水力機(jī)械、電工、金屬結(jié)構(gòu)及通風(fēng)采暖

初步設(shè)計階段河床式水電站設(shè)計報告范本——6水力機(jī)械、電工、金屬結(jié)構(gòu)及通風(fēng)采暖——[中小型]□范本主要編寫條件界定:南方平原地區(qū)、巖基、混凝土重力壩、左岸河床式電站廠房、貫流式燈泡水輪發(fā)電機(jī)組、河床中央表孔式溢流壩(泄洪閘)、右岸船閘、左岸開關(guān)站

目錄TOC\o"1-2"6水力機(jī)械、電工、金屬結(jié)構(gòu)及通風(fēng)采暖 36.1水力機(jī)械 36.2電工 156.3金屬結(jié)構(gòu) 356.4通風(fēng)采暖 406水力機(jī)械、電工、金屬結(jié)構(gòu)及通風(fēng)采暖6.1水力機(jī)械6.1.1電站基本參數(shù)(1)氣溫最高氣溫℃最低氣溫℃月平均最高氣溫℃月平均最低氣溫℃(2)河水水溫最高水溫℃月平均最高水溫℃月平均最低水溫℃(3)濕度年平均相對濕度％月平均最大濕度％多年平均最大相對濕度％(4)泥沙特性多年平均含沙量kg/m3實測最大含砂量kg/m3(5)河水水質(zhì)總硬度°G(德國度)暫時硬度°GPH值腐蝕性(6)流量電站多年平均流量m3/s最小實測流量m3/s最大實測流量m3/s(7)水位上游水位正常蓄水位m校核洪水位(P=％)m設(shè)計洪水位(P=％)m死水位m下游水位校核洪水位(P=％)m設(shè)計洪水位(P=％)m正常尾水位(Q=m3/s時)m最低尾水位(Q=m3/s時)m(8)水頭最大水頭m最小水頭m加權(quán)平均水頭m設(shè)計水頭m(9)水庫性能有效庫容萬m3死庫容萬m3總庫容萬m3調(diào)節(jié)性能(10)裝機(jī)容量MW(11)保證出力MW(12)多年平均發(fā)電量MW·h(13)年利用小時數(shù)h(14)電站在電力系統(tǒng)中的地位6.1.2水輪機(jī)及其輔助設(shè)備6.1.2.1水輪機(jī)的型式、臺數(shù)、基本參數(shù)和安裝高程的選定本電站為河床式電站,水頭范圍為m～m。根據(jù)電站水頭范圍,水輪機(jī)可選擇貫流式燈泡機(jī)組或軸流式機(jī)組兩種。由于貫流式燈泡機(jī)組單位流量大、單位轉(zhuǎn)速高、效率高,土建投資也省,因此，通常采用此種機(jī)型。為論證選型的合理性,設(shè)計中亦對軸流式水輪機(jī)方案進(jìn)行了比較。水輪機(jī)型式的選擇根據(jù)電站的水頭范圍,目前國內(nèi)可供選擇的燈泡貫流式水輪機(jī)和立軸軸流式水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪及其參數(shù)列于表6.1-1。

表6.1-1水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪及其參數(shù)表水輪機(jī)型式貫流式燈泡機(jī)組立軸軸流式機(jī)組轉(zhuǎn)輪型號葉片數(shù)推薦最大使用水頭,m最優(yōu)工況,L/s,r/minηmax,％設(shè)計工況,L/sη,%,m·kW表6.1-1顯示,貫流式燈泡機(jī)組以GZ……轉(zhuǎn)輪【／選取二個GZ型轉(zhuǎn)輪】較優(yōu)。而立軸軸流式機(jī)組(具體說明要求同貫流式燈泡機(jī)組)，則以ZZ……轉(zhuǎn)輪(必要時亦可擇取二個轉(zhuǎn)輪)較優(yōu)。現(xiàn)分別以這些轉(zhuǎn)輪結(jié)合本電站參數(shù)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。提示：擬對模型轉(zhuǎn)輪的最高效率、單位流量Q1′、單位轉(zhuǎn)速n1′和氣蝕系數(shù)σ等參數(shù)以及制造運行經(jīng)驗等進(jìn)行分析比較說明。如引用國外模型轉(zhuǎn)輪或從國外引進(jìn)設(shè)備，可根據(jù)引用或引進(jìn)的情況和資料進(jìn)行編寫。水輪機(jī)基本參數(shù)和機(jī)組臺數(shù)的選擇1)水輪機(jī)額定水頭的選擇在水能計算中,根據(jù)電站在系統(tǒng)中的地位、電力電量平衡、裝機(jī)規(guī)模以及經(jīng)濟(jì)分析,選定電站設(shè)計水頭為m,據(jù)此,水輪機(jī)額定水頭選定為m。提示：或根據(jù)電站具體情況簡述選定理由也可根據(jù)(1.0～0.90)Ha進(jìn)行初選,Ha為加權(quán)平均水頭。2)水輪機(jī)單位流量的選擇從表6.1-1看出,GZ型和ZZ型轉(zhuǎn)輪的最大使用單位流量分別為m3/s和m3/s。結(jié)合這些轉(zhuǎn)輪在國內(nèi)電站已經(jīng)使用的經(jīng)驗和因氣蝕而導(dǎo)致的開挖深度分析,初步確定GZ轉(zhuǎn)輪的為m3/s,ZZ轉(zhuǎn)輪的為m3/s。水輪機(jī)單位轉(zhuǎn)速的選擇本電站為徑流式,水輪機(jī)在額定水頭以上運行的時間較長,水輪機(jī)應(yīng)盡量處于加權(quán)平均水頭和最高水頭區(qū)間的高效區(qū),這樣在低水頭范圍內(nèi)也有較好的效率,從而獲得理想的電能。因此,對貫流式燈泡機(jī)組來說,宜在=(1.1～1.25)范圍內(nèi)選取。結(jié)合電站及GZ轉(zhuǎn)輪特點,選定=r/min;對軸流式ZZ轉(zhuǎn)輪,按1.05選取，即=r/min。4)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑等參數(shù)和機(jī)組臺數(shù)的選定為合理選定水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑和機(jī)組臺數(shù),對機(jī)組參數(shù)進(jìn)行了計算,并征得了等制造廠家的意見?，F(xiàn)將2臺、3臺和4臺(必要時可加5臺方案)三個方案(或4個方案)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)列于表6.1-2。表6.1-2方案比較表序號名稱單位第一方案第二方案第三方案……備注1水輪機(jī)型號2裝機(jī)容量MW3機(jī)組臺數(shù)臺4單機(jī)容量MW5水輪機(jī)額定水頭m6水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑m7水輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速r/min8水輪機(jī)額定流量m3/s9水輪機(jī)額定出力MW10水輪機(jī)額定工況點效率%11水輪機(jī)最高效率%12水輪機(jī)允許吸出高度m13單臺水輪機(jī)重量t14發(fā)電機(jī)型號15發(fā)電機(jī)額定容量MW/MVA16單臺發(fā)電機(jī)重量t17單臺水輪機(jī)價格萬元18全部水輪機(jī)價格萬元19單臺發(fā)電機(jī)價格萬元20全部發(fā)電機(jī)價格萬元21全部機(jī)組價格萬元22配套機(jī)械設(shè)備估價萬元23配套電氣設(shè)備估價萬元24土建投資估算萬元25總投資估算萬元26多年平均電能億kW·h27十年電能價值估算萬元

