水力机械、电工、金属结构

6水力机械、电工、金属结构6.1水力机械b)装机容量最大水头（毛水头）m40.00加权平均水头m29.04m3/sm3/s℃℃℃%kg/m3供选用的转轮型号有HL240、HL260/A244、HL26水轮机型式混流式混流式混流式转轮型号HL240HL260/A244HL260/D74叶片数推荐最大使用水头，m4560最优工况L/snr/min7279η91.091.792.7σ00.200.123设计工况QL/sη%90.486.589.4σm0.200.150.143nsm240263261飞逸转速nfr/min根据表6-1，考虑到电站参数，电站运行方式，水头变幅，能量与空化性能等综合因素，确定选用混流式水轮机。经转轮模型综合特性曲线比较，实际运行区域1)水轮机单位流量Q’1的选择从表6-1可知，水轮机转轮的最大使用单位流量Q’1为1.275m3/s，本电站为中小型电站，装机容量不大，转轮直径较小，单位流量的选择对电站发电设备的投资水轮机应尽量在高效区运行。根据水能计算,电站设计水头权平均水头为29.04m，按该转轮的最优单位转速80按下列4个条件计算安装高程，以其最小值确定为水轮机安装名称第一方案第二方案水轮机型号HLA244-LJ-135HLA244-LJ-165装机容量kW69006900机组台数台32单机容量kW23003450水轮机额定水头m25.1025.10机额定转速r/min300250水轮机额定流量m3/s水轮机额定出力万kW24483632水轮机转轮直径m水轮机额定工况点效率%0.8950.898水轮机最高效率%0.9370.939水轮机允许吸出高度m5.785.69单台水轮机重量t26.339.2发电机型号SF2300-20/3250SF3450-24/3250发电机额定容量kW23003450单台发电机重量t40.660.1单台水轮机价格万元全部水轮机价格万元330336.4单台发电机价格万元252.4全部发电机价格万元510504.8全部机组价格万元840841.2机电设备及安装估价万元2014.7总投资估算万元2264.12228.8多年平均电能28912766年电能估价万元790.4774.5水轮机型号额定出力244额定转速最大飞逸转速额定比转速额定工况点效率89.5%最高效率93.7%发电机型号额定容量230额定转速2机组旋转方向本电站蜗壳最大静水头为40m，选择金属蜗壳或混凝土蜗壳均可，本电站选择尾水管采用4号肘管。高度h/D1为2.6，长度L/D1为4.5，出口宽度B为3.70m，每台机组配一台与油压装置组合的调速器，选用步进式微机调速器，型号为每台机组进口设置一台蓄能罐式卧轴布置液动双密封蝶阀。蝶阀可动水关闭，修或更换本阀的“工作密封”时，电站的引水系统不必全停水，只须（手动）投入管内衬段，再以明管引出至3台机组的φ2.0m支管。1号机组的引水道最长，计为叶按两段关闭规律（迟滞0.2s，关闭至68%开度历时1.66s，再关闭至零开度历时7.62s计算结果：蜗壳末端水压上升率59.9%，水压45m水柱；机组转速上升引水钢管末端水压65m水柱；机组转速上升率44.3%。技术供水系统用于发电机空气冷却器、推力轴承、上导轴承、下导轴承冷却用机组各冷却器进水管、主轴密封进水管均设置一阀门和压力表，用以观察及调设置减压阀，当水库水位较高时，使技术供水干管水压稳定在适当值。冷却器量不足，此时冷却器排水可切换为排入检修集水井，集水井的排水泵亦切换为自动机组检修排水系统是在机组或进水阀检修时用以排除流道积水、进水阀漏水以检修排水泵选用2台，机组检修时手动操作开泵，2送器发出低水位信号时自动停泵。以后则根据漏水量及水位情况，手动（或23.80m启动备用20.25m进水阀、钢管、隧洞检修排水时，上述的排水泵用于排除尾水闸门漏水厂房渗漏排水系统用以排除厂房水工建筑物的渗漏水、结露水、机电设备和管23.80m启动备用20.25m本电站分设透平油系统和绝缘油系统。