水利水电工程(专科)专业毕业设计指导

1、水利水电工程（专科）专业毕业设计指导一、论文指导联系方式：指导老师：钟牛平 电话办）公共邮箱：zhongnp29二、安排：1、选题：认真阅读指导意见，根据专业要求选好论文题目，并拟好写作提纲上传至公共邮箱。待指导教师审核通过后开始写作。审核意见以邮件形式回复，请及时查看。2、写作：（4月10日前完成初稿，5月10日前完成论文写作）， 通过公共邮箱上传，上传的论文初稿，一定要写明姓名、学号、联系电话，修改意见以邮件形式回复，请及时查看。也可电话预约，面授指导。三、关于写作要求 （1）上传论文格式一律按下列附件1-2格式要求或“论文示例”进行排版； （2）严禁抄袭；

2、（3）联系株洲和岗位实际，论文字数要求在4000子以上。四、装订要求1、论文在指导老师审核定稿后，到班主任处领取毕业论文装订封面；2、按要求填写好各种表格，并用订书针进行装订；3、将装订好的论文交给班主任审核登记。五、水利水电工程（本科）专业毕业设计参考选题1.工程设计结合当地实际工程，需要资料如下：原始资料：地形、地质、水文气象、材料等；或已知水库的特征水位，调节流量、发电流量、防洪标准、下游防洪要求即安全泄量等。成果要求：设计计算书和说明书（可合二为一），设计图纸（2#平面图1张、2#立面图/剖面图1张）（1）混凝土重力坝设计（溢流坝、挡水坝）（2）土坝设计（3）拱坝设计（4）水闸设计（5

3、）溢洪道设计（6）橡胶坝设计（7）水电站厂房设计（已知装机容量、台数、水轮机型号）（8）水电站压力管道设计（9）水电站调压室设计（10）水工隧洞设计（11）水利工程施工组织设计2. 水利水电工程规划成果要求：设计计算书和说明书（可合二为一），设计图纸（2#图纸2张）（1）水库优化调度（以某工程为例）（2）水利工程规划（以某工程为例）（3）水能规划（以某水电站工程为例）（4）抽水蓄能电站的经济合理性3. 研究论文要求：至少查阅并引用15篇相关文献。（1）泄洪建筑物水力学实验研究（2）引水道水力学实验研究（3）土质边坡稳定实验研究（4）地基处理措施研究（5）水利工程综合利用初探（6）水利工程综合利

4、用的经济效益研究（7）水利水电工程与环境影响研究（8）地下工程施工新技术综述（9）水利工程防洪减灾效益（10）水能可再生能源的开发应用前景（11）小水电工程在我国发展前景（12）抽水蓄能电站的必要性研究（13）流域梯级开发的研究（14）调压室水力性能的改进（15）调压室结构形式的改进（16）调压室的水力计算（17）减小水击压力工程措施的研究（18）地下水电站的优越性（19）地面厂房与地下厂房的比较研究（20）水利工程在我国国民经济中的作用（21）水利工程除险加固措施分析（22）3S技术在水利工程中的应用研究（23）水利工程失事原因分析（24）混凝土拱坝体形优化设计附件1：上传论文的格式：（一）

5、排版要求：1、论文题目：黑体加粗，三号。 2、内容摘要和关键词：楷体，小四号。内容摘要在120300字之间，关键词在25个左右。 3、正文：一级标题，黑体加粗，四号；二级标题，宋体加粗，小四；三级及以下标题和正文，宋体，五号。 4、参考文献：楷体，五号。 5、行间距：选择固定值,设值18。 （二）排版格式 1、段间无须空行。 2、参考文献排版示例 各类常见参考文献条目的编排格式及示例如下： a专著、论文集、学位论文、报告 序号主要责任者文献题名文献类型标识出版地：出版者，出版年起止页码(任选) 1刘国钧，陈绍业，王凤翥图书馆目录M北京：高等教育出版社，1957.1518. 2辛希孟.信息技术与