從表6.1-2可以看出。經(jīng)比較，電站選用3臺貫流式燈泡機(jī)組方案。提示：編寫報告時應(yīng):(1)對表中所列各轉(zhuǎn)輪的優(yōu)缺點加以分析和比較。(2)機(jī)組臺數(shù)的比較，直接涉及水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑大小的選擇。目前，世界上投入運行的貫流式燈泡機(jī)組最大轉(zhuǎn)輪直徑為7.7m；坑式增速齒輪貫流式燈泡水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪最大直徑為8.2m;國內(nèi)已生產(chǎn)的貫流式燈泡水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪最大直徑為6.4m。(3)隨著我國制造技術(shù)和工藝水平的提高和發(fā)展，且考慮到天津發(fā)電設(shè)備總廠和法國阿爾斯通公司、杭洲發(fā)電設(shè)備廠與挪威克瓦納公司、富春江水電設(shè)備總廠和日本富士公司等相繼成立了合資公司，我國生產(chǎn)貫流式燈泡機(jī)組的能力日趨提高。因此，從生產(chǎn)難度考慮，轉(zhuǎn)輪直徑為6.3m以至7.0m以下可考慮在國內(nèi)生產(chǎn)，否則宜考慮從國外進(jìn)口的方案。5)水輪機(jī)安裝高程的確定為求得合理的水輪機(jī)安裝高程,徑流式電站擬根據(jù)流量、水頭、保證率曲線和下游水位流量關(guān)系曲線,計算水輪機(jī)吸出高度值和相應(yīng)的安裝高程。本設(shè)計階段,根據(jù)額定水頭計算Hs值,用最大和最小水頭校核。計算結(jié)果,額定水頭的值為……m,最大,故以此值確定安裝高程。值按下式計算。電站轉(zhuǎn)輪材料用不銹鋼,K值取1.05,故=m,為適度增加安全余量,選定=m。提示：如材料為普通碳鋼,K值可取1.15或1.2。電站選用貫流式燈泡機(jī)組,關(guān)于其值計算點的確定,國內(nèi)一些電站多采用下游水位至葉片頂部的距離。但國外及進(jìn)口機(jī)組均采用下游水位至葉片頂部以下1/4D1的距離?？紤]貫流式燈泡機(jī)組系臥軸,水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的空蝕是隨時間而變化的,每個葉片空蝕最嚴(yán)重的時間只有整個運行時間的20%～25%,且國內(nèi)制造經(jīng)驗已日趨成熟,運行經(jīng)驗也表明空蝕均不嚴(yán)重。因此,采用下游水位至葉片頂部以下1/4D1的距離作為Hs值的計算點,安裝高程▽E按下式計算:為安全起見,下游尾水位Zd暫按一臺機(jī)組流量的尾水位計算,電站的安裝高程為m。發(fā)電要求的下游最低尾水位為m,按出水流道頂部在此尾水位以下尚需淹沒0.5m～1m的要求計算,水輪機(jī)的安裝高程為m。比較上述兩項計算結(jié)果,水輪機(jī)按空蝕性能要求【/按出水流道頂部淹沒0.5m～1m要求】確定安裝高程,其值為m。6)選定的機(jī)組參數(shù)綜上所述,選定水輪機(jī)及其配套發(fā)電機(jī)的主要參數(shù)如下。水輪機(jī)型號GZ-WP-最大水頭m最小水頭m額定水頭m額定功率MW額定流量m3/s額定轉(zhuǎn)速r/min飛逸轉(zhuǎn)速r/min額定工況點效率%最高效率%吸出高度m發(fā)電機(jī)型號SFWG-/額定容量MW/MVA額定電壓V額定電流A額定功率因數(shù)(一般為0.9,根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,也可考慮采用0.95)滯后額定轉(zhuǎn)速r/min飛輪力矩GD2t·m26.1.2.2水輪機(jī)的輔助設(shè)備為實現(xiàn)機(jī)組的自動控制,每臺水輪機(jī)配有自動調(diào)速器與相應(yīng)的油壓裝置各一臺。貫流式燈泡機(jī)組發(fā)電機(jī)置于水下的燈泡內(nèi),由于水流條件的影響,燈泡比受到一定的限制。發(fā)電機(jī)尺寸較小,飛輪力矩GD2相應(yīng)較小,建議投入電網(wǎng)運行,以保證機(jī)組運行的穩(wěn)定性。調(diào)速器型號:。提示：通常，為保證機(jī)組運行的穩(wěn)定性,宜投入大電網(wǎng)中運行。如果機(jī)組在較小的地方電網(wǎng)中運行,調(diào)速器宜選用已研制成功并適用于貫流式燈泡機(jī)組的調(diào)速器,或其它性能較好的數(shù)字型可編程調(diào)速器,以使機(jī)組運行的穩(wěn)定性良好。結(jié)合所選調(diào)速器列出其有關(guān)性能參數(shù)。油壓裝置型號:。提示：結(jié)合所選油壓裝置列出其參數(shù)。6.1.2.3水輪機(jī)過流部件及控制尺寸的選定貫流式燈泡機(jī)組呈臥式布置。水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑m,有個漿葉,漿葉材料為不銹鋼(或普通碳鋼)。泄水環(huán)為球體,分上下兩瓣。部位為不銹鋼材料,其余部分為普通碳鋼。水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)由導(dǎo)葉和內(nèi)外配水環(huán)等組成。導(dǎo)葉呈圓錐式,共16只,布置于內(nèi)外配水環(huán)之間,起調(diào)節(jié)過水流量之作用。整個機(jī)組借助〔管形殼(相當(dāng)于立式機(jī)組的座環(huán))支撐,并將全部受力傳遞于混凝土基礎(chǔ)上。管形殼由內(nèi)外管形殼和上下支臂組成,除起支撐作用外,還起導(dǎo)流作用〕。過流部件的控制尺寸為:燈泡比燈泡體直徑m喉管直徑m進(jìn)水流道進(jìn)口尺寸(寬×高)m×m尾水管長度m尾水管出口尺寸(寬×高)m×m6.1.2.4水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)節(jié)保證計算甩100%負(fù)荷的水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)節(jié)保證計算結(jié)果如下:當(dāng)額定水頭Hr=m、N=kW時,Q=m3/s,ΣLV=m2/s,導(dǎo)葉關(guān)閉時間Ts1=s,Ts2=s,機(jī)組最大速率上升βmax=%,導(dǎo)葉前最大壓力Hmax=m。當(dāng)最大水頭Hmax=m、N=kW時,Q=m3/s,ΣLV=m2/s，導(dǎo)葉關(guān)閉時間Ts1=s,Ts2=s,機(jī)組最大速率升高βmax=%,導(dǎo)葉前最大壓力Hmax=m。根據(jù)以上結(jié)果,為滿足引水道設(shè)計強(qiáng)度和機(jī)電設(shè)計規(guī)程對機(jī)組速率上升的要求,導(dǎo)水機(jī)構(gòu)關(guān)閉時間調(diào)整定為Ts1=s,Ts2=s。6.1.3輔助機(jī)械設(shè)備6.1.3.1廠內(nèi)橋式起重機(jī)機(jī)電設(shè)備的最重起吊件為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子【/導(dǎo)水機(jī)構(gòu)】,重t。為滿足設(shè)備安裝和檢修的需要,廠內(nèi)選用一臺起重容量為/t橋式起重機(jī)。另增設(shè)一臺5t電動葫蘆裝在起重機(jī)大梁下面,以滿足安裝過程中小部件頻繁起吊的需要。起重機(jī)跨度m,主鉤起升高度m,副鉤起升高度m。一般貫流式燈泡機(jī)組在安裝發(fā)電機(jī)時,采用定子套轉(zhuǎn)子(空氣間隙約7mm左右)的方式,對起重機(jī)的起吊速度要求比較嚴(yán)格。為保證安裝質(zhì)量,一般要求主鉤和小車增加調(diào)速裝置,使常規(guī)的起吊速度能夠變慢。本電站是否需要增設(shè)此種裝置,待技施設(shè)計階段根據(jù)機(jī)組的結(jié)構(gòu)和安裝方法再行確定。提示：列出起重機(jī)的初選參數(shù)。6.1.3.2技術(shù)供水系統(tǒng)技術(shù)供水系統(tǒng)主要用于水輪機(jī)主軸密封、發(fā)電機(jī)冷卻器、軸承冷油器、空氣壓縮機(jī)冷卻、水泵潤滑,以及廠內(nèi)洗滌等用水。初步估算,各部位冷卻水量為：。發(fā)電機(jī)空氣冷卻器冷卻水m3/h,水壓MPa。水輪機(jī)軸承油冷卻器冷卻水m3/h,水壓MPa。水輪機(jī)主軸密封潤滑水L/min,水壓MPa。低壓空氣壓縮機(jī)冷卻水m3/h,水壓MPa。發(fā)電機(jī)冷卻用水和軸承潤滑油箱冷卻用水,采用自流和水泵供水相結(jié)合的單元供水方式,每臺機(jī)組設(shè)一臺工作泵,三臺機(jī)組共用一臺備用泵。