透平油系统为机组轴承润滑用油以及调速器用油；绝缘油系统，供主变压器用油。详见《透平油、绝缘油系统图》（图号由于本电站设备添油量甚少，故不设置重力添油桶。净油桶及运行油桶均布置在安装场下的透平油库，可通过油泵——油管向设备充油或添油。设备漏油、溢油新油进厂可直接送入净油桶，运行油可通过运行油桶自循环过滤后注回机组或以便及时检验绝缘油的耐压性能。其它的油化验设备由电站根据需要自行配置，或压缩空气系统分为中压压缩空气系统和低压压缩空气系统。详见《压缩空气系本电站水力监测系统的设置分为全厂性量测和机组段量测二部分，详见《水力水库水位、尾水位测值（电流）发送至中控室，经监控系统计算机处理并在中1)蜗壳进口压力测量、显示采用MPM484压力变送器；2)顶盖压力测量、显示采用MPM484压力变送器；3)尾水管进、出口压力测量、显示采用MPM484压力变送器；顶盖压力变送器设置在水车室，其他表计均布置在水轮机层。各测值（电流）本电站仅设置少量的工具如小型车床、台钻、焊机、钳工和配管工具等机修设备以满足机组小修的需要。机组大修时，大部件的修复加工可送到有机修设备的其它电站或厂矿企业请求协助加工。机修设备见《水力机械及通风空调主要设备汇总油库和油处理室温度不应高于33℃,中控室、通迅室不应高宁远河属热带海洋季风气候区，旱湿季节明显，终年无霜，长夏短冬。电站厂亦可开窗，故厂房采用自然通风为主，辅以机械送风、排风的通风方式，个别房间该层副厂房的高低压配电室夏季时从主厂房引风进入，吸收余热后利用轴流风机排发电机层副厂房右端头设置进风机室，安装一台柜式风机，将户外新鲜空气经布置在下一层的风管送入水轮机层，并再经水轮机层的吊物孔、楼梯孔送入进水阀层。水轮机层的气流从下游挡水墙上部的窗户排出。同一高程副厂房的空压机室、透平油库、绝缘油库及油处理室通过防火阀从水轮机层进风，利用轴流风机或防爆进水阀层的气流吸收潮湿空气，经由穿过水轮机层楼板的风管用轴流风机从下本电站为引水式地面厂房，主厂房左端为安装场，上游侧为副厂房，安装场底本电站机组间距是由发电机结构尺寸控制，并考虑布置调速器的需要，确定机组间距为9.0m；端机组段按水工布置的需要确定为边机组中心至端墙外侧距离为主厂房宽度取决于机组布置及安装需要，结合厂房结构的考虑，厂房宽度定为根据机组的结构特点，厂房的主机间分为三层，即进水阀层、水轮机层、发电进厂装卸货物的需要确定，主要考虑布置发电机定子、转子、水轮机转轮、顶盖等大重部件，其余较小的部件可放置在主机段的空闲地面。因此确定安装场长度为安装场设置直接对外的交通大门，连接进厂公路，大重件设备均可直接运入厂进水阀层主要布置水轮机蜗壳、尾水管、进水蝶阀、漏油装置、机组技术供水水轮机层机墩进人门位于-Y轴方向。机墩周围及该层上、下游侧上空布置油气发电机层布置3台发电机。调速器位于第二象限内。该层上游侧布置机旁屏和水轮机层上游侧副厂房布置供水设备室、空压机室、绝缘油库；安装场下布置序号设备名称型号规格单位数量一、水轮机及其附属设备1水轮机型号HL260/A244-LJ-135台3水头范围额定水头额定流量转轮直径额定转速额定出力15.0m~38.0m300r/min2447kW2水轮发电机型号SF2300-20/3250台3额定容量额定电压额定转速功率因素2300kW6.3kV300r/min0.83微机调速器型号BWT-1800油压装置额定油压2.50MPa台34进水阀公称直径DN2000额定压力1.0MPa套3蓄能罐式液动双密封蝶阀二、起重设备1低速双梁桥式起重机起重量20t/5t跨度10.5m台12桥机轨道QU80型米64三、技术供水、消防给水系统1消防给水泵型号XBD4/20-HL流量20L/s扬程40m台22全自动滤水器型号ZLSG-50A公称直径DN150台23自保持球阀型号DCF22Q-100公称直径DN100台3四、排水系统1机组检修排水泵型号4LP-7B流量100m3/h台22渗漏排水泵型号3LP-10×1流量30m3/h功率4kW台23液