6、信息服务国际研讨会论文集：A集C北京：中国社会科学出版社，1994. 3张筑生.微分半动力系统的不变集D北京：北京大学数学系数学研究所，1983. 4冯西桥.核反应堆压力管道与压力容器的LBB分析R北京：清华大学核能技术设计研究院，1997. b期刊文章 序号主要责任者文献题名J刊名，年，卷(期)：起止页码 5何龄修读顾城(南明史)J中国史研究，1998，(3)：167173. c论文集中的析出文献 序号析出文献主要责任者析出文献题名A.原文献主要责任者（任选）.原文献题名C. 出版地：出版者，出版年.析出文献起止页码 6钟文发非线性规划在可燃毒物配置中的应用A.西安：西安电子科技大学出版社，

7、1996.468471 d报纸文章 序号主要责任者文献题名N报纸名，出版日期(版次) 7谢希德.创造学习的新思路N.人民日报，19981225(10) e电子文献 序号主要责任者电子文献题名电子文献及载体类型标识电子文献的出处或可获得地址，发表或更新日期/引用日期（任选）. 8王明亮.关于中国学术期刊标准化数据库系铣工程的进展EBOLpubwml.txt/9808102.html，1998081619981004 附录2：论文及格式示例向阳水电站机电部分设计黄志平株洲广播电视大学2006秋水电水利专业(本科) 学号:061024011摘要：向阳水电站工程位于湖南省邵阳市所辖范围，距城95km

8、，该电站由下黄湾、宝溪江两处引水组成，引水流域面积分别为15.8km2、16.1km2，多年平均流量分别为0.59m3/s、0.60m3/s。该电站为梯级电站，属径流式小型水电站，在电力系统中担任基本负荷，电站只作发电运行，不作调相运行。主要建筑物有挡水坝、引水隧洞、压力管道及厂房。本设计对向阳水电站机电部分的选型、经济性与性能比较、电气主接线方式等进行了分析和比较，并根据比较结果对向阳水电站的机电设备进行了配置。关键词: 向阳水电站 机电 设计1 工程概况向阳水电站工程位于湖南省邵阳市所辖范围，距城95km ，该电站由下黄湾、宝溪江两处引水组成，引水流域面积分别为15.8km2、16.1km

9、2，多年平均流量分别为0.59m3/s、0.60m3/s。水电站所属区域属资江水系西洋江流域，其植被条件良好，产水量丰富，河床坡降陡，水力资源丰富。梯级电站的总装机容量为3400kW。本梯级电站属径流式小型水电站，在电力系统中担任基本负荷，电站只作发电运行，不作调相运行。主要建筑物：挡水坝、引水隧洞、压力管道及厂房。2 水机设计2.1 电站基本参数设计净水头： 203.0m、116m设计流量 0.9m3/s、0.88 m3/s装机容量 250Kw 4台、800kw 3台共3400kw2.2机组台数选择 向阳电站属于小型径流式电站，考虑运行方式灵活、维护检修方便等因素，一、三级电站机组台数选4台

10、，发电机额定出力N250kW；向阳二级电站总装机容量为2400kW，可选择2×1250kW 、3×800kW和4×630kW三个方案，根据水文水能计算，二级电站的径流变化大，单机容量太大会影响枯流量时的发电，不宜选用2×1250kW方案；4×630kW的方案由于机组台数多，机电设备和厂房土建投资大，因此采用3×800kW的方案。2.3水轮机选择查中小型水轮机应用范围图及转轮型谱等资料，一级和二级电站可选择的水轮机型号有冲击式及斜击式水轮机两种型式，一、二级电站机组的性能比较详见表2-1、表2-2； 向阳一级电站机组性能比较表 表21

11、1水轮机型号CJA237-W-70/1×9XJA-W-50/1×8.5额定水头(m)132132额定出力(kw)284260.7转轮直径(m)0.700.50额定转速(r/min)6001000额定流量(m3/s)0.2750.275额定效率(%)83822发电机型号SFW250-10/850SFW250-6/740额定电压(V)400400额定出力(kw)250250额定效率(%)91903调速器型号手、电动手、电动4励磁装置TKL-2+BKF-3TKL-2+BKF-35进水阀型号Z41H-25/300Z41H-25/3506每台套价格(万元)27.420.2向阳二级电站