選用水泵型號為型,Q=m3/h,H=m,電機(jī)配套功率N=kW。提示：如電站裝機(jī)四臺以上,也可考慮兩臺機(jī)組為一單元,每一單元設(shè)三臺泵。其中每臺機(jī)組設(shè)一臺工作泵,二臺機(jī)組共用一臺備用泵。水泵從上游取水,出水側(cè)與供水母管相連；自流供水管亦從上游進(jìn)水流道取水,然后分別接至母管。當(dāng)枯水期水頭較高和負(fù)荷較低時,如自流供水可滿足運行要求,不必啟動水泵,以節(jié)省廠用電,否則將啟動水泵供水。水自流或水泵抽水至母管后，經(jīng)濾水器分別送至各用水處。水輪機(jī)主軸密封對水質(zhì)要求比較高,下(或上)游側(cè)副廠房屋頂部(或其它處)……m高程處設(shè)一容積50m3(左右)的供水池,供沉淀泥沙。從水池向主廠房引一供水總管,然后分別引出支管向各主軸密封供水?？諝鈮嚎s機(jī)冷卻水、水泵潤滑和啟動前注水,以及廠內(nèi)洗滌用水等均從此母管引出。在母管前端設(shè)有兩只濾水器,互為備用,以保證供水的可靠性和水質(zhì)要求。水池由二臺水泵從上游抽取供水,一臺工作,一臺備用。水泵型號為,Q=m3/h,H=m,配套電動機(jī)功率為kW。提示:(1)如設(shè)置供水池有困難,可在各主軸密封供水支管上加裝精過濾器等。(2)如果發(fā)電機(jī)的冷卻為一密閉循環(huán)系統(tǒng),一般由廠家提供兩臺專用冷卻水泵。因此，可采取水泵向水池供水,然后由水池引水至廠房內(nèi)母管,再分支送至水輪機(jī)主軸密封、水輪機(jī)軸承潤滑冷卻、水泵潤滑和注水,以及廠內(nèi)生活洗滌等用水處。6.1.3.3排水系統(tǒng)排水系統(tǒng)包括三部分:機(jī)組檢修排水、廠內(nèi)滲漏排水和廠區(qū)排水。(1)機(jī)組檢修排水采用間接排水方式。設(shè)一檢修排水廊道,先將進(jìn)出水流道內(nèi)的積水排入此廊道內(nèi),然后由置于廊道層的離心水泵排至下游。廊道采用密閉型?？紤]到機(jī)組檢修時可能出現(xiàn)尾水位高于正常尾水位的情況,此時下游水位按……m考慮。因此,流道進(jìn)出口閘門之間的總充水容積為m3,上下游閘門漏水量按L/(s·m)考慮,總漏水量為m3/h。規(guī)定一臺機(jī)組檢修時總排水時間不超過6h,水泵臺數(shù)不少于2臺(不考慮備用),每臺水泵的排水量應(yīng)大于上下游閘門的總漏水量。據(jù)此,選用水泵二臺,型號為,Q=m3/h,H=m,配套電動機(jī)功率為kW。廊道總?cè)莘e為m3。(2)廠房滲漏排水廠房滲漏排水主要包括水輪機(jī)主軸密封、空氣壓縮機(jī)冷卻水、廠房水下部分水工結(jié)構(gòu)滲漏水以及洗滌等排水。為排除上述各項滲水,避免水倒灌入廠房,廠內(nèi)設(shè)置一滲漏集水井,總?cè)莘em3。在集水井上層m高程處設(shè)置二臺深井水泵,將滲漏水排至下游,一臺工作,一臺備用。水泵的型號為,Q=m3/h,H=m,配套電動機(jī)功率N=kW。排水泵的啟停由液位控制器控制。(3)廠區(qū)排水系統(tǒng)廠區(qū)排水包括廠區(qū)集雨面積內(nèi)排水和壩基滲漏排水。按有關(guān)專業(yè)提供的廠區(qū)排水集雨面積為m2,10年一遇暴雨量強(qiáng)度為mm/h,計算得集水量為m3/h;壩基滲漏排水為m3/h。一般情況下直接排至下游,當(dāng)洪水季節(jié)下游水位高于m高程時,排入廠區(qū)集水井,再用水泵抽至下游。廠區(qū)洪水期總排水量為m3/h,選用二臺排水泵,一臺工作,一臺備用,水泵型號為,Q=m3/h,H=m,配套電動機(jī)功率為kW。集水井總?cè)莘e為m3,有效容積為m3,底部高程為m。在集水井處設(shè)一自流排水管。一般情況下,集水井的水可自流排至下游。當(dāng)下游水位升至m高程以上,關(guān)閉自排閥,用水泵抽至下游。排水泵的啟停由液位控制器控制。6.1.3.4壓縮空氣系統(tǒng)壓縮空氣系統(tǒng)包括中壓壓縮空氣系統(tǒng)和低壓壓縮空氣系統(tǒng)。(1)中壓壓縮空氣系統(tǒng)中壓壓縮空氣系統(tǒng)主要用于調(diào)速系統(tǒng)壓力油槽和機(jī)組事故緊急制動用氣。油壓裝置型號為,額定工作壓力為4.0MPa。擬采用二級壓氣供氣方式以提高空氣干燥度。經(jīng)計算,選用二臺2V-1/60型空氣壓縮機(jī),Q=1m3/min,P=6.0MPa,一臺工作,一臺備用;選用2m3高壓貯氣罐二個,一個額定壓力為6.0MPa,另一個額定壓力為2.5MPa。6MPa的貯氣罐經(jīng)減壓閥減壓至4MPa后,用于壓力油槽用氣；2.5MPa貯氣罐的壓縮空氣由壓氣機(jī)經(jīng)減壓閥減壓得到,用于機(jī)組緊急事故制動用氣?？諌簷C(jī)的起停由6MPa貯氣罐上的壓力信號器自動控制。提示：如選用一級供氣方式，則據(jù)此方式敘述。(2)低壓壓縮空氣系統(tǒng)低壓壓縮空氣系統(tǒng)主要用于機(jī)組正常制動用氣、水輪機(jī)檢修密封、吹掃和風(fēng)動工具用氣。經(jīng)計算,選用二臺……空壓機(jī),Q=m3/min,H=MPa,一臺工作,一臺備用。選用貯氣罐一只,V=m3,P=0.8MPa,供機(jī)組正常制動用氣和水輪機(jī)檢修密封用氣,壓氣機(jī)的起停由貯氣罐的壓力信號器自動控制。吹掃和風(fēng)動工具用氣直接由空氣壓縮機(jī)供給,此時空氣壓縮機(jī)系手動操作。6.1.3.5油系統(tǒng)油系統(tǒng)包括透平油系統(tǒng)和絕緣油系統(tǒng)。(1)油罐的選擇絕緣油系統(tǒng)主要用于主變壓器和油開關(guān)用油。一臺最大容量的主變壓器充油量為t,一臺油開關(guān)的充油量為t,兩者總和為t。按此總和的1.1倍選用m3絕緣油罐二只,一只為凈油罐,一只為污油罐。透平油系統(tǒng)主要用于機(jī)組潤滑和操作用油,以及調(diào)速系統(tǒng)油壓裝置用油。機(jī)組潤滑和操作用油總量為t,調(diào)速系統(tǒng)油壓裝置用油總量為t,兩者總和為t。按此總和的1.1倍選用m3透平油罐二只,一只為凈油罐,一只為污油罐。(2)油處理設(shè)備選用真空濾油機(jī)一【/二】臺,型號為ZJY-100,凈油能力Q=100L/min,工作真空度小于666Pa,額定壓力小于0.5MPa,總功率55.09kW,透平油和絕緣油系統(tǒng)共用(或透平油和絕緣油系統(tǒng)各一臺)。三臺壓力濾油機(jī),型號為LY-100,Q≥100L/min,H=0MPa～0.3MPa,電機(jī)功率2.2kW,二臺用于透平油系統(tǒng),一臺用于絕緣油系統(tǒng)。三臺齒輪油泵,型號為2CY-6/3.3-1,Q=6m3/h,H=0.33MPa,電機(jī)功率3kW,二臺用于透平油系統(tǒng),一臺用于絕緣油系統(tǒng)。(3)油化驗設(shè)備油化驗設(shè)備按簡化分析的原則配置。提示：具體設(shè)備選型可按水電部1975年頒發(fā)的《油化驗設(shè)備配置標(biāo)準(zhǔn)》開列。6.1.3.6水力量測系統(tǒng)本系統(tǒng)包括以下五個監(jiān)測部分:(1)上下游水位及毛水頭測量上下游水位計均選用型水位測量儀,并配有水位差顯示儀表顯示電站毛水頭。上述三臺接受顯示器均布置于中控室內(nèi)。本電站為徑流式電站，為經(jīng)濟(jì)運行,一般情況下水輪機(jī)過流量須與上游來水量保持平衡,以達(dá)到上游水位保持不變，故在調(diào)速器內(nèi)裝有水位控制裝置,其信號由上游水位計引出。(2)攔污柵壓差測量每臺機(jī)組設(shè)置攔污柵差壓計一臺,傳感器型號為,二次儀表型號為。(3)機(jī)組流量測量機(jī)組采用差壓法測流。在流道內(nèi)不同過流截面的位置上布置若干測點,測出不同過流斷面上的壓差值,換算出流量并顯示。差壓變送器型號為,測量范圍,精度,二次儀表型號為。(4)凈水頭測量根據(jù)水頭,機(jī)組漿葉調(diào)整為實現(xiàn)漿葉和導(dǎo)葉協(xié)聯(lián),故設(shè)置凈水頭測量。