桃源水电站工程概况.ppt

1、1,1,桃源水电站工程概况,桃源水电站新员工入职培训 2020年9月,2,桃源水电站鸟瞰图,3,桃源水电站综合说明,桃源水电站为低水头径流式电站，位于湖南省常德市桃源县城附近的沅水干流上，是沅水干流最末一个水电开发梯级。电站水库正常蓄水位为39.50m，利用河段落差约7.50m，总装机容量为180MW，采用9台单机容量20MW的贯流式机组，电站多年平均年发电量7.93亿kWh，装机年利用小时数4404h。桃源水电站上游距凌津滩水电站约38km，下游距桃源县延溪河口约1.6km，坝址紧临桃源县城，左、右岸分别为桃源县漳江垸和浔阳垸。坝址距离常德、长沙公路里程分别为31km和216km。 开发任务

2、以发电为主，兼顾航运、旅游等综合利用。项目总投资（不含送出工程）269,040万元。,4,桃源水电站综合说明,电站枢纽主要由泄洪闸、发电厂房、船闸等水工建筑物组成。 泄洪闸共25孔，孔口净宽20m，堰顶高程26.00m，左侧河道布置14孔，长度326.60m，右侧河道布置11孔，长度257.00m，闸坝顶部高程50.70m，最大坝高30.20m； 厂房轴线长271.2m，顺水流向长91.45m，最大高度45.20m，安装9台灯泡贯流式发电机组，单机容量20MW，总装机容量180MW，电站多年平均年发电量7.93亿kWh； 通航建筑物含上下游引航道、上、下闸首、闸室等部分，全长1005.80m。

3、,5,桃源水电站综合说明,工程项目业主：中国水电顾问集团投资有限公司控股子公司中国水电顾问集团桃源开发有限公司，负责湖南沅水桃源水电站项目的开发与建设。 总承包方：项目建设采用EPC工程总承包方式，总承包方为中国水电顾问集团中南勘测设计研究院。 监理方：总承包方为中国水电顾问集团华东勘测设计研究院。 建设方：葛洲坝集团公司、中国水电三局 主要分包商：浙江富春江水电设备股份有限公司、中国水电顾问集团华东勘测设计研究院,6,工程主要进度,2008年8月开始规划、2009年6月取得省政府的批复，同意在沅水增加一级梯级开发。 2010年8月31日湖南省发改委核准桃源水电站项目。 2010年10月桃源水

4、电站项目破土动工。 2010年11月17日一期围堰合龙。 2011年3月17日右河槽泄洪闸第一仓混凝土浇筑。 2011年6月8日一枯施工完，基坑主动充水。 2012年4月8日右河槽泄洪闸达到设计高程。 2012年4月25日右河槽泄洪闸第一孔弧门启闭。 2012年7月底右河槽泄洪闸启闭机调试完成，具备启闭条件，主安装间浇筑至EL40。,7,工程主要目标,2012年9月枢纽工程实现二期截流。 2012年10月底船闸工程具备临时通航条件。 2012年6月30日桃源水电站首台机组发电，以后每2个月1台机发电。,8,工程建设特点,分期导流：一、二期分别进行右河槽、左河槽截流 过水围堰：一期围堰设计挡水位

5、：上游EL40.06、下游EL38.86，过水标准20年一遇洪水，流量11400m3/s 工期紧：总工期52个月，准备工期3个月，主体工程施工期33个月，工程完建工期16个月，第一台机组发电工期36个月。筹建期6个月不计入总工期。,9,桃源水电站工程特性,10,桃源水电站工程特性,11,桃源水电站工程特性,12,桃源水电站工程特性,13,工程建设的必要性,桃源水电站工程的开发任务为以发电为主，兼顾航运、旅游等综合利用。在湖南省当前能源形式下，桃源水电站的建设是资源合理利用和缓解湖南省能源供应紧张矛盾的需要，符合国家能源发展战略，对节能减排、保护环境具有积极作用，同时，桃源水电站的建设可促进当地

6、旅游资源的开发，美化城市环境，加快航道建设，带动地方经济发展，没有制约工程建设的重大不利因素。因此，尽快建设桃源水电站是必要的。,14,水文水情,桃源坝址水位流量关系图,15,水文水情,桃源电站水情测报范围为五强溪、竹园桃源区间，测报面积2200 km。 桃源水情自动测报系统共布设各类遥测站11个（水文站3个、水位雨量站1个、水位站1个、雨量站6个），施工期在施工区布设2个临时水位站，并掌握桃源水文站的水情。以桃源坝址流量为预报对象，以五强溪（二）水文站为上游根据站，桃源洪水预报的有效预见期69h；对于较小洪水，以凌津滩坝下水文站为上游根据站，桃源洪水预报的有效预见期36h。桃源洪水预报的更长

7、预见期则取决于五强溪水电站的预报和洪水调度。 系统拟采用采用超短波通信为主、GSM通信为备用信道的通信方式，组成以系统中心站（桃源）为通信中心的VHF通信网络；重要水情站点采用VHF+GSM双信道组网方式。 发电以后可以寻求与凌津滩电厂数据共享。,16,电站规模,桃源水电站水库正常蓄水位为39.50m，利用河段落差约7.50m，电站安装9台单机容量20MW的灯泡贯流式机组，总装机容量为180MW，电站多年平均年发电量79270万kWh。 电站最大、最小水头分别为9.70m、2.00m，出力加权平均水头6.82m。 采用的灯泡贯流式机组效率高、加权平均效率较轴流转桨式高3%5%使年发电量增大且有