12、机组性能比较表 表221水轮机型号CJA237-W-100/1×12XJA-W-63/1×12.5额定水头(m)160160额定出力(kw)851885.9转轮直径(m)1.000.63额定转速(r/min)500750额定流量(m3/s)0.620.66额定效率(%)87822发电机型号SFW800-12/1430SFW800-8/1180额定电压(V)400400额定出力(kw)800800额定效率(%)94933调速器型号手、电动手、电动4励磁装置TKL-2+BKF-3TKL-2+BKF-35进水阀型号Z41H-25/400Z41H-25/5006每台套价格(万元)6

13、5.447.2从表2-1、2-2可看出两种水轮机效率相近，但冲击式水轮机转轮大,设备价格高，因此，可一、二级电站推荐采用斜击式水轮机。三级电站推荐采用混流式水轮机。各电站的机组参数如下：向阳一级电站：水轮机型号： XJA-W-50/1×8.5额定水头： 132米额定流量： 0.275m3/s额定转速: 1000r/min额定效率: 82%发电机型号: SFW250-6/740额定出力: 250kW额定电压: 0.4kV额定效率: 90%二级电站:水轮机型号： XJA-W-63/1×12.5额定水头： 160米额定流量： 0.66m3/s额定转速: 750r/min额定效率:

14、 82%发电机型号: SFW800-8/1180额定出力: 800kW额定电压: 0.4kV额定效率: 93%向阳三级电站：水轮机型号： HL220-WJ-50额定水头： 25米额定流量： 1.35m3/s额定转速: 750r/min额定效率: 85%发电机型号: SFW250-8/850额定出力: 250kW额定电压: 0.4kV额定效率: 95%3电气设计3.1梯级电站规划接线与并网方式向阳梯级水电站位于隆回县河伯乡境内，离隆回县塘渡口镇约30km，离塘田市镇约10km，梯级电站的总装机容量为3400kW。本梯级电站属径流式小型水电站，在电力系统中担任基本负荷，电站只作发电运行，不作调相运

15、行。为了今后并网方便，并考虑梯级电站的分期开发及装机规模，根据向阳梯级水电站所处的地理位置及现有电网分布，向阳梯级电站拟采用一回35kV线路接入电力系统，初步拟定向阳二级电站作为整个梯级电站的中心调度站，并通过该站与位于XX市的35kV鹅冲变电站并网。本设计对向阳各梯级电站之间的规划接线考虑了两个方案。方案一：向阳一级电站升压至10kV送至向阳二级电站（线路长约5km，导线型号为LGJ-50），再升压至35kV，并入向阳二级电站的35kV母线。同样地，向阳三级电站升压至10kV送至向阳二级电站（线路长约2km，导线型号为LGJ-50），与一级电站共设一台1250kVA的升压变压器升压至35kV

16、后，接入二级电站的35kV母线，从而与二级电站一并接入系统。方案二：向阳一级电站直接升压至35kV后，T接在向阳二级电站至35kV鹅冲变的线路上，T接线路长约5km，导线型号为LGJ-50。同样地，向阳三级电站直接升压至35kV后，也T接在向阳二级电站至35kV鹅冲变的线路上，T接线路长约2km，导线型号为LGJ-50。以上两个方案经技术经济比较，方案二各梯级电站电气主接线简单，操作方便，35kV线路比10kV线路故障率低，线路损耗少，但方案二中一、三级电站采用T接的办法，各线路保护不便整定，梯级电站不便于统一调度和管理，且线路投资较方案一高；方案一的二级电站电气主接线较复杂，高压电气设备多，

