《水力發(fā)電廠機(jī)電設(shè)計(jì)規(guī)范》

ICS27.140

P59

備案號(hào)：J-2020

中華人民共和國(guó)能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

PNB/TXXXXX—202X

代替DL/T5186—2004

水力發(fā)電廠機(jī)電設(shè)計(jì)規(guī)范

CodeforMachanicalandElectricalDesign

ofHydropowerPlants

202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實(shí)施

國(guó)家能源局發(fā)布

國(guó)家能源局

公告

202X年第X號(hào)

國(guó)家能源局批準(zhǔn)《XXXX》等X項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中能源標(biāo)準(zhǔn)（NB）

X項(xiàng)、電力標(biāo)準(zhǔn)（DL）X項(xiàng)、石油天然氣標(biāo)準(zhǔn)（SY）X項(xiàng)，現(xiàn)予以

發(fā)布。

附件：行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)目錄

國(guó)家能源局

202X年X月X日

附件：

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)目錄

序號(hào)標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)標(biāo)準(zhǔn)名稱代替標(biāo)準(zhǔn)采標(biāo)號(hào)批準(zhǔn)日期實(shí)施日期

...

NB/T×××××水力發(fā)電廠機(jī)電設(shè)DL/T5186202×-×202×-×

×

－202×計(jì)規(guī)范—2004×-×××-××

...

I

I

前言

根據(jù)《國(guó)家能源局關(guān)于下達(dá)2014年第一批能源領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制（修）訂計(jì)

劃的通知》（國(guó)能科技〔2014〕298號(hào)）的要求，規(guī)范編制組經(jīng)廣泛調(diào)查研究，

認(rèn)真總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，參考有關(guān)國(guó)內(nèi)先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，并在廣泛征求意見的基礎(chǔ)上，修訂

本規(guī)范。

本規(guī)范的主要技術(shù)內(nèi)容是：1總則；2術(shù)語(yǔ)；3水力機(jī)械；4電氣；5控制

保護(hù)；6通信；7采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)；8機(jī)電設(shè)備布置對(duì)土建和金屬結(jié)構(gòu)的要

求；9輔助設(shè)施；附錄；引用標(biāo)準(zhǔn)目錄；用詞說(shuō)明；條文說(shuō)明。

本規(guī)范修訂的主要技術(shù)內(nèi)容是：

——修改了規(guī)范的適用范圍；

——修改了水電廠設(shè)計(jì)原則；

——增加了高壓引出線的設(shè)計(jì)要求；

——增加了工業(yè)電視系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

本規(guī)范由國(guó)家能源局負(fù)責(zé)管理，由水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院提出并負(fù)責(zé)日常管

理，由能源行業(yè)水電電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)具體技術(shù)內(nèi)容的解釋。執(zhí)行

過(guò)程中如有意見或建議，請(qǐng)寄送水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院（地址：北京市西城區(qū)六

鋪炕北小街2號(hào)，郵編：100120）。

本規(guī)范主編單位：水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院

本規(guī)范參編單位：中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司

中國(guó)電建集團(tuán)北京勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司

本規(guī)范主要起草人員：于慶貴馮真秋周振忠劉書玉楊建軍鄭冬飛

楊梅朱軍陸炅易忠有劉長(zhǎng)武王純

韓伶俐茍東明梁國(guó)才趙良英方杰羊鳴

劉存李仕宏黃惠民鄭琳王雨會(huì)薛美娟

沈劍初

本規(guī)范主要審查人員：

I

目次

1總則..........................................................................................................................................6

2術(shù)語(yǔ)..........................................................................................................................................7

3水力機(jī)械......................................................................................................................................9

3.1水輪機(jī)/水泵水輪機(jī)選擇..................................................................................................9

3.2調(diào)節(jié)保證設(shè)計(jì).................................................................................................................13

3.3進(jìn)水閥.............................................................................................................................16

3.4調(diào)速系統(tǒng).........................................................................................................................17

3.5廠內(nèi)起重機(jī).....................................................................................................................17

3.6技術(shù)供水系統(tǒng).................................................................................................................18

3.7排水系統(tǒng).........................................................................................................................19

3.8壓縮空氣系統(tǒng).................................................................................................................20

3.9油系統(tǒng).............................................................................................................................22

3.10水力量測(cè)系統(tǒng)...............................................................................................................24

4電氣............................................................................................................................................26

4.1水電廠接入電力系統(tǒng).....................................................................................................26

4.2電氣主接線.....................................................................................................................27

4.3廠用電.............................................................................................................................29

4.4發(fā)電機(jī)/發(fā)電電動(dòng)機(jī)........................................................................................................33

4.5主變壓器.........................................................................................................................33

