) 励磁机外径 D7： 3600～ 4800之间，初步设计取 7) 定子机座高度 h1 rpmnn 150 时   tlh =+ = 取 mh  8) 上机架高度 h2 对伞式不承载机架 mDh i  D 3h13h12h11D 2D 1h9D 5h2h7D 4 h8h10h1h3H 发电机外形尺寸图 9）推力轴承高度 h3 mh ~  , 初步设计取 8 青海大学成人教育学院 10) 定子机座支承面到下机架支承面或到下挡风板的距离 h8 对于伞式承载机架 mDh i  11) 下机架支承面到大轴法兰盘面的距离 h9, mh  12) 定子支承面到大轴法兰盘面的距离 h10 mmcmhhh 4 1 4 19810  ， 取 13) 定子机座支承面到发电机顶部高度 h14 mhhhh  14) 发电机大轴高 13h   mHh ~~  ，初步设计取 12m。 15） 发电机总高 H mhhhH  发 电 机 总 重：  tnNkG 7 0 6851255 5 0 0 0 0*2785*2  2k 为发电机重量系数，取 2k =27。 发电机转子连轴重：  tGG  上 支 架 重： 3  下 支 架 重：  tGG  发 电 机 定子重：  tGGGGG  以上估算公式都是经验公式，于实际情况还是有很大的出入，故需要多参照类似工程，以得到较为准确的值。 调速器的选择 水轮机的调速功为：   1m a x*250~200 DHQA      mNmNA .3 0 0 *~* 8 1* 4 9*2 5 0~2 0 0 6  属于大型调速器，则接力器、调速柜和油压装置要分别进行计算和选择。 式中： A——— 调速功（ J）； maxH —— 最大水头（ m）； 青海大学毕业设计说明书：瀑布沟水电站厂房的初步设计 青海大学成人教育学院 9 Q— 最大水头下额定出力时的流量（ sm/3 ） ,其工作时的效率为  1D —— 水轮机转轮直径（ m）。 择 对大型调速器优先采用两个接力器来操作导水机构，每个接力器的直径可按下列经验公式计算： mmmHDbDd s 1 1 7 51 7 8 1*** a x101   式中  —— 计算系数，可由《水力机械》 121P 表 53查得； 0P —— 调速系统的额定油压（ kg/cm2） ；通过计算取为 0b —— 导叶高度（ m） ； 1D —— 水轮机转轮直径（ m） ； 由上式计算得到 sd 值，便可在标准接力器系列表中选择相邻较大的直径。 接力器最大行程 maxS （ mm）可由下列经验公式求得：   m a x0m a x *~ MaS  导叶最大开度 max0a 可由模型 max0Ma 求得： mmZD ZDaa M MM 42724*534 24*7 6 05*30* 00 00m a x0m a x0  式中 max0Ma 可由设计工况点在模型综合特性曲线上查得为 30mm；同时在图上还可以查得 MD0＝ 534mm， MZ0 ＝ 24；选用水轮机的 0D ＝ * D ， 0Z ＝ 24。 将各参数代入上式。 当选用计算系数为 ，则： mmmaS M 7 6 6 94 2 7** m a x0m a x  器的选 择 大型调速器的型号是以主配压阀的直径来表征的，主配压阀的直径可由下式计算： mmmvT Vdmss *8 **  smHNQ r /** 5 6 0 0 0 3m a x  10 青海大学成人教育学院 sT 导叶从全开到全关的直线关闭时间，初步选定 8s； mv 管内油的流速，取 5m/s。 由此选择与之相邻的 DT－ 200－ 40 型号的电器液压型调速器。 此处油压装置不考空放阀和进水阀的用油，则压力油罐的容积按下式估算：     ~*20~1820~18 mVV sk  由此选定与之相 邻的 YZ－ 20/2－ 40型分离式油压装置。 吊车的选择 起重机允许起吊的最大重量（包括平衡梁和吊具）称为额定起重量。 起重机的额定起重量，应根据最重吊运件的重量（一般为发电机转子带轴）加起吊工具的重量（包括平衡梁和专用吊具）。 