17、升压站占地宽，电气设备投资大，但线路投资小，且方案一将二级电站作为梯级电站的中心站，便于各电站的调度和运行管理。方案二的总投资比方案一高15万元。但一、三级电站建设周期短，如果采用方案一，那么在一、三级电站投运时，二级电站的升压站和主控室，必须跟一、三级电站同期投产，对二级电站施工带来困难，不容易实施。综合考虑各种因素，本设计各梯级电站的规划接线方式推荐采用方案二。 向阳二级电站至35kV鹅冲变电站需架设输电线路长度约9km，导线型号LGJ95。向阳梯级电站送入35kV鹅冲变电站后,再升压至110kV送入华中电网。3.2电气主接线根据水文水能计算，向阳一级和三级电站推荐的装机规模为2×

18、;250kW，由于向阳一、三级电站单机容量小、装机台数少，故本可研阶段只考虑了两机共一变的扩大单元接线方式，这种接线方式简单，操作维护方便，投资省，完全能满足电站安全运行的要求，具体的接线详见“一/三级电站电气主接线图”。根据水文水能计算，向阳二级电站推荐的装机规模为3×800kW；可选用的电气主接线方式有：一机一变单元接线（方案一），单母线隔离分段接线（方案二），三机一变单母线接线（方案三）；一机一变单元接线和二机一变扩大单元接线（方案四）；电气主接线方案比较详见表63。从表3-1中可以看出，方案一发电机和主变压器一一对应，运行灵活、继电保护简单；任一单元组中设备故障不影响另一单元

19、的正常运行，供电可靠性高，但方案一设备投资较其它三个方案多，设备布置占地面积大，维护工作量大，不推荐采用。方案二接线简单，选用两台容量为1600kVA的变压器分别接至两段母线，正常时分段隔离开关闭合，作单母线运行。一段母线故障时全厂停电，拉开母线分段隔离开关后，可恢复未故障段母线所接发电机组送电。与方案四比较，具有在一段母线所接变压器故障，另一段母线所接发电机停运时，仍可通过分段隔离开关将大部分未故障机组容量送出的优点。但方案二母线分段隔离开关故障时将全厂停机，并且机组容量与主变压器容量不对应，运行不灵活；其设备投资也较方案三及方案四大，因此不推荐采用。方案三接线简单，投资省，设备布置占地面积

20、小。但主变或主变低压侧母线及其所连接的设备故障需全厂停机，供电可靠性较低；全厂只设一台主变压器，运行灵活性较差。方案四与方案三比较，虽然设备投资略高，但全厂三台发电机组连接成两个发变单元组，一单元故障不影响另一单元的正常运行，不致造成全厂停机，且运行亦较灵活。所以，向阳二级水电站电气主接线推荐采用方案四，即二机一变扩大单元与一机一变单元接线相结合的混合接线方案。具体接线详见“二级电站电气主接线图”。向阳各梯级电站的发电机母线电压均为0.4kV，因此各梯级电站的厂用电不需另设厂用变压器，均直接接自各自发电机母线。4 主要机电设备4.1 主要机械设备 根据厂家提供资料，向阳一级、三级电站机组最大部

21、件(除变压器外)重约2.4吨，因此起重设备选用3 T的吊葫芦，向阳二级电站机组最大部件重约4.5T，因此起重设备选用5T手动单梁桥式起重机1台，跨度7.0m。4.2 主要电气设备向阳一级电站： 变压器主变：S9630/38.5±5%/0.4kv，一台。 发电机SFW2506/740，二台。 高压熔断器35kV高压熔断器：型号RW535/50， 避雷器HY5WZ51/134，一组。Y3W0.5/2.3，一组。 低压配电屏BKF二合一屏2面，PGL2屏1面。向阳二级电站： 变压器主变：S92000/38.5±5%/0.4kV，一台，S91000/38.5±5%/0.4

22、kV，一台。 发电机SFW8008/1180，三台。 断路器 35kV断路器：型号LW835/1600/25KA，配电流互感器LR35、LRD35，电动操作机构，三台。 隔离开关 GW535（D）/630，二组，GW535（D）/630，一组。 电压互感器 JDJJ235，三台，JDJ235，一台。 避雷器HY5WZ51/134，一组。Y3W0.5/2.3，二组。 低压配电屏低压配电屏共4面。向阳三级电站：表3-1 向阳二级电站主接线方案比较表 变压器 主变：S9630/38.5±5%/0.4kv，一台。 发电机SFW2506/740，二台。 高压熔断器35kV高压熔断器：型号RW5