差壓變送器型號為,測量范圍為,精度為,二次儀表型號為。(5)流道各斷面壓力測量為了掌握流道各斷面的水壓變化,供運行和科研部門分析參考,擬在流道各有關(guān)斷面布設(shè)測點和壓力表(如需要時個別點可設(shè)壓力變送器,將壓力信號輸至中控室)。提示：以上系按常規(guī)水力測量系統(tǒng)設(shè)計原則編寫。目前測量儀表在不斷的革新和發(fā)展，一些綜合性測量儀表不斷涌現(xiàn)。例如武漢水利電力大學(xué)等單位研制的YLX-02型微機(jī)差壓流量效率監(jiān)測裝置和華中理工大學(xué)研制的HSJ-2型多功能水力機(jī)械計算機(jī)測試裝置就是較適用的二例。這些裝置可同時顯示：瞬時流量、累計耗水量、蝸殼進(jìn)口壓力、上下游水位、工作水頭、機(jī)組出力、累計發(fā)電量、發(fā)電耗水率和機(jī)組效率,并可與上位微機(jī)接口;HSJ-2型多功能裝置還可實現(xiàn)機(jī)組振動、擺度、過渡過程、軸心軌跡、盤車和其它需要的新功能等的監(jiān)測和顯示。這些裝置的精度較高,達(dá)0.5級,其中流量系數(shù)的率定精度也可達(dá)1.0～1.5級，較為準(zhǔn)確、方便?；溉省|江和葛洲壩等水電站已利用這些裝置對原測流設(shè)備等進(jìn)行了技術(shù)改造。運行實踐證明,其性能和使用效果良好,利于電站經(jīng)濟(jì)運行,較受歡迎。目前一些電站，特別是貫流式燈泡機(jī)組電站,雖然也裝設(shè)了常規(guī)差壓測流儀，但因流量系數(shù)的率定較麻煩和困難,準(zhǔn)確性較差,故多擱置未投入運行,這樣,原型機(jī)組的效率測驗也就較為困難。因此，在這些電站中裝設(shè)上述新型裝置的方案,值得在水電站(特別是貫流式燈泡機(jī)組電站)設(shè)計中加以考慮和采用,以利于電站的經(jīng)濟(jì)運行。6.1.3.7機(jī)械修理設(shè)備本電站機(jī)械修理設(shè)備按水利電力部1975年頒發(fā)的《水電站機(jī)械修理設(shè)備配置標(biāo)準(zhǔn)(試行)》【/電站實際需要】配置,配置設(shè)備詳見設(shè)備清單(見表6.1-3)。6.1.4廠房及水力機(jī)械主要設(shè)備布置廠房為封閉式結(jié)構(gòu),布置在溢流壩的左側(cè)。主廠房內(nèi)安裝3臺貫流式燈泡機(jī)組,機(jī)組間距m,主廠房總長m,寬m。安裝場與其成一列式布置,在其左端與進(jìn)廠公路直通。安裝場面積按機(jī)組大修時放置發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪、外配水環(huán)、主軸五大件考慮,并留各大件翻身所需場地,確定安裝場長m,寬m。水輪機(jī)安裝高程為m,安裝場高程為m。運行層高程為m，主要布置有調(diào)速器、油壓裝置、油冷卻器和制動柜等。廊道層高程為m,布置軸承油箱、關(guān)閉重錘和檢修排水泵等。提示：有些電站在運行層和廊道層之間專設(shè)一層管道層有些電站僅設(shè)置局部管道間和管道溝可視具體布置編寫。還可以要求廠家對調(diào)速器和油壓裝置的布置作改進(jìn)避免專設(shè)管道層。油罐室、油處理室布置在。主廠房下游側(cè)分設(shè)層副廠房,布置有空氣壓縮機(jī)、供水泵、滲漏排水泵、消防水泵、電氣副廠房、工具間及現(xiàn)場辦公室……。提示：根據(jù)具體布置位置編寫。

6.1.5水力機(jī)械主要設(shè)備清單水力機(jī)械主要設(shè)備清單見表6.1-3。表6.1-3水力機(jī)械主要設(shè)備清單序號名稱型號規(guī)格單位數(shù)量備注1水輪機(jī)2發(fā)電機(jī)3調(diào)速器4油壓裝置5橋式起重機(jī)6機(jī)組冷卻供水泵7主軸密封等供水泵8消防供水泵9檢修排水泵10滲漏排水泵11廠區(qū)排水泵12低壓空氣壓縮機(jī)13中壓空氣壓縮機(jī)14真空濾油機(jī)15壓力濾油機(jī)16齒輪油泵17離心式風(fēng)機(jī)18軸流式風(fēng)機(jī)19冷暖分體機(jī)組20窗式空調(diào)器21量測設(shè)備22機(jī)械修理設(shè)備23油化驗設(shè)備24卡車25轎車注:(1)21、22、23項中的設(shè)備應(yīng)根據(jù)電站實選設(shè)備分項列出。(2)可根據(jù)電站實選設(shè)備對本表所列設(shè)備進(jìn)行增減。

6.2電工6.2.1接入電力系統(tǒng)方式(1)水電站與電力系統(tǒng)的連接方式本電站位于地區(qū)(市)縣境內(nèi),為徑流式水電站,是一個以發(fā)電為主,兼有航運等綜合效益的水電樞紐工程。電站裝有3臺機(jī)組,單機(jī)容量為MW,總裝機(jī)容量為MW,多年平均發(fā)電量為億kW·h,年利用小時數(shù)為h,保證出力P=90%為MW。電站除向地區(qū)(市)提供電力、解決供需矛盾外,還對改善水運航道具有十分重要的意義。本電站屬中【/小】型徑流式電站,考慮到電站所處的地理位置、建設(shè)、投資、裝機(jī)規(guī)模及能量指標(biāo)等因素,確定水電站主要供電對象為地區(qū)(市)(或縣),解決地區(qū)(市)和縣的缺電問題。根據(jù)院系統(tǒng)專業(yè)(或地區(qū)(市)電力部門)提供的資料,采用kV和kV兩級電壓接入電力系統(tǒng),其出線回路數(shù)和并網(wǎng)點、各回出線的負(fù)荷、輸電距離、線徑等情況詳見表6.2-1。表6.2-1電站接入系統(tǒng)出線情況表出線起訖點電壓等級,kV出線回路數(shù)輸電距離,km輸電容量,kW導(dǎo)線型號(2)接入電力系統(tǒng)的電力計算資料根據(jù)電力系統(tǒng)設(shè)計水平年及遠(yuǎn)景電源開發(fā)和網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu),經(jīng)計算,系統(tǒng)歸算至水電站kV電壓母線上的正序電抗為(標(biāo)么值),零序電抗為(標(biāo)么值),基準(zhǔn)容量為100MVA,系統(tǒng)容量為MVA;歸算至kV電壓母線上的正序電抗為(標(biāo)么值),零序電抗為(標(biāo)么值),基準(zhǔn)容量為MVA,系統(tǒng)容量為MVA。電站在電力系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)基荷【/部分腰荷】運行,主要送電電壓等級為kV,在kV母線有【/無】穿越功率,機(jī)組功率因數(shù)采用,充電容量為kVar,有【/無】調(diào)相、調(diào)頻要求,主變壓器采用無激磁調(diào)壓方式,110kV變壓器中性點采用直接接地方式。35kV變壓器中性點設(shè)置【/不設(shè)置】消弧線圈,容量為kVA。發(fā)電機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下:發(fā)電機(jī)型號:;額定功率:;額定電壓:;額定電流:;功率因數(shù):;額定頻率:;額定轉(zhuǎn)速:;定、轉(zhuǎn)子繞組絕緣水平:;轉(zhuǎn)動力矩(GD2):;勵磁方式:。提示：根據(jù)具體的出線電壓等級系統(tǒng)要求進(jìn)行敘述。6.2.2電氣主接線根據(jù)電力系統(tǒng)資料及本電站在地區(qū)(市)及縣電力系統(tǒng)中的地位、作用及運行方式,按照接線簡單清晰、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理及便于分期過渡的原則,對其電氣主接線進(jìn)行多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。6.2.2.1電氣主接線方案比較(1)發(fā)電機(jī)電壓側(cè)接線方案的比較對發(fā)電機(jī)電壓側(cè)采用四個方案進(jìn)行比較。