8、利于机组稳定运行、抗气蚀性能好 。,17,主要特征参数,18,水库运行方式,桃源水电站为低水头径流式电站，正常运行情况下电站运行过程中水库水位不消落 。 当入库流量不大于电站满发流量3735m3/s时，库水位维持在正常蓄水位39.50m，泄洪闸门关闭，出库流量全部通过水轮机下泄。 当入库流量大于满发流量且电站净水头大于2m时，水库仍维持在正常蓄水位39.50m运行，大于水轮机引用流量部分的入库流量，通过闸门控制下泄。 当入库流量大于8800m3/s时，电站机组停止发电，枢纽采用预报预泄的方式控制泄流，入库流量全部通过泄洪闸下泄，直至完全恢复天然河道。 洪水退水过程中，当桃源坝址流量小于停机流量

9、8800m3/s，且通过五强溪水库洪水预报，桃源10h之内及后期的入库流量不会超过停机流量时，水库关闸蓄水。,19,枢纽布置,规划河段卫星图,20,枢纽布置,坝址卫星图,坝址位于 双洲洲尾,21,枢纽布置,主要建筑物从左至右依次布置左岸接头土石坝段、左槽14孔泄洪闸、双洲土石副坝、船闸、电站厂房、右槽11孔泄洪闸、右岸接头土石坝段，坝顶总长1315m。 泄洪闸布置于左右槽的主槽，左槽布置14孔泄洪闸，右槽布置11孔泄洪闸，孔口净宽均为20m，泄洪闸中墩厚3.2m，边墩厚2.5m，泄洪闸坝段总长583.60m。泄洪闸堰面采用宽顶堰，建基面高程20.50m，堰顶高程26.0m，坝顶高程50.70m

10、，最大坝高30.70m。溢流堰下游接消力池或护坦，闸墩顺水方向长29.0m，闸墩上游侧设置牛腿，布置坝顶交通桥，交通桥面宽9m。 电站厂房布置于双洲靠右槽侧，装机9台，单机容量20MW。单机组段长22.0m，主厂房长222.2m，主厂房两侧布置安装间，主安装间靠洲布置，长度49m，副安装间布置于机边墩处，副安装间长度16m。副厂房布置于尾水平台，主安装场上、下游均以防洪墙与双洲土石副坝相连接，形成封闭的防洪体系。,22,枢纽布置,通航建筑物采用单级船闸，按级船闸设计。船闸布置于双洲中的陈家洲，由上游导航堤、上闸首、闸室、下闸首、下游导航堤组成，与坝轴线垂直布置，其中上闸首与泄洪闸连接，为枢纽的

11、挡水结构的一部分。上闸首长35m，宽36m，最大高度为30.7m，工作门采用下沉门，工作门前设置检修门；闸室长109m，净宽18m，采用整体式结构；下闸首长34m，宽36m，顶部高程为46m，最大高度为25.5m，工作门采用人字形钢闸门，出口处设置检修门。下游主导航堤长545m。 两岸及双洲连接副坝采用土石坝，坝顶高程50.70m，上、下游坝坡为12.5。 泄洪闸、发电厂房、上闸首基础采用帷幕灌浆防渗，防渗体深入相对不透水层3m；两岸及双洲连接副坝防渗体采用高喷灌浆防渗墙，防渗体顶高程41.50m，为防止水库蓄水后堤外发生渗透坡坏，防渗墙延伸至堤外100m。,23,主要建筑物泄洪闸,根据设计经

12、验，孔口宽度20m是工程投资的一个平衡点，孔口宽度加大或减小均会使投资有所增加，因此泄洪闸孔口净宽20m，堰顶高程26.00m，共布置25孔闸门。其中左槽布置14孔，右槽布置11孔。 枢纽泄洪能力按远景50年一遇洪水标准设计，即枢纽泄洪能力在50年一遇及以下各频率洪水要求做到坝前尖灭。 从运行及维护条件、水力学条件、景观效果、技术难度、投资等方面综合考虑，弧形门方案技术更为成熟，本项目采用弧形门方案。 闸墩高度30.70m，中墩厚3.2m，边墩厚2.5m，坝段结构缝设置在孔口中间，闸墩上游采用半径1.5m的半圆形墩头，局部留50cm平段，以设置上游浮式检修门埋件，弧形工作门支铰高程为40.00

13、m，采用过水保护措施，弧门支铰支承于牛腿上。 左、右槽各设置1扇浮式检修门，其门库装于左、右岸付坝。,24,主要建筑物发电厂房,桃源水电站为河床式径流电站，厂房布置于双洲中的赵家洲，下伏基岩为粉砂质泥岩、泥岩。电站最大水头9.70 m，最小水头2.0m，额定水头5.60m。厂房总长271.20m，厂房内安装9台贯流式灯泡发电机组，单机容量20MW，总装机容量180MW，水轮机转轮直径7.15m。厂房内设主副安装间，主机间下游设主变室、GIS开关站、出线平台和尾水闸墩。,25,主要建筑物厂区布置,厂区建筑物主要包括发电厂房（含主副安装间）、副厂房（含户内开关站）两大部分。厂房主机间长222.20

14、m (含副安装间长16.0m)，主安装间长49.0m；厂房沿水流方向总长度91.45m。厂房右端与闸坝衔接，厂房左端与土石副坝相接。副厂房（含户内开关站）紧邻主机间下游布置。厂房上游进水口平台前沿为河床两岸连接公路桥的一部分，厂房下游布置尾水闸和尾水平台。 进水口平台高程为50.70m，主安装间上、下游均设置防洪堤，上游防洪堤右端与机左边墙衔接，左端插入双洲副坝内，同时兼做连接公路的一部分；防洪堤顶高程50.70m，与进水口平台等高；下游防洪堤顶高程50.00m，高于下游校核洪水位49.03m。右端与主机间尾水挡墙衔连，左端插入双洲副坝内。厂区由、主机间边墩、上游防洪堤、下游防洪堤和尾水挡墙围