4.6高壓配電裝置.................................................................................................................34

4.7高壓引出線.....................................................................................................................36

4.8過(guò)電壓保護(hù)及絕緣配合.................................................................................................36

4.9接地.................................................................................................................................38

4.10照明...............................................................................................................................39

4.11中低壓電纜...................................................................................................................40

5控制和保護(hù)................................................................................................................................42

5.1一般規(guī)定.........................................................................................................................42

5.2全廠集中監(jiān)視控制.........................................................................................................42

5.3勵(lì)磁系統(tǒng).........................................................................................................................43

5.4自動(dòng)控制.........................................................................................................................44

5.5計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng).............................................................................................................45

5.6繼電保護(hù).........................................................................................................................47

5.7電測(cè)量和電能計(jì)量.........................................................................................................47

5.8二次接線.........................................................................................................................47

5.9直流電源系統(tǒng).................................................................................................................48

5.10工業(yè)電視系統(tǒng)...............................................................................................................49

5.11門禁系統(tǒng).......................................................................................................................49

5.12在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)...............................................................................................................50

6通信............................................................................................................................................51

7采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)................................................................................................................52

II

7.1一般要求.........................................................................................................................52

7.2供暖系統(tǒng).........................................................................................................................52

7.3通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng).....................................................................................................52

8機(jī)電設(shè)備布置及對(duì)土建和金屬結(jié)構(gòu)的要求............................................................................54

8.1一般要求.........................................................................................................................54

8.2主廠房.............................................................................................................................55

8.3副廠房.............................................................................................................................57

8.4變壓器場(chǎng)地.....................................................................................................................57

8.5高壓配電裝置布置.........................................................................................................58

8.6高壓引出線布置.............................................................................................................60

8.7中央控制室及其它.........................................................................................................61

8.8直流電源設(shè)備室.............................................................................................................62

8.9水輪機(jī)/水泵水輪機(jī)輸水系統(tǒng)........................................................................................63

8.10電梯...............................................................................................................................64

8.11采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)裝置布置...................................................................................64

9輔助設(shè)施....................................................................................................................................66

9.1機(jī)械修配廠.....................................................................................................................66

9.2電氣試驗(yàn)室.....................................................................................................................66

9.3現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)輪加工廠.............................................................................................................67

本規(guī)范用詞說(shuō)明..............................................................................................................................68

引用標(biāo)準(zhǔn)名錄..................................................................................................................................69

條文說(shuō)明..........................................................................................................................................71

III

Contents

1GeneralProvisions........................................................................................................................6

2TermsandSymbols.......................................................................................................................7

3HydraulicMechanical..................................................................................................................9

3.1SelectionofTurbine/pump-turbinel.................................................................................9

3.2HydraulicTransientGuaranteeDesignl.........................................................................13

3.3InletValve........................................................................................................................16

3.4SpeedGoverningSystem................................................................................................17

3.5CranesinMainPowerhouse............................................................................................17

3.6CoolingWaterSystem.....................................................................................................18

3.7DewateringandDrainageSystem...................................................................................19

3.8CompressedAirSystem..................................................................................................20

3.9OiltreatmentSystem.......................................................................................................23

3.10HydraulicMeasuringSystem........................................................................................24

4Electric........................................................................................................................................26

4.1HydropowerPlantsareConnectedtotheElectricPowerSystem..................................26

4.2MainElectricalConnection.............................................................................................27

4.3ServicePowerSystem.....................................................................................................29

4.4Generator/Generator-motor............................................................................................33

4.5MainTransformer............................................................................................................33

4.6HighVoltageDistributionInstalltion..............................................................................34

4.7HighVoltageOutgoingLine...........................................................................................36

4.8OvervoltageProtectionandInsulationCoordination.....................................................36

4.9EarthingSystem...............................................................................................................38

4.10Illumination...................................................................................................................39

4.11MediumLowVoltageCable..........................................................................................40

5ControlandProtection................................................................................................................42

5.1GeneralRequirements.....................................................................................................42

5.2CentralizedMonitoringandControloftheWholePlant................................................43

5.3ExcitationSystem............................................................................................................43

5.4AutomaticControl...........................................................................................................44

5.5ComputerSupervisionandControlSystems..................................................................45

5.6RelayProtection..............................................................................................................47

5.7ElectricalMeasuringandEnergyMetering....................................................................47

5.8SecondaryCircuit............................................................................................................47

5.9DCAuxiliaryPowerSystem...........................................................................................48

5.10IndustrialTelevisionSystem.........................................................................................49

5.11AccessControlSystem..................................................................................................49

5.12On-lineConditionMonitoringSystem..........................................................................50

6Communication..........................................................................................................................51

7HeatingVentilationandAirCondition.......................................................................................52