方案一,單母線接線:此方案接線簡單清晰,設(shè)備較少,投資省,運行維護(hù)方便,布置簡單。缺點是母線及母線所連接的隔離開關(guān)故障或檢修時需全廠停電,而且母線上的短路容量較大。方案二,單母線斷路器分段接線(為限制短路電流,正常運行時母線斷路器斷開運行):該方案供電可靠,當(dāng)一段母線及設(shè)備故障時,不致全廠停電,仍有部分機(jī)組可正常送電。缺點是設(shè)備較多,投資略貴,布置比方案一相對復(fù)雜。方案三,擴(kuò)大單元接線:接線簡單清晰,設(shè)備少,操作維護(hù)方便,便于布置,投資較省。缺點是當(dāng)兩個擴(kuò)大單元的主變和機(jī)組交叉故障或檢修時,其對應(yīng)的機(jī)組容量不能通過另一臺主變送出,運行靈活性較差。方案四,單機(jī)單變接線:此方案最為靈活和方便,故障影響最小,繼電保護(hù)簡單。但在交叉故障或檢修時有一部分電能無法送出,而且近區(qū)及廠用變均接在一臺機(jī)組上,可靠性相對降低;主變壓器數(shù)量多,主變高壓側(cè)出線回路多,布置復(fù)雜,投資增加。以上各方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較見表6.2－2。表6.2-2發(fā)電機(jī)電壓側(cè)接線方案比較表方案編號一二三四接線名稱一次接線簡圖設(shè)備投資(萬元)年運行費(萬元)計算費用(萬元)土建投資優(yōu)點缺點推薦方案通過對以上四個方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和綜合分析,在技術(shù)上可行的條件下,選用費用相對較低、安全可靠、布置和繼電保護(hù)簡單的第方案,作為發(fā)電機(jī)電壓側(cè)接線的推薦方案。主變壓器選用臺,其型號分別為-/和-/。(2)升高電壓側(cè)接線方案的比較1)對110kV電壓側(cè)接線擬定了四個方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。方案一:單母線接線。該方案簡單清晰,運行維護(hù)方便,布置簡單,投資較省,便于實現(xiàn)自動化、遠(yuǎn)動化。缺點是供電可靠性較差。方案二:單母線帶簡易旁路接線。該方案接線較清晰,運行靈活,供電相對于方案一較可靠。特別是在線路有熔冰要求時,可兼作線路熔冰母線,故在線路熔冰時,不致影響其它出線和機(jī)組的正常供電。缺點是倒閘操作較單母線多,繼電保護(hù)相對復(fù)雜。方案三:采用內(nèi)橋帶外跨條接線。該方案高壓側(cè)斷路器較少,開關(guān)站布置簡單,占地面積小,便于擴(kuò)建時改為單母線帶旁路接線。但主變壓器的切除和投入較復(fù)雜;橋連斷路器檢修時,兩個回路需解列運行。提示：在系統(tǒng)有穿越功率要求時也可采用外橋接線報告作相應(yīng)修改。方案四:采用單母線帶斷路器分段接線。除與單母線有相同的優(yōu)點外,在母線及所連接設(shè)備檢修或故障時,只影響一段母線及所連接的回路停電,可靠性高于單母線接線。各方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見表6.2-3①①表6.2-3與表6.2-2格式完全一樣,略——編者。通過對以上四個方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和綜合分析,選用第方案作為110kV升高壓側(cè)的推薦接線方案。2)對35kV電壓側(cè)接線擬定了四個方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。方案一:單母線接線,采用戶內(nèi)手車式開關(guān)柜。該接線簡單明了,運行維護(hù)方便,布置簡單,進(jìn)出線斷路器故障或檢修可用備用小車替換,停電時間短,但投資較大。方案二:單母線接線,采用戶外布置設(shè)備。該方案運行維護(hù)較方案一差,在進(jìn)出線斷路器故障或檢修時,該回路停電。方案三:單母線帶簡易旁接線,采用戶外布置。該方案接線較簡單,配置靈活,供電較單母線戶外布置可靠,停電時間短。但占地面積大,倒閘操作稍多。方案四:單母線斷路器分段接線。對重要負(fù)荷可從不同段引出兩個回路,供電可靠。在一段母線故障后,不影響另一段母線的正常運行,適合于兩回進(jìn)線和四回以上出線的開關(guān)站。但設(shè)備投資較大。各方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見表6.2-4②②表6.2-4與表6.2-2格式完全一樣,略——編者。通過對以上四個方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和綜合分析,選用第方案作為35kV側(cè)的接線方案。提示：對主接線的方案選取此處僅列出了幾種常用的可根據(jù)系統(tǒng)資料及具體情況靈活調(diào)整選取最佳方案并進(jìn)行敘述。6.2.2.2廠用電接線及壩區(qū)用電根據(jù)本電站所選的機(jī)組型式、容量和臺數(shù),廠用變壓器暫選用兩【/三】臺kVA的干式變壓器,接線組別采用Y,yno【/D,yn11】,選用阻抗電壓值為。其中兩臺廠用變壓器電源分別取自兩段(臺)發(fā)電機(jī)電壓母線,每臺廠用變壓器低壓側(cè)分別與一段廠用母線相連接,保持相對的獨立性,并互為暗備用。每臺廠用變壓器均可帶全廠負(fù)荷。廠用低壓母線采用單母線斷路器分段的接線方式,并且在兩【/三】段母線之間裝設(shè)備用電源自投裝置。廠用母線電壓采用400【/230】V,三相四線制系統(tǒng)【/三相五線制系統(tǒng)】,中性點直接接地。提示：由于貫流式燈泡水輪發(fā)電機(jī)組對廠用電的可靠性要求較高,為保證電站運行安全可靠和考慮閘門防汛要求,宜設(shè)置一臺柴油發(fā)電機(jī)組作為電站的保安電源。廠壩區(qū)的閘門用電分別取自廠用電兩段低壓主母線。由于船閘布置在廠房的右側(cè),距離廠房較遠(yuǎn),且負(fù)荷較大。為保證廠用電的可靠性和減小過大的電壓降對電氣設(shè)備的影響,同時,考慮到船閘及電站運行屬兩個不同的管理單位,為便于計量,船閘的電源從發(fā)電機(jī)電壓母線上取得,采用電纜饋電方式。變壓器及配電裝置就近布置在船閘附近,其變壓器容量暫定為kVA,型號為/。推薦的電氣主接線方案詳見圖圖6.2-1。圖6.2-1電氣主接線圖6.2.3短路電流計算和主要電氣設(shè)備選擇6.2.3.1短路電流計算根據(jù)電力系統(tǒng)資料,電力系統(tǒng)折算至水電站kV電壓母線上的系統(tǒng)阻抗為(基準(zhǔn)容量為100MVA),系統(tǒng)容量為MVA。根據(jù)系統(tǒng)要求及與主機(jī)廠家最終協(xié)商的資料,發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電抗取X″d為,發(fā)電機(jī)額定電壓為kV,功率因數(shù)取為。結(jié)合以上資料對推薦的電氣主接線方案進(jìn)行了不同短路點的短路電流計算,計算用的單線圖見圖6.2-2,網(wǎng)絡(luò)正序阻抗圖見圖6.2-3。圖6.2-2計算用單線圖圖6.2-3網(wǎng)絡(luò)正序阻抗圖經(jīng)計算,不同短路點的短路電流計算值詳見表6.2-5。