15、成发电厂房区域。进厂公路由双洲副坝坝顶引入至厂房下游回车场，公路平均坡比10%。,26,主要建筑物厂房布置,标准段机组长度确定为22.00m，边机组段长度为45.20m(与副安装间连为整体)，靠安装间的端机组宽度23.00m。机组段总长度为210.20m，伸缩缝采用一机一缝。主安装间长度49.00m，中间设结构伸缩缝一道。 机组长度从进水口至尾水出口的总长度为91.45m，其中厂房净跨度22.00m，下游副厂房长度28.00m，进水口平台长度为26.50m，尾水出口平台长度9.90m。 主厂房廊道层高程10.40m，为厂房最底层。主安装间下部紧靠机组布置渗漏集水井，在机右端布置检修集水井。流道

16、层高程20.50m，为机组安装中心线层。排水泵房层高程27.15m。管子廊道层高程30.50m，该层布置管子廊道和母线廊道，下游与副厂房的电缆层紧邻。,27,主要建筑物厂房布置,主机层高程35m，每台机组设置发电机井（6.60m10.00m）和水轮机井（5.52m14.40m），在两孔之间设置检修进人孔（D1.4m）。高程35.00m层地面布置有关机电设备如调速器油压装置、调速器机械柜等。同层主安装间下部布置空压机室和气罐室。安装层高程40.00m，为厂房设备安装和吊运层，厂房内设主副安装间。轨道层高程51.50m，布置1700/500kN和630/100kN两台单小车电动双梁桥式起重机，跨度

17、为22.00m。 下游副厂房布置在尾水管流道的上部，尾水管流道上部长度27.00m。副厂房主要分两层布置，局部三五层，结构形式为框架结构。结构缝布置与厂房机组段、安装间一致。 副厂房高程30.50m层上游侧布置有水轮机管子、母线电缆，下游布置技术供水室、消防供水泵室等。副厂房高程35.00m层上游布置3组发电机电压配电装置室、3段10kV开关柜室；下游布置空调水泵房、排风机房和400V厂用配电盘室。,28,主要建筑物厂房布置,副厂房高程40.00m层紧邻主厂房下游边墙布置中控楼和GIS开关站，该层在对应机组和机组主厂房下游边墙布置3台主变压器(型号为SSP10-70000/220)，在对应机组

18、主厂房下游边墙布置通信设备室、通信电缆室、蓄电池室等。高程45.50m层为电缆层，布置有中控室的电缆室、GIS室的管线间，办公室、吊物间等。高程50.00m层布置交接班室、中控室、继电保护室、GIS室。在GIS下游布置出线平台和空调主机平台。 进、尾水渠在双洲左侧之赵家洲尾部开挖而成。整个流道的的水头损失值为0.30m。,29,主要建筑物通航建筑物,桃源水电站坝址河段为级航道，上游最高通航流量和水位采用10年一遇洪水流量（即20600 m3/s）及相应上游水位为42.60m考虑，桃源水电站通航建筑物按远期规划、近期按最大通航流量10000 m3/s建设。 桃源水电站通航建筑物采用级船闸，相应水

19、工建筑物级别为：主要建筑物为3级，次要建筑物为4级，临时通航物为5级。船闸设计年货运量为250万t（其中下行200万t），船闸单向年通过能力为257.4万t。船闸有效尺度：120.0m180m3.5m（长宽门槛水深），设计最大过坝船队：2500t顶推船队，设计最大过坝船队尺寸：111m10.8m1.6m （长宽吃水深）。 船闸布置于双洲左侧之陈家洲，由上游导航堤、上闸首、闸室、下闸首、下游导航堤组成，系在陈家洲上开挖而成。船闸轴线与坝轴线垂直布置，其中上闸首与泄洪闸连接，为枢纽的挡水结构的一部分。,30,主要建筑物通航建筑物,上闸首长35m，宽36m，最大高度为30.70m，工作门采用下沉门，

20、工作门前设置检修门，输水廊道的工作阀门对称分设于两边闸墩内；闸室长109m，净宽18m，采用整体式结构，输水系统采用短廊道“倒口出流”消能工，闸室共分为7个结构段；下闸首长34m，宽36m，顶部高程为46.00m，最大高度为25.5m，工作门采用人字形钢闸门，出口处设置检修门。 引航道依地形条件采用不对称布置方式，上游引航道为旱地开挖而成，向左侧岸边扩展，基本宽度50m，底部高程开挖至34m；左右侧皆为土坡导航堤，左侧导航堤长412m，直线段总长390m。下游引航道为旱地开挖而成，向右侧岸边扩展，基本宽度40m，底部开挖至高程26.44m；靠下闸首侧为土坡导航堤，左侧导航堤总长为565.5m，

21、右侧导航堤总长为443.5m，直线段总长390m。,31,主要建筑物副坝,左、右岸接头坝段及江心洲覆盖层厚度约为518m，由于发电进出水渠开挖有大量弃渣，因此宜采用土石坝。 左右岸接头及双洲土石副坝，坝体采用开挖料填筑，填筑坡比12.5，在高程40m处设置一道2m宽的马道，土坝高程40m以下涉水坝坡采用干砌块石护坡，高程40m以上边坡采用草皮护坡，土石副坝采用高喷灌浆防渗墙防渗。左岸土石坝与船闸连接、土石坝与右槽泄洪闸连接型式采用半插入式剌墙。右槽泄洪闸边墩挡土部位有足够的刚度，侧墙采用衡重式，背侧坡比10.35。,32,安全检测,包括泄洪闸及厂房监测、土石副坝监测、船闸监测以及其它检测 泄洪

22、闸及厂房监测 变形监测包括：泄洪闸及厂房水平位移监测、垂直位移及倾斜监测、坝基变形监测、结构缝及施工缝监测等； 渗流监测包括：坝基扬压力和渗压监测、绕坝渗流监测等； 应力应变及温度监测包括：混凝土应力应变监测、钢筋应力监测、坝体及坝基温度监测等。 土石副坝监测 变形监测包括：大坝表面水平和垂直位移监测、坝体水平及沉降变形监测等； 渗流监测包括：坝体及坝基防渗体渗透压力监测、坝基渗压监测、混凝土坝与土坝接触渗流监测等。,33,安全检测,船闸监测 变形监测包括：闸室闸首表面水平和垂直位移监测、闸基变形监测、结构缝及施工缝监测等； 应力应变及温度监测包括：混凝土和钢筋混凝土结构应力应变监测、闸体及闸