23、35/50 避雷器HY5WZ51/134，一组。Y3W0.5/2.3，一组。 低压配电屏BKF二合一屏2面，PGL2屏1面。4.3 控制、保护、信号设备向阳各梯级电站由于装机规模较小，各梯级电站的发电机组均为低压机组，因此控制保护设备采用国内成熟的常规继电保护,主要的二次回路设计如下:发电机设有速断、过流、过压、欠压、励磁消失、励磁回路接地、线圈绝缘监视等保护；水轮机装有温度、油压、超速等保护；主变压器装有速断、过流、瓦斯、温度保护，并与发电机保护构成联动保护。线路保护设有瞬时速断保护，延时速断、过电流等保护。4.4 防雷接地向阳各梯级电站在主变压器低压侧和35kV出线或母线上均装设了氧化锌避

24、雷器进行防感应雷保护。在各梯级电站的35kV送电线路上采用1.5公里进站架空避雷线保护。各梯级电站的35kV升压站采用独立避雷针进行保护。4.5 通讯向阳各梯级电站之间及电站与系统之间采用程控电话联系，电站与前池、水库之间采用对讲机进行联络。4.6 照明向阳各梯级电站的厂区照明及厂房内照明，电源均来自厂用低压母线上，设专用照明总箱。事故照明设应急灯。4.7 电气试验室向阳各梯级电站属于小型径流式水电站，因此各电站仅配置一些简易的电工试验仪器、仪表。4.8 采暖通风 向阳二级水电站位于隆回县山区，常年平均气温17.1，最高气温39.5，最低气温10.5。本电站主厂房通风采用自然通风。4.9 消防

25、 向阳各梯级电站在主厂房内均应配置几套手提式MFZ5干粉灭火器。各梯级电站的主变压器下设贮油坑，容积按变压器油量考虑。升压站入口附近设二氧化碳灭火器和消防砂池。5机电设备布置5.1 厂房设备布置向阳一级电站：装机容量2×250kW，水轮机为卧轴斜击式低压发电机，根据机组安装及其它设备的布置要求，厂房分为主厂房和副厂房。主厂房布置有：水轮机、发电机、调速器、机组控制屏等设备，副厂房有值班室和洗手间。向阳二级电站：装机容量3×800kW，水轮机为卧轴斜击式低压发电机，根据机组安装及其它设备的布置要求，厂房分为主厂房和副厂房。主厂房布置有：水轮机、发电机、调速器、机组控制屏等设备

26、。副厂房分为中控室、休息室、工具室及其它。中控室布置有主控台及保护屏。向阳三级电站：装机容量2×250kW，水轮机为卧轴混流式低压发电机，根据机组安装及其它设备的布置要求，厂房分为主厂房和副厂房。主厂房布置有：水轮机、发电机、调速器、机组控制屏等设备，副厂房有值班室和洗手间。5.2 升压站布置根据各梯级电站厂区地形，一级电站升压站布置在副厂房上游侧，设备布置采用户外中型布置，升压站平面尺寸9.0m×9.65m，地面高程与主厂房地面高程相同；二级电站升压站布置在副厂房上游侧，设备布置采用户外中型布置，升压站平面尺寸24.0m×19.0m，地面高程与主厂房地面高程相同

27、；三级电站升压站布置在副厂房上游侧，设备布置采用户外中型布置，升压站平面尺寸9.0m×9.65m，地面高程与主厂房地面高程相同；6金属结构 金属结构设计包括向阳水库外引工程引水坝泄水冲砂系统闸门、节制闸门及其启闭设备的选型和各梯级电站引水系统的闸门、拦污栅及其启闭设备的选型，遵照水利水电工程钢闸门设计规范（DL/T5039-95）及水利水电工程启闭机设计规范（SL4193）的规定，结合水工建筑物总体布置，力求技术先进，经济合理，运行安全。6.1外引工程泄水冲砂系统闸门、节制闸门及启闭设备根据枢纽工程总体布置方案，苗竹山、横冲引水坝冲砂系统各设1扇冲砂工作闸门，井付冲隧洞进口设1扇节制