7.1GeneralRequirement.......................................................................................................52

7.2HeatingSystem................................................................................................................52

7.3VentilationandAirConditionSystem.............................................................................52

IV

8LayoutofElectromechanicalEquipmentandRequirementsforCivilandMetalStructures...54

8.1GeneralRequirement.......................................................................................................54

8.2MainPowerhouse............................................................................................................55

8.3AuxiliaryPowerhouse.....................................................................................................57

8.4MainTransformer............................................................................................................57

8.5HighVoltageSwitchgear.................................................................................................58

8.6HighVoltageOutgoingLine...........................................................................................60

8.7CentralControlRoomandOthers...................................................................................61

8.8DCAuxiliaryPowerSystem...........................................................................................62

8.9WaterConveyanceSystemofTurbine/pump-turbine.....................................................63

8.10Lift.................................................................................................................................64

8.11HeatingVentilationandAirConditionSystem.............................................................64

9AuxiliaryFacility........................................................................................................................66

9.1Workshop.........................................................................................................................66

9.2ElectricalTestRoom.......................................................................................................66

9.3SiteProcessingPlantofRunner......................................................................................67

ExplanationofWordinginThisCode..............................................................................................68

ListofQuotedStandards..................................................................................................................69

Addtion:ExplanationofProvisions.................................................................................................70

V

1總則

1.0.1為使水力發(fā)電廠機(jī)電設(shè)計(jì)滿足發(fā)電功能要求，符合安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、

經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)原則，做到安裝、運(yùn)行、維護(hù)方便，特制定本規(guī)范。

1.0.2本規(guī)范適用于新建、改建、擴(kuò)建單機(jī)額定功率為10MW及以上、800MW

及以下，輸電電壓為750kV及以下水力發(fā)電廠包括抽水蓄能電廠的機(jī)電設(shè)計(jì)。

1.0.3水電廠的機(jī)電設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)水電廠所在電力系統(tǒng)的要求、水電廠的運(yùn)行方

式、動(dòng)能特性、樞紐布置條件、自然環(huán)境特點(diǎn)和綜合利用要求等具體情況，因地

制宜，合理制訂設(shè)計(jì)方案，確定機(jī)電設(shè)備的系統(tǒng)接線、選型和布置。

1.0.4水電廠的機(jī)電設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮設(shè)備制造、安裝、試驗(yàn)、運(yùn)行、檢修和維護(hù)

等方面的合理需求，積極開展科學(xué)試驗(yàn)，不斷總結(jié)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，合理地采用新

技術(shù)、新設(shè)備、新材料、新工藝、新方法。

1.0.5水電廠可按“無(wú)人值班”（少人值守）的原則設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際需要也可按

無(wú)人值班設(shè)計(jì)。

1.0.6水力發(fā)電廠機(jī)電設(shè)計(jì)除應(yīng)符合本規(guī)范規(guī)定外，尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

的規(guī)定。

6

2術(shù)語(yǔ)

2.0.1設(shè)計(jì)尾水位designtailwaterlevel

ZWd

確定水輪機(jī)安裝高程所用的尾水管出口斷面處的水位。

單位：m

2.0.2額定水頭ratedhead

Hr

水輪機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下，輸出額定功率所需的最小水頭。

單位：m

2.0.3單位流量unitdischarge

Q11

在1m水頭/揚(yáng)程下,轉(zhuǎn)輪公稱直徑為1m的水輪機(jī)/水泵水輪機(jī)在各種工況運(yùn)

行時(shí)通過(guò)的流量。

2.0.4水輪機(jī)額定流量turbinerateddischarge

Qtr

水輪機(jī)（或水泵水輪機(jī)在水輪機(jī)工況）運(yùn)行，在額定水頭、額定轉(zhuǎn)速下輸出

額定功率所需的流量。

單位：m3/s

2.0.5單位轉(zhuǎn)速unitspeed

n11

在1m水頭/揚(yáng)程下,轉(zhuǎn)輪公稱直徑為1m的水輪機(jī)/水泵水輪機(jī)在各種工況運(yùn)