位变送器型号MPM426WK(铠装式)量程4m配DCB9418型液位测控仪套14液位变送器型号MPM426W量程4m配DCB9418型液位测控仪套1序号设备名称型号规格单位数量五、压缩空气系统1中压空气压缩机型号7T2-10/35排气量0.62m3/min排气压力3.0MPa电机功率7.5kW台22低压空气压缩机型号SA-15A排气量2.4m3/min排气压力0.75MPa电机功率15kW台23储气罐额定压力3.0MPa个14储气罐额定压力0.75MPa个2六、油系统1精密滤油机型号JYG-100生产率100L/min电机功率3kW台12真空滤油机生产率50L/min总功率27.3kW台13型号2CY-3.3/3.3-1流量3.3m3/h排出压力0.3MPa电机功率2.2kW台34容积2m3配油呼吸器个25容积5m3配油呼吸器个2七、水力监视测量系统1液位变送器型号MPM416W量程42m（水库尾水4m套2水库及尾水渠各2压力变送器型号MPM484ZL量程–5~+5mH2O个63压力变送器型号MPM484ZL量程–5~15mH2O个34压力变送器型号MPM484ZL量程0~45mH2O个35压力差测控仪型号DCB9418电源220VAC个3八、管路工程1各种管材吨2各种阀门吨53装置性材料吨2九、机修设备1普通车床型号C615型台1序号设备名称型号规格单位数量2最大钻孔直径Φ12mm台13最大钻孔直径Φ15mm台14台式砂轮机最大砂轮直径Φ150mm台25软轴砂轮机最大砂轮直径Φ100mm台26手提电钻最大钻孔直径Φ19mm台27手提电钻最大钻孔直径Φ13mm台18焊接变压器容量21kVA套19电焊工具套1气焊工具套1氧气瓶个4乙炔瓶个2手拉葫芦起重量3t个2螺旋千斤顶起重量5t个4钳工工具台钳、管钳、套管、扳手等套2量具套1划线平台800mmx500mmx1200mm块1手持转速表型号LZ-30，离心式个2十、通风空调1柜式风机型号DTP-I-No.22B，7.5kW台12轴流风机型号T35-11NO.3.15,0.04kW台53防爆风机型号T(B)35-11NO.3.15,0.04kW台34排气扇Φ200mm台25空调器KFR-120LW/A3S,4kW台26防火风口1100×600个4海南省宁远河大隆水利枢纽位于海南省三亚市西部的宁远河中下游，踞三亚市是一个以防洪、供水、灌溉为主，结合发电等综合利用的大(II)型水利枢纽。电站装本电站属引水式电站，电站位于大隆水库下游，踞保港镇和南山镇两大负荷中心分别为20km和30km，根据电网现状和远景发展规划分析，保港和南山都将成为出线起讫点出线回路数输电距离,km输电容量,MW导线型号大隆—保港1207LGJ-120根据电力系统资料及本电站在三亚市及海南省电力系统中的地位、作用及运行方式，按照接线简单清晰、技术先进、经济合理及便于分期过渡的原则，对其电气a)根据电站接入系统方案和电站自身特点，对电站的发电机电压侧接线初拟以方案一：三机一变扩大单元接线方案。三台发电机接于一段母线上，经一台方案二：两机一变的扩大单元加一机一变的单元接线方案。两台发电机接在一电气主结线方案的技术比较，主要从灵活性、适应性、运行维护管理以及电能损耗等方面进行比较；经济性比较的主要内容有设备综合投资和年运行费（年运行方案编号一二三接线名称三机一变扩大单元接线二机一变扩大单元加一机一变单元接线一机一变单元接线一、技术比较较差较灵活灵活2适应性适应施工及送电适应施工和送电适应施工和送电3运行维护管理维护量少管理方便维护量较大维护量大4厂用电接线接线简单合理接线较复杂接线复杂5电能损耗（万度/年）21.4627.1630.03二、经济比较1.设备投资(万元)(Z)288346(1)10kV间隔(万元)12×4+5×2=5812×4+5×4=6812×3+5×4=56(2)110kV间隔(万元)50×1=5050×3=15050×4=200(3)主变投资(万元)50×1=5040×1+30×1=7030×3=902.