表6.2-5短路電流計算結(jié)果表短路點編號短路點平均電壓基線電流正序組合電抗分支線名稱分支計算電抗分支額定電流短路電流周期分量起始值4s短路電流有效值起始短路容量短路電流非周期分量起始值短路電流沖擊值短路全電流最大有效值短路熱效應(yīng)UpiIjX1xzsInIzIz4SzIfz0ichIchQdt(f=4s)kVKAkAkAkAMVAkAkAkAKA2sd1小計d2小計d3小計d4小計6.2.3.2主要電氣設(shè)備的選擇主要電氣設(shè)備根據(jù)技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運行維護(hù)方便和安全可靠的原則進(jìn)行選擇,應(yīng)符合有關(guān)規(guī)程、規(guī)范的要求。電氣設(shè)備的技術(shù)參數(shù)均按正常工作的條件進(jìn)行選擇,并按各不同短路點的短路情況進(jìn)行校驗,兩者同時滿足要求。對發(fā)電機(jī)電壓側(cè)選用型高壓成套開關(guān)柜,內(nèi)裝設(shè)SN10-10型少油斷路器【/ZN-10型】真空斷路器。35kV側(cè)斷路器選用型多油【/SF6】斷路器,隔離開關(guān)選用GW5-35型。提示：或:當(dāng)采用戶內(nèi)式布置,選用型高壓成套開關(guān)柜,內(nèi)裝設(shè)SN10-35型少油【／SF6】【／型】真空斷路器。110kV側(cè)高壓斷路器選用SW6-110型【/SW7-110型】少油斷路器【/SF6敞開式電器】,隔離開關(guān)選用占地面積較省的GW5-110型。為防止鐵磁諧振過電壓,110kV母線電壓互感器選用電容型電壓互感器。提示：(1)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣設(shè)備的型式多樣化，新產(chǎn)品不斷推出，因此，電氣設(shè)備的選擇應(yīng)根據(jù)技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的原則進(jìn)行選取，并應(yīng)經(jīng)過多方案的比較。此處僅以目前中小型電站中常用的一些設(shè)備為例進(jìn)行描述。(2)對貫流式燈泡機(jī)組,發(fā)電機(jī)的引出線電纜,考慮彎曲半徑的需要以及維護(hù)、更換的方便,一般選用單芯電纜引出。編寫具體的設(shè)計報告時,可根據(jù)實際進(jìn)行補充和完善。各級電壓配電裝置的主要電氣設(shè)備技術(shù)參數(shù)選擇詳見表6.2-6。表6.2-6主要電氣設(shè)備選擇表項目及數(shù)值設(shè)備位置及型號短路電流計算值及產(chǎn)品保證值備注Ue,kVIe,AI″,kAicn,kAQdt,kA2·s110kVd點短路計算值型斷路器型隔離開關(guān)型電流互感器35kVd點短路計算值型斷路器型隔離開關(guān)型電流互感器10.5kV(6.3)d點短路計算值型斷路器型隔離開關(guān)型電流互感器各主要電氣設(shè)備的型式、規(guī)格、材料、數(shù)量及主要技術(shù)參數(shù)詳見圖6.2-1電氣主接線圖及表6.2-7。表6.2-7主要電氣設(shè)備材料表工程名稱:專業(yè)：編號名稱型號規(guī)格單位材料數(shù)量備注1控制臺2馬賽克返回屏3機(jī)組控制屏4輔機(jī)控制屏5機(jī)組測溫屏6發(fā)電機(jī)保護(hù)屏7勵磁系統(tǒng)8主變保護(hù)屏9110kV線路保護(hù)屏1035kV線路保護(hù)屏1110kV線路保護(hù)屏12廠用變保護(hù)屏13近區(qū)變保護(hù)屏14110kV母差保護(hù)屏15公用設(shè)備屏16電能計量屏17故障錄波屏18事故照明切換屏19220V直流充電屏20220V直流饋線屏2124V直流充電屏2224V直流饋線屏23聯(lián)鎖切機(jī)屏24端子箱25控制箱26控制電纜27蓄電池28計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)29電氣試驗室設(shè)備30火災(zāi)報警裝置注：本表僅列出電站電氣二次接線的主要設(shè)備和材料，適用于中小型水電站。選型和數(shù)量應(yīng)隨各電站的情況不同而異。6.2.4電氣設(shè)備的布置根據(jù)樞紐布置情況,電站主廠房布置在河床左岸。電氣設(shè)備布置根據(jù)機(jī)組的布置特點,并按照機(jī)電設(shè)備運行維護(hù)方便,盡量減少開挖,以及主、副廠房電氣設(shè)備與主變壓器場、開關(guān)站和中央控制室位置相對合理等原則進(jìn)行。6.2.4.1廠房電氣設(shè)備布置主廠房全長m,機(jī)組間距為m,廠房跨度為m,其中安裝場段長為m。廠房布置臺貫流式燈泡機(jī)組,安裝場位于主廠房的左側(cè),進(jìn)廠公路從下游側(cè)可直達(dá)主廠房內(nèi)的安裝場。在廠房電氣設(shè)備布置中,主要對中央控制室的布置進(jìn)行了兩個方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。方案一,將中央控制室布置在安裝場下游側(cè)【/端部】副廠房的第層中。此處位于機(jī)組和開關(guān)站、主變壓器場之間,位置比較適中,通風(fēng)、采光條件較好,交通便利。但機(jī)組及其附屬設(shè)備的控制、保護(hù)等與中控室之間的電纜相對較長,增加了造價。方案二,將中控室布置于主廠房下游側(cè)副廠房中,高程為m。該處距離機(jī)組較近,電纜較短,運行人員也可方便的觀察到機(jī)組運行情況。但它的通風(fēng)、采光條件較差,噪音及振動較大,需對控制和保護(hù)屏采取必要的防振處理,以免由于振動而引起誤動作,同時需采取一定的防止噪音的措施。提示：(1)當(dāng)機(jī)組臺數(shù)為2臺時,可將中控室布置于機(jī)組段端部靠近安裝場處,使中控室位于機(jī)組與主變壓器場和開關(guān)站之間,機(jī)組及開關(guān)站到中控室的電纜都相對縮短。(2)當(dāng)機(jī)組臺數(shù)為3臺(或4臺)時,將中控室布置于機(jī)組段之間,這樣雖然距主變壓器場和開關(guān)站距離較遠(yuǎn),但由于開關(guān)站到中控室的電纜比機(jī)組到中控室的電纜要少得多,總的投資仍會相對降低,因此,將中控室布置于機(jī)組段之間是較合理的。(3)當(dāng)中控室布置于下游側(cè)副廠房內(nèi)時,為便于運行管理,應(yīng)使中控室的高程盡量與運行層的高程相同。(4)蓄電池室應(yīng)盡量靠近中控室布置。(5)在條件允許時可將機(jī)旁屏集中布置在中控室內(nèi),簡化了運行層的布置,并且可以做到運行人員機(jī)電一體化。(6)對貫流式燈泡機(jī)組,由于燈泡頭進(jìn)人孔較小,且由此孔進(jìn)入的管路及電纜較多,為便于安裝、維護(hù)和降低造價,將發(fā)電機(jī)中性點電流互感器安裝于燈泡頭內(nèi)。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和充分論證后,確定第方案作為中央控制室布置位置的推薦方案。副廠房一列式布置于主廠房和安裝場的下游側(cè)。主廠房下游側(cè)副廠房長m,寬m,共分四層。第一層高程為m,布置有水泵房等室;第二層高程為m,布置有;第三層高程為m,與運行層同一高程,布置有;第四層高程為m,主要布置有室及其它電氣房間。安裝場下游側(cè)副廠房分三層,長m,寬m。第一層與安裝場同一高程,布置有高壓試驗室和電氣修理間等房間;第二層高程為m,布置有等;第三層高程為m,布置有等。提示：副廠房的層數(shù)根據(jù)實際需要而定但不宜過高。主副廠房的電氣設(shè)備布置詳見圖6.2-4廠房布置圖。圖6.2-4廠房布置圖6.2.4.2主變壓器場及開關(guān)站設(shè)備的布置根據(jù)樞紐總布置及地形和地勢情況,結(jié)合各電壓等級的出線方向,將主變壓器布置于安裝場下游側(cè),靠近河床與下游進(jìn)廠公路之間,高程與安裝場相同,主變壓器檢修可通過運輸軌道進(jìn)入安裝場,變壓器中性點設(shè)備就近布置于主變壓器旁。開關(guān)站位于主變壓器場左側(cè)的山坡上,考慮到與進(jìn)廠公路的銜接和洪水位的影響,盡可能減少開挖方量,開關(guān)站的高程定為m。擬定了開關(guān)站平面布置的兩個比較方案。方案一見圖,方案二見圖。由于河床式電站兩岸臺地較寬闊【/河中有洲】,為便于安裝維護(hù)及運行管理,因此,在兩方案中110kV配電裝置均采用戶外中型布置,35kV配電裝置擬定了戶內(nèi)及戶外布置兩種型式進(jìn)行比較。