28、闸门，经分析采用整体拱形平面铸铁闸门。苗竹山引水坝闸底高程745.51m，孔口尺寸（宽×高）1.0m×1.0m，闸门最大水头5.6m，闸门设计采用PGZ1×1型整体拱形平面铸铁闸门，闸门运行条件为动水关闭，动水开启。启闭设备选用LQC-2A型侧摇式螺杆启闭机启闭机。横冲引水坝闸底高程717.30m，孔口尺寸（宽×高）0.5m×0.4m，闸门最大水头3.0m，闸门设计采用PGZ0.5×0.4型整体拱形平面铸铁闸门，闸门运行条件为动水关闭，动水开启。启闭设备选用LQC-1A型侧摇式螺杆启闭机启闭机。井付冲隧洞进口底板高程675.00m，孔

29、口尺寸（宽×高）2.0m×2.0m，闸门最大水头1.8m，闸门设计采用PGZ2.0×2.0型整体拱形平面铸铁闸门，闸门运行条件为动水关闭，动水开启。启闭设备选用LQC-3A型侧摇式螺杆启闭机启闭机。6.2 引水发电系统的闸门及启闭设备 一级电站引水发电系统的闸门及启闭设备引水发电取水起点位置为向阳水库泄洪隧洞出口，底板高程629.15m，设置1扇节制闸，闸门设计采用PGZ1.5×1.5型整体拱形平面铸铁闸门，闸门运行条件为动水关闭，动水开启。启闭设备选用LQC-2A型侧摇式螺杆启闭机启闭。 一级电站压力钢管内径0.5m，长413.672m，压力钢管进口设

30、拦污栅一道，拦污栅尺寸（宽×高）为1.0m×2.2m。压力钢管进口工作闸门1扇，闸门采用PGZ0.5×0.6型整体拱形平面铸铁闸门，闸门运行条件为动水关闭，动水开启。启闭设备选用LQ-3型手电两用螺杆式启闭机启闭。 二级电站引水发电系统的闸门及启闭设备二级电站共设有7座引水坝，每座引水坝均设计采用PGZ2×2型整体拱形平面铸铁闸门，闸门运行条件为动水启闭。启闭设备选用LQC-3A型侧摇式螺杆启闭机启闭。二级电站压力钢管内径1.05m，长436.0m，压力钢管进口设拦污栅一道，拦污栅尺寸（宽×高）为2.0m×4.0m。压力钢管进口设工作

31、闸门1扇，闸门采用PGZ1.5×1.5型整体拱形平面铸铁闸门，闸门运行条件为动水关闭，动水开启。启闭设备选用LQ-3型手电两用螺杆式启闭机启闭。三级电站引水发电系统的闸门及启闭设备引水发电取水起点位置为源头挡水坝，底板高程316.63m，大坝右端设冲砂孔闸门一扇，闸门采用PGZ1.0×1.0m，启闭设备选用LQC-2A型手电两用螺杆式启闭机。三级电站压力钢管管径1.2m，长118.559m。压力钢管进口设拦污栅一道，拦污栅尺寸（宽×高）为1.8m×4.0m。压力钢管进口设工作闸门1扇，闸门采用PGZ2.0×2.0型整体拱形平面铸铁闸门，闸门运行条件为动水关闭，动水开启。启闭设备选用LQC-3A型手电两用螺杆式启闭机启闭。6.3 金属结构的防腐措施 为了节省工程投资，所有闸门、拦污栅、启闭设备等金属结构部件均采用涂料防腐。7附表及附图7.1主要机电设备表，见表71 主要机电设备表 表71 编号名 称型号及规格单位数量一向阳一级电站1