23、基温度监测、钢筋应力监测等；土压力监测包括：界面土压力监测等。 其它监测 防洪护堤监测包括：表面垂直位移监测、渗透压力、浸润线及渗流量监测等。 环境量监测包括：大坝上、下游水位监测、库水温监测、降水量监测等。 淤积监测包括：坝前淤积监测、下游冲淤监测等。,34,安全检测,监测中心站布设在中控室内，配置2台计算机和相应的外设(网络适配器、调制解调器、UPS电源、打印机等)，其中一台为工控机，配套网络监控、通信等软件和防强电感应保护模块，用于整个坝区监测系统的监控和通信，另一台安装相应的软件系统，用于可视化信息处理分析。,35,办公生活区,办公区与生活区位于双洲副坝，生产办公用房总建筑面积约280

24、0m2。绿地率不小于35%，防汛设计按50年一遇洪水标准。 包括办公楼、宿舍楼、食堂、停车场、传达室、运动场等现代化风格的建筑设施。 办公楼由办公室、会议室、多功能厅、财务室、档案室、阅览室、陈列室、远程控制室、健身室等组成 。框架结构，首层为封闭式车库。 宿舍楼 2幢，约50套标准间，框架结构，首层为封闭式车库。 食堂大厅需能容纳60人共同进餐，并设有包厢。 运动场：设置1个标准篮球场（兼1个排球场）和1个标准网球场（兼2个羽毛球场）。,36,机电及金结设备,水力机械设备：水轮机、调速器、起重设备、供水系统、排水系统、压缩空气系统、油系统、水力监测系统等。 电气一次设备：发电机及电压配电装置

25、、主变压器、220GIS设备、厂用及厂区配电装置、照明系统等。 电气二次设备：计算机监控系统、励磁系统、主设备保护、线路保护及安全自动装置、直流电源、公用辅助设备控制系统、通风空调控制系统、闸门控制系统、船闸控制系统、图像监控系统、通信系统等。 金属结构： 泄洪闸：弧形工作门、液压启闭机、泄洪闸浮式检修门及门库等 发电工程：进水口拦污栅、清污抓斗、进水口检修门、进水口门机、尾水事故门、尾水门机、进水口和尾水临时挡水门等 船闸工程：上（下）闸首检修门、上（下）闸首门机、上（下）闸首工作门、上（下）闸首工作门启闭机、上闸首门机、下闸首检修门启闭机、上下闸首输水廊道工作门及其启闭机、输水廊道进水口拦

26、污栅、浮式系船环等,37,机电及金结设备,通风空调系统：离心风机、轴流风机、防爆轴流风机、制冷空调、风冷式冷水机组、冷冻水泵、膨胀水箱、吊顶风柜等。 消防系统：室内消火栓、地上式消火栓、各种阀门、压力变送器等自动化元件、自动滤水器、消防装置、各种灭火器、防毒面具、防火材料、防火隔板、消防配电装置、事故照明灯、应急灯、火灾报警及联动控制器、声光报警器、消防监控系统、感烟感温探头等。,38,水力机械,桃源水电站位于湖南省桃源县城沅水流域，是沅水干流河段的第14个梯级电站，也是沅水干流最末一个梯级电站。正常蓄水位39.5m，无调节能力，为河床径流式水电站。电站装机容量180MW，装设9台20MW的灯

27、泡贯流式水轮发电机组。多年平均发电量为7.93亿kWh，年利用小时数4404h。电站主要任务是以发电为主，兼顾航运、旅游等综合利用。 坝址多年平均流量2060m3/s，相应多年平均径流量为650亿m3;坝址多年平均含沙量0.062kg/m3，多年平均输沙率138kg/s。正常蓄水位方案支流泥沙虽有淤积，但量甚少，淤积导致的水库河床抬高幅度有限，对水库的有效库容影响很小。 桃源水电站为低水头径流式无调节水电站，上游水位变幅小，下游水位有较大变幅，额定水头确定为5.6m，电站水头范围为2.09.7m，单机容量中等，转轮直径约7.15米，从易于厂房枢纽布置、节省投资、能量参数水平高的优势，本电站选用

28、灯泡贯流式水轮机。,39,水力机械,电站基本参数： 上游水位 校核洪水位(0.2%) 48.98m 设计洪水位(2%) 45.18 m 正常蓄水位 39.5m 死水位 39.30m 尾水位 校核洪水位(0.2%) 48.60 m 设计洪水位(2%) 44.97m 最低尾水位 29.44m 设计尾水位（9台机满发Q=3732.4m3/s） 33.608m,40,水力机械,电站基本参数： 水能 装机容量 180MW 多年平均发电量 7.93亿kWh 年利用小时数 4404h 水轮机水头 最大水头 9.7m 额定水头 5.6m 加权平均水头 6.82m 最小净水头 2.0m 流量 多年平均流量 20

29、60m3/s,41,水力机械,电站基本参数： 泥沙资料 多年平均含沙量 0.062kg/m3 气温资料 极端最高气温 42.0 极端最低气温 -15.8 多年平均气温 16.7 调节特性 无调节,42,水力机械,灯泡式贯流式水轮机优点： 效率高，此水头段灯泡贯流式水轮机模型最优效率比轴流式水轮机模型最优效率高约1%以上。 水轮机单位参数水平高，在相同水头情况下，灯泡贯流式水轮机的过流量比轴流式水轮机大40%左右，即单位流量要高40%左右；单位转速高10%以上。 由于水轮机参数水平高，灯泡贯流式机组转速高，体积小，重量轻。虽然贯流式机组单位重量投资较大，但由于其尺寸小、重量轻，机组的生产制造成本