綜合分析它們各自的優(yōu)缺點,在滿足技術(shù)性可行的條件下,方案具有土建開挖方量少,布置清晰,進(jìn)出線方便,交通運輸便利等優(yōu)點,故選用方案作為開關(guān)站的布置方案。35kV配電裝置選用戶外【/戶內(nèi)】布置方案。提示：開關(guān)站電氣設(shè)備的布置主要根據(jù)電站所處位置的地形地貌及樞紐總布置進(jìn)行，而且存在著一定的人為因素。因此，應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)行詳細(xì)的敘述。6.2.5過電壓保護(hù)及接地6.2.5.1過電壓保護(hù)方式的選擇各級電壓配電裝置的防雷保護(hù)均按有關(guān)規(guī)程、規(guī)范的要求進(jìn)行配置,詳見電氣主接線圖6.2-1。在110kV和35kV電壓母線側(cè)各裝設(shè)一組避雷器,以保證在各種運行方式下,雷電侵入波均不能危及主變壓器及主要電氣設(shè)備。由于主變壓器場距開關(guān)站110kV及35kV電壓母線上的避雷器大于【/小于】規(guī)程允許的距離,故在主變壓器附近裝設(shè)【/不裝設(shè)】一組110kV及35kV級的避雷器,以保證主變壓器的安全。主、副廠房的直擊雷保護(hù)采用在屋頂裝設(shè)避雷帶的方法。主變壓器場、進(jìn)線段和開關(guān)站擬采用根獨立避雷針作為防止直擊雷的保護(hù)措施。提示：或利用地形采用避雷線作為防止直擊雷的保護(hù)措施。也可采用一支m高的消雷器來進(jìn)行保護(hù),但消雷器的使用目前未寫進(jìn)規(guī)程中,采用須慎重。6.2.5.2全廠接地方案的確定全廠擬設(shè)一總的接地網(wǎng),除充分利用主廠房水下部分、開關(guān)站部分和自然接地體外,在進(jìn)水口及尾水混凝土下、壩前圍堰內(nèi)再敷設(shè)一部分水下接地網(wǎng)。經(jīng)初步計算,總接地電阻可以達(dá)到規(guī)程規(guī)定的Ω的要求,能保證設(shè)備及人身安全,同時滿足接觸電勢及跨步的要求。提示：當(dāng)土壤電阻率較高時，可在開關(guān)站等部位使用降阻劑，作為降低接地電阻的措施。6.2.6自動控制6.2.6.1全廠監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)目前中小型水電站的運行情況,提出兩種監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)供比較選擇。(1)常規(guī)監(jiān)控系統(tǒng)常規(guī)監(jiān)控系統(tǒng)由中控室控制主環(huán)、機(jī)旁現(xiàn)地機(jī)組控制屏兩大部分組成?？刂浦鳝h(huán)由控制臺和馬賽克返回屏組成,其主要功能如下:——在控制臺或機(jī)旁控制屏上能以一個脈沖命令完成開、停機(jī)及并網(wǎng)操作;——在控制臺或機(jī)旁控制屏能對機(jī)組的有功、無功負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整;——在控制臺上配備機(jī)組電氣測量表計,對機(jī)組運行時主要電氣參數(shù)進(jìn)行測量監(jiān)視;——在返回屏上能對主變壓器和輸電線路的斷路器進(jìn)行分、合閘及同期并網(wǎng)操作;——在返回屏上能監(jiān)視主變壓器和輸電線路的運行狀態(tài)及電氣參數(shù);——在返回屏上集中設(shè)立全廠事故和故障信號。機(jī)組主要監(jiān)控設(shè)備布置在機(jī)組旁現(xiàn)地,主要包括機(jī)組控制屏、測溫屏和輔機(jī)控制屏。機(jī)組控制系統(tǒng)擬以可編程控制器(PLC)為核心構(gòu)成。目前,可編程控制器具有可靠性高、價格適中、易于安裝調(diào)試和易于擴(kuò)展等特點,適宜于水電站構(gòu)成邏輯控制系統(tǒng)?？刂茖ο笾饕ㄕ{(diào)速器、勵磁裝置和油、水、氣系統(tǒng)等輔機(jī)設(shè)備。機(jī)組控制系統(tǒng)可以一個脈沖命令自動完成開、停機(jī)及工況轉(zhuǎn)換操作,也可實現(xiàn)分步操作。在輔機(jī)控制屏上設(shè)有控制按鈕或開關(guān),對油、水、氣系統(tǒng)輔機(jī)設(shè)備可實行一對一手動操作,保證在可編程控制器因故退出運行時,能以手動分步方式實現(xiàn)開、停機(jī)。在機(jī)組測溫屏上設(shè)置帶微處理器的溫度巡檢裝置,對發(fā)電機(jī)的定子、空冷器、機(jī)組軸承等進(jìn)行巡檢。另外,設(shè)置數(shù)字式溫度報警儀,對重要的測溫點(如機(jī)組軸承)進(jìn)行常溫監(jiān)視。(2)計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)加簡易常規(guī)電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用二級分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu),由單元級和主控級兩部分組成。此結(jié)構(gòu)有如下優(yōu)點:——由于各種監(jiān)控功能按對象分布,多由CPU完成,實時響應(yīng)速度快,對主計算機(jī)的要求相對降低;——分層分布式系統(tǒng)運行靈活和冗余度高,局部故障不會引起整個系統(tǒng)癱瘓;——系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)控制單元和數(shù)據(jù)采集單元組成,投資低廉,便于更新和擴(kuò)展。本結(jié)構(gòu)單元級由按控制對象分布的若干LCU組成,收集生產(chǎn)過程中的信息,并執(zhí)行對生產(chǎn)過程的控制。機(jī)組控制用的LCU以可編程控制器及數(shù)據(jù)采集單元構(gòu)成,能獨立完成數(shù)據(jù)采集和處理、事故檢測報警、控制調(diào)節(jié)等功能,實用性好,響應(yīng)速度快和可靠性高。主控級為兩臺互為備用的工業(yè)控制計算機(jī),完成對全廠的安全監(jiān)控、事故處理及人機(jī)聯(lián)系等功能。為了保證在計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)因故障退出運行時,電站仍能進(jìn)行正常的操作和運行,設(shè)置簡易常規(guī)監(jiān)控作為后備。上述兩種方案各有利弊。方案(1)投資少、技術(shù)切實易行,較適合于一般小型水電站。方案(2)一次投資大,技術(shù)較復(fù)雜,對建設(shè)方的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)要求高,但符合目前電站技術(shù)的發(fā)展潮流,易于實現(xiàn)電站綜合自動化及流域集中調(diào)度管理。綜上所述,推薦采用方案(2)。6.2.6.2勵磁系統(tǒng)及自動化元件(1)勵磁系統(tǒng)勵磁系統(tǒng)的基本技術(shù)應(yīng)按照《大中型同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)技術(shù)要求(GB7409.3-1997)》和《大中型水輪發(fā)電機(jī)靜止整流勵磁系統(tǒng)及裝置技術(shù)條件(DL/T583-95)》。電站擬采用機(jī)端變自并激三相半控橋靜止可控硅整流勵磁系統(tǒng),采用帶微處理器的勵磁調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器應(yīng)具有按電壓偏差自動調(diào)節(jié)通道和按轉(zhuǎn)子電流偏差手動調(diào)節(jié)通道,兩個通道應(yīng)能相互跟蹤,并能在自動通道出現(xiàn)故障時,無擾動地自動切換到手動通道。