年运行费(万元)(F)23.3138.31(1)折旧维修费(万元)28.834.6(2)电能损耗费(万元)7.519.513.计算费用(万元)J=F+XbZXb=0.1547.0181.5197.014.计算费用差值(万元)0+34.5+50优点接线简单清晰，设备少，可靠性较高，操作维护方便，便于布置，投资较省较灵活和方便，一台主变故障影响较小，可靠性较高最为灵活和方便，故障影响最小，可靠性高缺点主变或母线故障、检修时需全厂停电主变压器数量较多，接线较复杂；110kV间隔保护繁琐，维护工作量较大，投资较大。主变压器数量多，接线复杂；110kV间隔多，占地面积大；保护繁琐，维护工作量大，投资大。推荐方案推荐备注通过对以上三个方案的技术经济比较和综合分析，在技术上可行的条件下，选根据接入系统设计，电站以一回110kV接入保港站；根据前款所选的压侧接线方案，故选用变压器线路组接线。电气主结线图详见图为保证电站供电可靠性，厂用电拟采用双电源供电方式，方案1是一回取自发电机电源，另一回从附近的0.4kV接一回作外来电源；方案2是一回取自发电机电表6-6序号项目方案1方案2数量投资数量投资1厂用变315kVA20.4kV电缆3(YJV-185)+(YJV-95)0.5km310kV电缆YJV-3×95435kV变压器损耗6万元费用合计24万元根据本电站负荷统计结果，最大负荷出现在一台机组检修，两台机组运行时，侧与一段厂用母线相连接，外来0.4kV电源与另一段厂用母线相连接，这样可保持相对的独立性，并互为备用。厂用低压母线采用单母线断路器分段的接线方式，并柴油发电机作为电站保安电源。推荐的厂用电接线方案详见图ND-XT表6-7短路点d-1d-2平均电压UP(kV)6.3电源计算数据电源名称系统发电机G1～3合计系统发电机G1～3合计发电机种类水水额定容量∞8625∞8625直连阻抗X(Ω)0.0643.372.32计算电抗Xjs0.0640.290.202额定电流IB、IN（kA）0.5020.0439.160.79短路电流计算数据t=0s标幺值”I*”15.6253.840.8985.52有名值I”（kA）7.840.1658.0058.234.36s标幺值I*115.6253.0150.8983.56有名值Ipt1(kA)7.840.137.978.232.81t=4s标幺值I*415.6253.020.8993.23有名值Ipt4(kA)7.840.137.978.232.55冲击短路电流ich=2.55I”(kA)20.4132.1短路全电流最大有效值Ich=1.52I”（kA）短路容量S”1594.4137.38主要电气设备根据技术先进、经济合理、运行维护方便和安全可靠的原则进行电气设备的技术参数均按正常工作的条件进行选择，并按各不同短路点的短路较小，且布置在户外，故不宜选用水冷方式;考虑到三），较清晰、明瞭，运行维护简便。缺点是占地面表6-8方案编号一二设备名称封闭式组合电器敞开式电气设备一次接线简图1．设备投资(万元)(Z)(1)110kV间隔(万元)80×1+50×1=13050×1+20×1=70(2)土建投资价差(万元)2．年运行费(万元)(F)6.58(1)折旧维护费(万元)6.583．计算费用(万元)J=F+Xb×ZXb=0.1526204.占地面积估计（m2）10×10m245×18m2优点户内设备，故障少，运行维护方便，布置简单，占地面积少布置简单，清晰，运行维护简便，投资小缺点投资较高户外设备，占地面积较大推荐方案推荐方案1．设备为估价2．经济效果系数0.153．