30、和轴流式机组差不多（从厂家咨询资料来看，灯泡贯流式机组的造价还略低）。,43,水力机械,灯泡式贯流式水轮机优点： 节省土建投资，由于灯泡贯流式水轮机参数水平高、机组尺寸小，减小了机组间距和厂房长度，有利于枢纽布置；水轮机安装高程虽然比轴流式水轮机低，但由于尾水管水平布置，且没有肘形尾水管，尾水管底板高程反而比轴流式机组高，基础开挖量显著减小。 缩短建设周期，由于灯泡贯流式水轮机没有蜗壳和肘形尾水管等曲线型流道的施工，土建施工速度可以加快；另外，在安装完机组主轴后，可以同时安装水轮机和发电机，从而缩短电站的建设时间。,44,水轮机参数,45,水轮机组成,水轮机旋转部分及附件 ：转轮轮毂、桨叶 、

31、受油器 、主轴、主轴密封、检修密封、大轴保护器 轴承：径向轴承、高压顶起装置 轴承油箱：油泵、滤油器、冷却器和附件等 高位油箱和漏油箱：轴承高位油箱、轮毂高位油箱、漏油箱 导水机构：内配水环 、外配水环、导叶、内外导叶轴承、导叶柄、弹簧连杆、控制环、关闭重锤、导叶接力器、液压锁定装置 压力侧导水部分：流道里村、管形座 吸出侧导水部分：转轮室、尾水管、基础环及伸缩节 巡视检修工作平台及扶梯、栏杆 油气水系统所有阀门、管路、泵、导管、电线电缆等 监测仪表、端子箱、盘柜及所有控制设备, 电线电缆，管路等 照明和接地装置 基础埋件及自动化元件,46,调速系统,机组调速系统操作用油压选用6.3MPa，调

32、速器选用DWST-125-6.3型双调节微机电液调速器，调速系统设置事故关机重锤。油压装置选用HYZ-9-6.3型，压力等级为6.3MPa。 调速系统组成： 调速器电气柜 调速器机械柜 调速器回油箱、油压装置及其控制柜 分段关闭装置 调速系统自动化元件 调速系统软件和应用软件 长江三峡能事达电气股份有限公司,47,起重设备,主厂房桥式起重机：厂内最大起重件为水轮机转轮，起吊重量约146t。全厂9台机，考虑2台机同时检修。选1台170/50t单小车电动双梁桥式起重机，跨度22m。主钩起吊高度35m，副钩起吊高度44m。为便于中小型部件的吊运，另设1台63/10t单小车电动双梁桥式起重机。跨度22

33、m。主钩起吊高度35m，副钩起吊高度44m。 GIS室桥式起重机：1套10t电动单梁桥式起重机。 永久仓库桥式起重机：1套10t电动葫芦单梁桥式起重机。,48,技术供水系统,全厂设备技术用水包括发电机空气冷却器用水、轴承冷却器用水、主轴密封供水，水冷式主变压器冷却用水，深井泵润滑水、各处清洗及生活等用水。 发电机空气冷却器和机组轴承油冷却采用单元供水，水源取自上游流道，经冷却器后直接排入流道。整套冷却水系统由机组厂供货，不计入全厂技术供水系统。 全厂公用技术供水用水量如下： 9台机主轴密封用水量： 27(m3/h) 3台主变压器冷却水用水量：120(m3/h) 其它共用设备用水量： 15(m3

34、/h) 则全厂技术供水总量为162(m3/h),49,技术供水系统,电站为低水头径流式电站。水头范围为29.7m，自流供水不能满足供水压力要求，故采用水泵供水，取水自上游水库。供水系统采用集中供水，全厂9台机设2套水泵供水系统，每套供水系统设3台供水泵，2台主用，1台备用。分别接至全厂技术供水总管。互为备用。同时每套供水系统可供一台机组发电机空冷和轴承油冷器的备用水源。 水泵供水取水口设在上游水库，并在每台水泵出水管上设全自动滤水器。水泵流量为200 m3/h，扬程为50m；滤水器设计流量200 m3/h。 由于电站位于桃源县城城区，自来水供应方便可靠，水质较好，电站主轴密封主用水及各处生活和

35、清洗用水直接取自自来水。在取水点设10 m3不锈钢中间水箱作调节之用。 两套电站自备供水系统共用一根贯穿全厂的DN200技术供水总管，引至各台机组备用供水和主变冷却供水管。,50,排水系统,电站排水系统包括机组检修排水和厂房渗漏排水两部分。 检修排水系统 检修排水采用间接排水。通过排水廊道至检修集水井。用深井泵排至尾水。 每台机组段上下游流道最低处各设1个排水阀，阀后由埋设钢管通向位于安装场段的检修集水井。集水井顶板上设密封盖板，并设通气管。 检修排水量为进水流道和尾水流道积水，约10000 m3。 排水时间按5小时排空积水计算，水泵扬程为停泵水位至下游水头差和管道沿程损失两部分之和，选定3台

36、深井水泵，每台水泵流量750m3/h、扬程40m。 为排除集水井内沉淀污水，设置1台潜水排污泵。排污泵流量90m3/h、扬程47m。 集水井容积约460m3。集水井内液位控制器自动控制排水泵的起停。集水井内另设一液位变送器至中控室。,51,排水系统,电站排水系统包括机组检修排水和厂房渗漏排水两部分。 渗漏排水系统 厂内渗漏水主要来源于厂内水工建筑物渗水、主轴密封漏水、各处管道阀门漏水、清洗用水等。厂内渗漏水量按1003/h考虑。 在流道底板以下设贯穿全厂的渗漏排水总管。各处渗漏水通过地漏和排水立管排至渗漏排水总管，渗漏排水总管接至渗漏集水井。由深井泵排至下游尾水。 设3台立式深井泵，2台工作，