具有上部结构的厂房一般选用桥式起重机。 在水电站中，双小车桥式起重机比单小车桥式起重机耗钢量小，能降低厂房上部高度，对地下式或坝内式厂房比较有利，故选用双小车桥式起重机。 发电机转子连轴重：  tG  故选用与之接近而偏大的 2*400双小车桥式起重机。 变压器的选择 主变压器的容量一般取发电机容量的 30％，参照类似工程经验，采用 DPS－ 20400/500 型号的主变压器。 （单相，强迫油循环水冷，三卷，额定容量 204000KVA 和升压电压 500KV的变压器），尺寸：长 *宽 *高（ mm）＝ 8520*4650*7150，吊出铁芯高 11000mm。 3 厂房的布置设计 确定厂房的平面尺 ① 当水轮机的最大工作水头在 40m以上时，蜗 壳通常采用金属蜗壳 , 这种蜗壳多适用于中高水头的混流式水轮机。 为改善蜗壳的受力条件及过流条件，采用圆形断面。 ⑴蜗壳主要参数的选择： 蜗壳的包角 0 :对圆断面的金属蜗壳，由于它过流量较小，蜗壳采用的外形尺寸对水电站的尺寸和造价影响不大，应此为获得良好的水力性能，大都采用 0 ＝ 3450。 蜗壳进口断面的流量 Q: smc /*360 3m a x  ， maxQ 为水轮机的最 大引用流量 417m3/s。 蜗壳断面的形式：根据水轮机转轮直径 D1＝ 6500mm，查《金属蜗壳座环尺寸系列表》，可得导叶高度 mmmDb 3 0 06 5 0 0** 10  ，座环内径 Db＝ 8550mm，座环外径 Da＝10200mm。 座环蝶形边切线的夹角α＝ 550。 在蜗壳末端由于断面过小而不能和蝶形边相切，因此采用椭圆断面。 蜗壳进口断面平均流速：查蜗壳进口断面的平均流速曲线图，可得 Vc＝。 ⑵蜗壳得水力计算 a．蜗壳的进口断面 青海大学毕业设计说明书：瀑布沟水电站厂房的初步设计 青海大学成人教育学院 11 断面的面积： 20m a x *360 * mVQVQF cccc   断面的半径： mVQF cc * 0m a xm a x    从轴中心线到蜗壳外缘的半径： mrRa *22 m a xm a x   b．对于蜗壳中间任意断面  3m a x 1 . 1 6360 iiiQ Q m s   m a x 0 . 1 8 6360 iiio cQ mV  2 5 .1 2i a i iR r m    蜗壳中间任意断面水力计算表 i iQ i iR 345 300 255 210 165 120 75 30 15 蜗壳外形尺寸图 （单位：米） 12 青海大学成人教育学院 ②尾水管的主要形式及其主要尺寸的确定 对大型水轮机，为了减少尾水管的开挖深度，均都采用弯肘形尾水管。 初步选定标准混凝土肘管。 其尺寸如下表所示： 1D h L 5B 4D 4h 6h 1L 5h 1 锥管的单边扩散角  ，对混流式水轮机可取  =7~9。 为减小厂房基础的岩石开挖，可将尾水管的出口扩散段向上倾斜 6 ~12。 中间支墩 510 .3 2 6 2 .1 , 2b D m m 取。 D1= 6. 5 0h6=L1=L=b= B=h5=尾水管尺寸示意图（单位：米） ③压力管道进水口直径的估算：  0 .1 5 ~ 0 .1 8 gH D N H 则 ~  故初步设计时取 D=。 组的宽度和厂房的宽度 ①机组段宽度的确定： 1 xxL L L xL 机组段 +X方向的最大长度； xL 机组段 X方向的最大长度 . 蜗壳层： 11xLR  22xLR  1 ， 2 蜗壳外部混凝土厚度，初步设计时取 ； 青海大学毕业设计说明书：瀑布沟水电站厂房的初步设计 青海大学成人教育学院 13 1 345 12R R m 2 165 R m。 则 1 xxL L L=（ 12+） +（ +） = 尾水管层： xL =22 B xL =22 B B— 尾水管的 宽度，为 2 －尾水管的混凝土边墩厚度，初步设计取。 则 1 xxL L L＝ 2    发电机层： xL ＝33 22  b。