給定裝置采用數(shù)字型電位器,無功功率的調(diào)整既可在現(xiàn)地,也可在遠(yuǎn)方中控室進(jìn)行。調(diào)節(jié)器應(yīng)具備與計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地LCU聯(lián)接的接口,以實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)對勵磁系統(tǒng)實現(xiàn)投、切及調(diào)節(jié)的功能。(2)自動化元件機(jī)組自動化元件必須能滿足由一個操作指令即可完成機(jī)組工況的自動轉(zhuǎn)換。為了保證機(jī)組安全運行,所配機(jī)組自動化元件能監(jiān)視機(jī)組油、氣、水及軸承等重要部件的運行參數(shù)及工況,構(gòu)成水力機(jī)械保護(hù)系統(tǒng)。綜合計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的要求,除溫度外,機(jī)組的非電氣量運行參數(shù)應(yīng)通過Ⅲ型變送器轉(zhuǎn)換成4-20mA的電氣量、輸入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),機(jī)組各測溫點配備pt-100的鉑熱電阻供巡視和監(jiān)測。6.2.7繼電保護(hù)6.2.7.1水電廠的繼電保護(hù)方案根據(jù)《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程(GB14285-93)》,電站的繼電保護(hù)配置如下:(1)發(fā)電機(jī)——縱聯(lián)差動保護(hù)——復(fù)合電壓起動過電流保護(hù)——過電壓保護(hù)——過負(fù)荷保護(hù)——逆功率保護(hù)——失磁保護(hù)——定子接地保護(hù)——轉(zhuǎn)子一點接地保護(hù)——軸電流保護(hù)提示：對于貫流式機(jī)組宜裝設(shè)逆功率保護(hù)。對于軸電流保護(hù)可根據(jù)生產(chǎn)廠家的條件及機(jī)組具體情況考慮是否裝設(shè)。(2)主變壓器——縱聯(lián)差動保護(hù)——復(fù)合電壓起動過電流保護(hù)——零序保護(hù)——瓦斯保護(hù)——過負(fù)荷保護(hù)——溫度保護(hù)提示：對于110kV大電流接地系統(tǒng)的變壓器才裝設(shè)零序保護(hù)。(3)110kV線路——三段式距離保護(hù)——二段式零序電流或零序距離保護(hù)提示：該保護(hù)可選用“四統(tǒng)一”定型保護(hù)屏,根據(jù)具體情況配備高頻電壓切換箱及三相一次重合閘。(4)35kV、10kV線路——電流速斷保護(hù)——過電流保護(hù)提示：必要時,35kV線路保護(hù)可加裝功率方向元件,以提高靈敏度和選擇性。(5)近區(qū)變壓器——縱聯(lián)差動保護(hù)(視變壓器容量也可設(shè)置電流速斷保護(hù))——過電流保護(hù)——過負(fù)荷保護(hù)——瓦斯保護(hù)——溫度保護(hù)(6)廠用變壓器——電流速斷保護(hù)——過電流保護(hù)——零序過電流保護(hù)

6.2.7.2系統(tǒng)保護(hù)和安全自動裝置的配置根據(jù)要求設(shè)置系統(tǒng)保護(hù)和安全自動裝置,包括:。提示：可能設(shè)置的裝置如下:發(fā)電機(jī)組:高頻切機(jī)、聯(lián)鎖切機(jī)、低頻自起動。輸電線路:三相一次重合閘。6.2.7.3各類繼電保護(hù)裝置的布置電站設(shè)有中央控制室，采用有人管理集中控制運行的模式。因此,主變壓器、輸電線路和廠用電的繼電保護(hù)裝置以保護(hù)屏的形式集中布置在中控室內(nèi)。提示：可布置在中控室控制主環(huán)的一側(cè),也可布置在控制主環(huán)之后。報告根據(jù)實際情況描述。另外,全廠直流電源屏、電能計量屏和公用設(shè)備屏等設(shè)備也布置在中控室內(nèi)。機(jī)組保護(hù)屏與機(jī)組監(jiān)控設(shè)備布置在機(jī)旁,便于對機(jī)組進(jìn)行現(xiàn)地運行的監(jiān)控和調(diào)試,同時也縮短了電纜長度。6.2.8二次接線6.2.8.1二次接線系統(tǒng)設(shè)計方案(1)控制全廠的控制采用一對一的方式。常規(guī)監(jiān)控方案直接采用強(qiáng)電一對一的控制方式;考慮到接口電路的要求,計算機(jī)監(jiān)控方案采用弱電一對一控制方式。簡易常規(guī)和計算機(jī)監(jiān)控共用出口電路,但采用各自獨立的控制電源,并能互相閉鎖。弱電電壓采用直流24V【/48V】。斷路器操作回路、自動化元件操作回路和輔機(jī)操作回路采用直流220V。提示：對于常規(guī)監(jiān)控系統(tǒng)則采用強(qiáng)電一對一的控制方式。(2)測量全廠的測量亦采用一對一的方式,根據(jù)《電測量儀表裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程(SDJ9-87)》配置全站的測量儀表。因采用計算機(jī)監(jiān)控方案,測量儀表的配備可適當(dāng)簡化,且與監(jiān)控系統(tǒng)的模擬量輸入接口共用變送器,以保證測量結(jié)果的一致。(3)同期提示：同期方式可設(shè)置自動準(zhǔn)同期或手動準(zhǔn)同期,如系統(tǒng)有要求且條件允許,也可設(shè)置自動自同期作為事故情況下的同期方式。同期點選擇在機(jī)組的出口斷路器,變壓器的低壓或高壓側(cè)斷路器,及對側(cè)有電源的輸電線路斷路器。發(fā)電機(jī)的同期以自動準(zhǔn)同期為主,原則上全站設(shè)一至兩套自動準(zhǔn)同期裝置。變壓器和線路的同期采用手動準(zhǔn)同期。對于小型水電站可考慮全廠設(shè)一至兩套自動準(zhǔn)同期裝置供機(jī)組同期用。(4)信號信號分為設(shè)備狀態(tài)位置的模擬信號及事故故障音響示字信號。所有斷路器設(shè)置位置信號。發(fā)電機(jī)設(shè)置運行工況信號燈,能分別顯示發(fā)電、調(diào)相和停機(jī)狀態(tài)。事故和故障信號選擇閃光報警裝置,此類裝置具有動作可靠、能耗低和報警程序智能化等特點,并適宜在馬賽克屏上集中安裝。提示：考慮到經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件，小型水電站也可選擇典型的中央音響信號系統(tǒng)。報告根據(jù)實際情況編寫。6.2.8.2電流電壓互感器的配置(略)6.2.8.3水電廠控制電源方式全廠直流系統(tǒng)額定電壓選為220V和24V【/48V】兩種,其中220V供繼電保護(hù)、斷路器跳合閘、自動化元件及輔機(jī)操作用,24V【/48V】供計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和機(jī)組控制PLC用。推薦使用酸性免維護(hù)蓄電池作為直流系統(tǒng)電源,與其他電池比較,其明顯優(yōu)點是免維護(hù),對運行環(huán)境無特殊要求,并適合于各種場合,尤其中小容量性價比好。220V直流系統(tǒng)建議由兩組蓄電池組成(不帶端電池)。兩段直流母線帶聯(lián)絡(luò)開關(guān),每段直流母線各接有一臺可控硅充電裝置。一般直流負(fù)荷以放射狀從直流母線供電,重要直流負(fù)荷分別從兩段母線上供電,環(huán)形連接。24V直流系統(tǒng)采用一組蓄電池和兩臺可控硅充電裝置,系統(tǒng)接線與220V系統(tǒng)大體相同。提示：如電站不設(shè)計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),為減少投資可不設(shè)專用的弱電直流系統(tǒng)。對機(jī)組控制PLC的供電,可選取容量適當(dāng)?shù)闹绷髂孀兤鹘鉀Q,