37、1台备用。水泵流量按20min排空集水井内有效容积计算，扬程按最高尾水位与停泵水位之差加上管道损失确定。水泵流量210m3/h、扬程50m。排水泵的起停由液位控制器自动控制。集水井内另设一液位变送器至中控室。 为排除集水井内沉淀污水，设置1台潜水排污泵。排污泵流量90m3/h、扬程47m。 容积按汇集60min厂内总渗透漏水量，取有效容积100 m3。,52,压缩空气系统,电站压缩空气系统分为中压压缩空气系统、低压压缩空气系统。 厂内中压气系统 中压气系统用于在调速系统压油装置安装或检修后，向压力油罐充气；并在设备运行过程中补充压力油罐中的空气损耗。本电站压油装置额定油压为6.3MPa。设计采

38、用一级压力供气，通过管路向压力油罐补气。 中压气机的生产率根据压力油罐充气容积和充气时间要求确定。选择中压空压机2台，排气量940L/min，工作压力8.0MPa。首次充气2台机同时工作。补气时1台主用，1台备用。 贮气罐容积按压力油罐内油面上升150250mm时所需要的运行补气量，经计算并参考同类型电站确定设置2个2m3 、8.0MPa贮气罐。,53,压缩空气系统,厂内低压气系统 低压气系统用气部门主要包括机组制动、维护检修、吹扫、空气围带等。 本电站低压气系统压力为0.7MPa。 考虑维护检修用气量最大时2台空压机同时工作，生产率满足用气量要求。设2台排气量9.5 m3/min，工作压力0

39、.85MPa的低压空压机。另外设置1台移动式空气压缩机，排气量0.28 m3/ min，工作压力0.7MPa。 参考同类型电站设置1个1m3、0.8MPa制动专用贮气罐，1个3m3、0.8MPa检修贮气罐。 厂内中、低压压缩空气系统各空压机均根据压力设定值自动控制空压机的启停，储气罐上设置安全阀和压力信号控制器。,54,油系统,油系统分为透平油和绝缘油系统。 透平油系统 透平油系统主要用于机组润滑和机械液压用油。经估算，1台机组最大用油量为27m3。根据规范要求和电站运行需要，设置2个15m3净油桶和2个15m3运行油桶。 油泵容量按5h内充满1台机组设备的用油量确定，选择2CY-6/3.3-

40、1齿轮油泵2台。输油量6m3/h、最大工作压力0.33MPa。 油处理设备按8h内过滤1台机组设备的用油量确定，选择LY-100压力滤油机1台，生产率100L/min；另外选择透平油过滤机ZJCQ-6 1台，生产率6000L/h、工作真空P3500Pa。,55,油系统,油系统分为透平油和绝缘油系统。 绝缘油系统 绝缘油系统主要用于主变冷却用油。1台主变用油量为27.8 m3。因桃源电站离城市很近，油净化处理可利用市区专业厂商来处理，故不设绝缘油处理设备，只设2个20 m3储油桶。主变添油采用油槽车添油。,56,水力监测系统,水力监测系统的配置应以满足水轮发电机组安全可靠经济运行、自动控制及试验

41、测量的要求。包括全厂性监测和机组段监测两部分。 全厂性测量包括：上游/下游水位、电站毛水头。 机组段监测包括：拦污栅差压、进水门及尾水门平压、流道进口压力、尾水管出口压力、尾水管压力脉动、工作水头、机组流量、导叶前压力、转轮室压力、机组振动和摆度等。,57,水力机械设备布置,电站厂房由主厂房（包括主机段和主、副安装场）和副厂房两部分组成。主厂房总长271.2m，其中主机段长206.2m，主安装场长49米，副安装场长16米；主厂房净宽为22米。 机组安装高程为20.5m；由流道顶板强度要求确定主机层地面高程35.0m；由设备空间要求确定运行层地面高程40.0m；由最大件外配水环吊运翻身要求确定起

42、重机轨顶高程为51.5m。 机组段长度考虑流道进水口宽度2.2倍转轮直径，相邻流道隔墙（不分缝）厚度3m，安装场侧隔墙（分缝）厚度3.5m，最终确定为22m；因机组台数较多，安装场分为主、副2个安装场，主安装场长49m，副安装场16m。左、右侧边机组段考虑结构要求长度分别为23、24.2m。厂房总长度为266.2m。 安装场面积可满足2台机组发电机转子、定子、水轮机转轮、导水机构、主轴的摆放。,58,水力机械设备布置,主厂房宽度根据机组流道盖板、水轮机吊物孔以及设备布置要求确定为22.0m。 主厂房送风道布置在厂房上游墙内；油、水、气管道、设备布置在下游副厂房水机设备层；调速器和油压装置布置在

43、主厂房上游2象限。 透平油库及油处理室布置在主安装场段主机层。 渗漏排水泵房布置在主安装场下部管子廊道层。检修排水泵房布置在副安装场段副厂房管子廊道层。 中低压空压机室布置在主安装场段运行层。 消防及技术供水泵布置在下游副厂房管子廊道层。,59,电气一次,电站接入系统 桃源水电站以220kV等级一级电压、一回出线接入漳江220kV变电站，输送距离约14km，主变中性点直接接地。 送出工程特点 全线单回路架空，两次跨越沅水跨江处均采用高塔，线路沿县城规划区走向，绕过县城到达漳江220kV变电站。 线路所经过地区有水田、山地，主要植被为灌木。 线路跨越110kV线路1处、 10kV线路13处、沅水

44、2次、房屋14处、省道1次、 10kV改道1次。 线路途经3个乡镇4个村。,60,电气主接线,发电机与主变压器的组合方式 电站装机9台、单机容量20MW、220kV出线1回，根据电站的装机台数、单机容量、出线电压等级、出线回路数以及电站在电力系统中的地位与作用、运行特性、系统对电站的要求、电站运输条件等因素，对电站的发电机与主变压器的组合方式采用三机扩大单元接线。 220kV高压侧接线 220kV高压侧接线考虑了如下设计原则以后，采用单母线接线。 满足用户或电力系统的供电可靠性要求； 设备费、土建费、供电损耗等综合经济指标优越； 操作简单、调度灵活； 接线简单、清晰、过渡及检修方便； 继电保护