折旧维修率取5%（10%）靠性高，维护周期长，对于主变线路组的接线，可以减少热稳定电流：63kA表6-9d1点计算值设备要求及额定值(110kV)d2点计算值设备要求及额定值(6.3kV)GIS断路器GIS隔离开关GIS互感器6.3kV开关柜(厂用变侧)6.3kV开关柜(发电机6.3kV开关柜(主变压器低压侧)发电机项目及数平均电压(kV)6.3额定电压(kV)值计算电流(A)53535329290870290额定电流(A)800800394I”(kA)8.005额定开断电流(kA)31.5252525Ich(kA)额定动稳定电流(kA)636363634s额定热稳定流(kA)252525252525靠近进厂公路侧，副厂房位于主机间上游侧。在厂房左侧安装间前设厂区平台，平台与进厂公路相连，升压变电站布置在副厂房的上游侧。电气设备布置根据机组的布置特点，并按照机电设备运行维护方便，尽量减少开挖，以及主、副厂房电气设主机间共分三层。第一层高程为▽24.40，为二层高程为▽28.90，为水轮机层；第三层高程为▽33.0，布置有机旁屏、高低压配主副厂房的电气设备布置详见图ND-3J-8～11。将主变压器布置于副厂房上游侧户外平台上，高程为▽33.00m。开关站位于主变上各级电压配电装置的防雷保护均按有关规程、规范的要求进行配置，详见电气雷电侵入波均不能危及主变压器及主要电气设备。主变中性点装设一只氧化锌避雷主变压器场、进线段和开关站拟采用2~3根独立避雷针作为防止直击雷的保护全厂拟设一总的接地网，除充分利用主厂房水下部分自然接地体外，还适当敷序号设备名称设备规格单位数量备注1水轮发电机组SF2300-10/2600,Ue=6.3kV,Pe=2300kWCOSφ=0.8，n=300r/min台32主变压器SF10-10000/110121±2×2.5%/6.3kVUk=10.5%台13GIS断路器Ue=126kV，Ie=1250A额定短路开断电流：31.5kA额定动稳定电流：80kA台14GIS电流互感器100/1A，0.2/0.2/0.5/10P20组15GIS隔离开关Ue=126kV，Ie=1250A组1带单侧接地刀6GIS隔离开关Ue=126kV，Ie=1250A组2带双侧接地刀7GIS避雷器Ue=100kV残压：260kV组18GIS电压互感器组19GIS电容式电压互感器台1阻波器台1柴油发电机0.4kV200kW组16.3kV开关柜KYN-12台发电机出口设备柜6.3kV开关柜KYN-12台6其中5台配真空断路器0.4kV开关柜MNS台81#厂用变压器SC10-315/6.3315kVA，6.3/0.4kV台1励磁变压器台3励磁厂家提供ZR-YJV-3×185m90水电站采用计算机监控，可提高电站的安全水平，加快事故处理、事故分析速度，及时发现设备异常情况，改善电能质量，减轻运行人员的劳动强度。采用计算机监控，便于实现对水电厂机组进行优化控制，经济运行，从而获得经济效益；便于参与电网的经济调度，减少网损，提高全网的经济效益。根据《水力发电厂计算机监考虑到大隆水利枢纽的工程任务是以防洪、供水、灌溉为主，结合发电。设计中在电站监控系统需予留与地调计算机监控系统及防洪调度联网的通信接口，在必要的时候远方地调计算机系统可以直接对电站进行监视控制，达到整个地区的统一本电站采用开放式分层分布的全计算机监控系统，不设常规自动控制系统，只设现地手动操作作为调试和检修所需的控制设备。该系统参照《水力发电厂计算机监控计算机设计规定DL/T5065-1996》和水电规机（1999）0011号（《关现地控制单元机组LCU的功能：电站设有5个现地控公用4LCU功能：性能好，参数整定与修改灵活，运行操作与调试方便，具有外部的计算机接口，便本电站是调峰运行电站。其调节频繁，要求机组操作与调节系统反应灵敏，动作迅速，安全稳定，以适应电力系统的要求。因此，中、低压空压机、调速器油泵、检修排水泵、渗漏排水泵、技术供水泵等全站用设备的状态信号则由4LCU进行安全监测。本电站的主要元件的继电保护根据《继电保护和安全自动装置技术规程》因为本电站采用全计算机监控系统，不设常规测量回路，所有电气测量由监控本电站不设常规重复动作自动复归的中央音响系统。现场的事故、故障信号传送到操作员工作站处理，由语音报警装置报警，并显示不同本电站也不设常规模拟信号返回屏。