45、安全可靠。,61,电气主接线,厂用电方案 厂用电电源 在电气主接线方案的比较论证中，发电机和主变压器的组合方式推荐采用三机扩大单元接线，且在发电机回路装设断路器。因此，采取分别从三段发电机扩大母线段上(即主变低压侧)引接厂用电源的方式，可以保证在机组停机时从系统倒送厂用电。 为提高厂用电源的可靠性，从保留的施工变电所引一回10kV电源作为厂用电的备用电源，同时装设一台0.4kV柴油发电机组作为电站的保安电源。 厂用电电压 由于本电站枢纽布置范围较大、厂用电负荷的供电范围广，因此厂用电电压采用10kV和380/220V两个电压等级。,62,电气主接线,厂用电接线 厂用10.5kV母线分3段，第段

46、、第段和第段母线电源分别引自三段发电机扩大母线段，外来10kV备用电源接在第段母线上，0.4kV柴油发电机组同时接在0.4kV坝顶母线和0.4kV厂用母线上。正常运行时，由第、段工作母线分别供电；第和/或第段母线失电时，第段母线自动投入；当10.5kV厂用母线、段和外来10kV备用电源全部失电时，柴油发电机手动启动，通过柴油发电机提供电站所需事故保安电源。厂用电源的投入顺序为：发电机机端母线电源、系统倒送电、外来备用电源、柴油发电机组。 厂用电400V系统采用厂内用电、船闸及坝顶用电分开供电方式，厂内机组自用电、全厂公用电和照明用电采用混合供电方式。,63,主要电气设备,发电机 型式：三相、同

47、步、灯泡贯流式、密闭循环空冷 额定容量：20MW 额定电压：10.5kV 额定功率因数： 0.95 额定频率：50Hz 额定转速：78.9r/min 绝缘等级：F级 制动方式：机械制动 励磁方式：自并激可控硅静止励磁 消防方式：固定式水喷雾,64,主要电气设备,发电机出口断路器 发电机出口断路器选用专用于发电机出口的真空断路器，额定电压12kV，额定电流1600A，额定开断电流50kA。 发电机母线 根据回路工作电流和工作电压，发电机出口电压母线选用10.5kV共箱母线，额定电流1600A；三段发电机扩大母线段均选用10.5kV共箱母线，主回路共箱母线额定电流4000A，分支回路共箱母线额定电

48、流1600A。 发电机配电高压开关柜 进线电流互感器柜、主变低压侧电流互感器柜、电流互感器柜、电压互感器柜、励磁回路隔离插头柜、母线PT及避雷器柜、厂用回路断路器柜,65,主要电气设备,主变压器 主变压器选用户内、三相、双圈、强迫油循环水冷、铜绕组、无励磁调压升压电力变压器，其型号及参数如下： 型 号： SSP1070000/220 额定容量： 70000kVA 额定电压： 2422x2.5%kV/10.5kV 冷却方式： 强迫油循环水冷 联接组标号： YN,d11 短路阻抗： Uk=14% 在75额定电压、额定频率、额定容量下的效率：99.59% 上海电气阿尔斯通临港变压器有限公司,66,主

49、要电气设备,220kV配电装置 220kV配电装置采用GIS设备，含3个进线间隔、 1个出线间隔、1个PT、避雷器间隔，其主要参数如下： 型 式： SF6气体绝缘 额定电压： 220kV 最高运行电压： 252kV 额定电流： 1000A 额定频率： 50Hz 额定短路开断电流：40kA(有效值) 河南平高电气股份有限公司,67,主要电气设备,220kV出线设备 电容式电压互感器 型 式： 户外、单相、单柱、电容分压式 额定电压： 220/3 kV 变 比： 220/3 /0.1/ 3 /0.1/ 3 / 0.1/ 3 / 0.1kV 级次组合： 0.2/3P/3P/3P 容 量： 15/50

50、/50/50VA 额定电容量： 5000pf,68,主要电气设备,220kV出线设备 避雷器 型 式： 户外、立式、交流无间隙金属氧化物型 系统额定电压： 220kV 系统最高电压： 252kV 避雷器额定电压： 204kV 最高持续运行电压： 159kV 标称放电电流： 10kA 直流1mA参考电压： 296kV 雷电冲击电流下的残压(8/20s)： 532kV(峰值) 陡波标称放电冲击电流下的残压(1/5s)：594kV(峰值) 操作冲击电流下的残压(3060s波头)： 452kV(峰值),69,主要电气设备,干式变压器 厂用干式变压器 2000kVA 10.522.5%/0.4kV（带外

51、壳） 3台 坝用干式变压器 1600kVA 10.522.5%/0.4kV（带外壳） 2台 船闸干式变压器 400kVA 10.522.5%/0.4kV（带外壳） 2台 厂用高压开关柜 10.5kV真空断路器柜 20面 10.5kV隔离插头柜 2面 10.5kV电压互感器过电压保护柜 3面 厂用低压开关柜 包括：厂用低压开关柜、坝用低压开关柜、船闸低压开关柜以及厂用、坝用、船闸动力箱等,70,过电压保护与接地,直击雷保护 220kV GIS户内开关站高程为50.300m，户外出线平台布置在开关站下游侧，高程为50.300m。220kV出线段采用避雷线进行保护，220kV出线平台设备采用构架避雷

52、针进行保护，开关站、中控楼、坝顶配电房等屋顶设置避雷带，作为直击雷的保护。 感应过电压保护 采取各种屏蔽措施并妥善接地，如建筑物屏蔽网和电缆屏蔽接地等，进行感应过电压保护。 雷电侵入波过电压保护 为防止线路侧雷电侵入波过电压和操作过电压对设备的绝缘损坏，在出线侧装设一组线路型氧化锌避雷器、在每台主变压器低压侧各设一组电站型氧化锌避雷器。 电站接地设计 全厂接地电阻允许值为0.33（相应接地网电位为2000V）。,71,电气设备布置,主、副厂房布置 主厂房内布置9台灯泡贯流式水轮发电机组。主厂房分三层，从下至上依次为：第一层为廊道层，地面高程30.500m，该层布置有母线廊道和管道廊道；第二层为

53、主机层，地面高程35.000m，该层每机组段上游侧布置有发电机竖井，下游侧布置有水轮机竖井；第三层为运行层，地面高程40.000m，该层左端为主安装场，右端为副安装场，在主厂房部分上、下游侧布置有运行走道。 副厂房布置在主厂房下游侧，分2层，最底层地面高程为30.500m，该层布置有共箱母线、电缆、管线及水机设备等；第二层地面高程为35.000m，该层布置有发电机电压配电装置、厂用电设备等。,72,电气设备布置,主变压器室、220kV GIS开关站及出线平台布置 主变压器室布置在主厂房、机组段下游侧、副厂房上方，地面高程为40.000m。 220kV GIS开关站布置在主变压器室上方，地面高程

54、为50.300m，户外出线平台布置在开关站下游侧，与开关站同高程。 中控楼布置 中控楼布置在主厂房、机组段下游侧、主变压器室及220kV GIS开关站左侧，分三层：第一层地面高程为40.000m，布置有通信电源室、蓄电池室等；第二层为电缆层，地面高程45.500m；第三层地面高程为50.300m,布置有中控室和继电保护室。,73,电气二次自动控制,桃源电站总装机容量180MW，安装9台单机容量为20MW的水轮发电机组，220kV采用单母线接线，1回出线与电力系统相连。 根据桃源电站在电网中的地位和作用，建成后接受湖南省电力调度通信中心的调度，并将有关信息送往常德地调。 全厂监控系统 电站自动化

55、系统包括电站计算机监控系统、机组辅助设备控制设备、电站公用设备的控制系统、通风空调控制系统、图像监控系统等。这些系统以电站计算机监控系统为核心，各自独立设置并根据运行需要将有关数据送电站计算机监控系统，由监控系统进行监视或操作。,74,电气二次自动控制,计算机监控系统的结构 本电站自动化系统按无人值班（少人值守）的原则进行设计。电站采用全计算机控制，不再设置常规控制系统，仅设置简单的机组水机事故紧急停机硬逻辑回路。电站计算机监控系统采用分层分布开放式网络结构，分主控级和单元控制级，两级间采用光纤以太网通讯。为保证监控系统的可靠性，部分设备采用冗余设置，如监控系统主控级采用双系统工作站、双操作员

56、工作站，LCU采用双CPU、双电源模块、双通信模块等。考虑到电站调试阶段和将来运行人员巡视方便，计算机监控系统拟配置1套移动式操作员工作站,75,电气二次自动控制,76,电气二次自动控制,计算机监控系统的配置 主控级设备 系统工作站 2套 操作员工作站 2套 移动式操作员工作站 2套 工程师工作站 2套（含1套厂长终端） 培训工作站 1套 远程通信工作站 2套 厂内通信工作站 1套 语音报警工作站 1套 UPS电源 2套 网络通信设备及其他 2套 GPS时钟系统 1套 网络激光打印机 3台（1台彩色2台黑白） 控制台 1套,77,电气二次自动控制,计算机监控系统的配置 现地单元控制级（LCU）

57、设备 机组LCU 9套 公用设备LCU： 1套 220kV开关站LCU： 1套 现地控制单元(LCU)以可编程序控制器(PLC)为基础构成，辅以大屏幕液晶彩色触摸屏作为人机界面，实现自动控制数据采集功能。包括：电源模件、PLC、触摸屏、同期系统、电气测量装置、通信接口等各种功能器件。,78,电气二次自动控制,公用辅助设备控制系统 对公用设备的控制采用按对象设置为原则、以PLC为基础的独立控制装置，各自按其控制程序独立实现自动控制，并能与计算机监控系统的全厂公用设备现地控制单元LCU通信。 公用辅助设备控制系统包括： 中压气机控制系统 低压气机控制系统 渗漏排水控制系统 检修排水控制系统 技术供

58、水控制系统 通风空调控制系统,79,电气二次自动控制,自动化元件 机组自动化元件的配置和选型满足无人值班（少人值守）对自动化和安全监控提出的要求，满足由一个操作指令即可完成机组工况的自动转换。 为了保证机组及辅助设备、全厂公用系统安全运行，选配的自动化元件要保证正确可靠监视油、气、水及轴承、发电机定子等重要部位的运行参数与工况，为计算机监控系统提供可靠准确的信息，并能构成可靠的水力机械保护系统，为了增加自动控制和水力机械保护的可靠性，对于一些重要的辅助设备监视和安全运行的信号，采用开关量与模拟量并用的监视方式。 机组各测温点配备Pt100的铂热电阻，供温度监测和保护，其他非电气量运行参数应通过

59、相应的变送器转换成420mA的模拟量或通过通信总线送给监控系统相应的现地控制单元。,80,电气二次自动控制,发电机励磁系统 采用静止自并激可控硅励磁系统，调节规律为PID+PSS。励磁系统由励磁变压器、三相全控功率整流单元、微机励磁调节器、磁场断路器、交直流过电压和非全相保护、起励装置、量测用电流及电压互感器等组成。调节器有按电压偏差自动调节通道和按转子电流偏差手动调节通道，两个通道能相互跟踪，当自动通道出现故障时，能无扰动地自动切换到手动通道运行。调节器具备与计算机监控系统机组现地控制单元的接口，以实现监控系统对发电机励磁的监控和调节功能。 机组正常起励为机端残压起励，备用起励采用直流起励方式。 广州擎天实业有限公司,81,电气二次自动控制,泄洪闸控制系统 电站设置