电站主要元件的状态信号由高密彩色显示本电站各发电机出口断路器，110kV侧断路器作为同期点。其中发电机出口断路器设置微机自动准同期为主要并网方式，手动准同期为备用方式，110kV出线断本电站采用分散装设同期装置，即按机组和开关站为单元进行配置同期装置。这样能提高同期装置的可靠性和灵活性，简化同期系统接线，利于设计、安装、调高，放电终止电压高，占地面积小，运行维护方便。与镉镍碱性蓄电池相比，其最大的优点是无污染，放电终止电压高。因此，本电站采用一组（220V/150Ah）GM计算机电源采用交流厂用电和直流220V双供电方式，计算机配不间断电源本电站电工实验室配置四级试验用设备和仪器一套。计算机监控系统所需的实枢纽设置站内通信和系统通信，系统通信包括防洪调度通信和电力系统通信。防洪调度通信可采用光纤通信或微波通信，也可两种方式兼并。防汛调度通信系统本电站与系统地调的通信按可行性研究阶段审定的电力载波方式设计。采用一回110kV线路开通电力载波。站内设通信载波机室。在通信载波机室内拟装终端机一台，通过电力载波复合通道向地调和县调发送遥测、遥信信息。如果地调需要微波通信也可考虑微波通信，利用计算机监控系统中央控制级以微波方式发送遥测、遥信数据至地调。另利用当地公用电话网络（市话）作为电站与地调之间的防洪调度通信和系统通信最终通信方式要见电站接入系统有关单位的系统通信根据《水电站通信设计技术规定SDJS8-84》进行电站通信系生产调度行政通信设100门程控调度电话总机一台，带自动录音装置，主机装于通通信电源由厂用220V交流为主供电源，带交流稳压器。48之间采用总线连接。该系统不设常规的继电器逻辑控制，保留现地手动控制功能，5LCU布置于泄水闸控制室主机柜上，显示操作布置于中控室的电站计算机。序号设备名称型号规格单位数量备注电站部分1计算机监控系统（上位机）（含控制台）套1含软、硬件试验设备外围设备等2110kV线路微机保护屏面13主变压器微机保护屏面14机组微机保护屏面35厂变微机保护装置个1装于开关柜6机组现地LCU屏面67机组测温制动屏面38励磁装置套3厂家配套9调速器系统套3厂家配套公用LCU屏面2电度表屏面1公用屏面1直流装置150Ah/220V套1含电池控制箱、端子箱ZXW-1/4个电工实验设备套1UPS6KVA个1UPS个1控制电缆KYVP-10x2.5km光纤Km220电工试验设备套121泄水闸部分1泄水闸LCU屏面12现地控制柜（PLC）面43控制电缆KYVP-10x2.5km14光纤Km4通讯远动设备1通讯电源屏100Ah/48V块12生产调度行政电话总机台13远动设备套1电力部门定4UPS个15保安配电箱PXB-1个16通讯实验设备套17门608分线盒、电话机防水盒个9km5通讯电缆km3接地刀闸台2含对侧结合滤波器台2含对侧载波机台2含对侧6.3金属结构本工程溢洪道共设4个孔口，设有4扇工作闸门，一门一机布置，由4台双吊点液压启闭机操作。按规范要求，在工作闸门上游设1扇检修闸门，由1台单向门重，且钢丝绳长期泡水；液压启闭机容量2x1600kN,单台机重35t。两种方案造价相在坝顶76.5m高程闸墩上。每扇闸门控制采用1个PLC柜，可采用现地控制，亦可和3.5m。启门时平压方式采用小开度提顶节门充水平压。闸门平时分节锁锭存放在扬程：26m（本工程引水发电系统的金属结构设有进口拦污栅1扇、事故闸门1扇、尾水检按4m水头差设计。每扇栅叶分3节制作,中间用铰轴联接成整扇，栅顶通过拉杆连拦污栅操作条件为在静水中整扇启闭，由临时启闭设备配拉杆提至检修平台上进行由于每台机组在进口处已设有蝴蝶阀作为机组保护装置，为保护引水隧洞、压滑动钢闸门，多根主横梁等荷载布置。为减小门槽宽度、降低启门力，支承型式采用聚甲醛复合材料滑道支承。操作条件一般为静水启闭，事故情况下可利用水柱动水闭门。门后设有通气孔兼作进人孔，平压方式采用门顶充水阀充水平压。闸门平启闭机布置在84.5m高程机房内，其主要功能是承担事故闸门的启闭、安装、存放