行時(shí)的轉(zhuǎn)速。

2.0.6額定轉(zhuǎn)速ratedspeed

nr

水輪機(jī)/水泵水輪機(jī)按電站設(shè)計(jì)選定的穩(wěn)態(tài)同步轉(zhuǎn)速。

單位：r/min

2.0.7吸出高度suctionheight

Hs

水輪機(jī)/水泵水輪機(jī)所規(guī)定的空化基準(zhǔn)面至尾水位的高程差。

7

單位：m

2.0.8安裝高程settingelevationofturbine

規(guī)定的水輪機(jī)安裝時(shí)作為基準(zhǔn)水平面的海拔高程。

對(duì)于豎軸反擊式水輪機(jī)基準(zhǔn)水平面是指導(dǎo)葉中心高程。

對(duì)于豎軸沖擊式水輪機(jī)基準(zhǔn)水平面是指噴嘴中心高程。

對(duì)于橫軸水輪機(jī)，基準(zhǔn)水平面是指主軸中心高程。

2.0.9熱短路thermalshort-circuiting

對(duì)于有調(diào)相要求的機(jī)組，技術(shù)供水采用水泵供水方式自尾水管取水，排水排

入同一尾水道，且取水口與排水口較近，機(jī)組調(diào)相運(yùn)行時(shí)排水口排出的熱水又被

水泵的吸水口吸入，造成機(jī)組設(shè)備溫度超標(biāo)，為熱短路。

2.0.10高壓引出線highvoltageoutgoingline

水力發(fā)電廠內(nèi)部高壓電氣設(shè)備之間連接所采用的高壓電力電纜或氣體絕緣

金屬封閉輸電線路（GIL）等輸電線路的統(tǒng)稱，包括以下廠內(nèi)各種高壓連接線路

方式：地下主變壓器和地面開關(guān)站（含出線場(chǎng)）之間、地下升壓站或升/降壓站

（包括主變壓器及高壓配電裝置）與地面出線場(chǎng)之間、不同位置的地面主變壓器

與地面開關(guān)站（含出線場(chǎng)）之間、不同位置的地面升壓站或升/降壓站（包括主

變壓器及高壓配電裝置）與地面出線場(chǎng)之間等。

8

3水力機(jī)械

3.1水輪機(jī)/水泵水輪機(jī)選擇

3.1.1水輪機(jī)/水泵水輪機(jī)型式的選擇應(yīng)根據(jù)水力發(fā)電廠的運(yùn)行水頭范圍及其運(yùn)

行特點(diǎn)，提出可供選擇的水輪機(jī)機(jī)型方案，并從技術(shù)特性、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、電網(wǎng)負(fù)荷

特性、運(yùn)行可靠性及設(shè)計(jì)制造經(jīng)驗(yàn)等方面，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后選定。水輪機(jī)/水

泵水輪機(jī)型式宜按下列原則選擇：

1最大水頭在20m及以下的水力發(fā)電廠，宜選用貫流式水輪機(jī)；

2最大水頭在20m~30m的水力發(fā)電廠，宜綜合比選貫流式與軸流式水輪

機(jī)；

3最大水頭在30m~40m的水力發(fā)電廠，宜選用軸流式水輪機(jī)；

4最大水頭在40m~70m的水力發(fā)電廠，宜綜合比選軸流式與混流式水輪

機(jī)；

5最大水頭在60m~300m的水力發(fā)電廠，宜選用混流式水輪機(jī)；

6最大水頭在200m~600m的水力發(fā)電廠，宜綜合比選混流式與沖擊式水輪

機(jī)；

7最大水頭在600m以上的水力發(fā)電廠，宜選用沖擊式水輪機(jī)；

8最大揚(yáng)程在50m及以下的蓄能電站，宜綜合比選貫流式、軸流式或混流

式水泵水輪機(jī)；

9最大揚(yáng)程在50m～800m的蓄能電站，宜選用單級(jí)混流式水泵水輪機(jī)；

10最大揚(yáng)程在800m以上的蓄能電站，宜選用組合式機(jī)組或多級(jí)式水泵水

輪機(jī)。

未按上述原則選擇的水輪機(jī)/水泵水輪機(jī)型式應(yīng)進(jìn)行專門論證。

3.1.2在水力發(fā)電廠裝機(jī)容量確定的前提下，機(jī)組臺(tái)數(shù)和單機(jī)容量的選擇應(yīng)考慮

下列因素：

1電力系統(tǒng)對(duì)水力發(fā)電廠在汛期和非汛期運(yùn)行輸出功率、機(jī)組運(yùn)行方式和

檢修要求，以及單機(jī)容量占電網(wǎng)工作容量的比重，電站保證出力。

2水庫(kù)的調(diào)節(jié)特性，水頭、流量特性與運(yùn)行方式。

3河流（河段）梯級(jí)運(yùn)行調(diào)度的靈活性和機(jī)組引用流量的匹配。

4樞紐布置條件。

9

5對(duì)外交通運(yùn)輸條件。

6河流及過(guò)機(jī)泥沙特性。

7機(jī)組設(shè)備制造能力與技術(shù)水平。

8下泄生態(tài)流量、配合新能源運(yùn)行。

9其他特殊技術(shù)要求等。

在分析研究上述因素的基礎(chǔ)上，擬定不同的單機(jī)容量方案，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

選定。機(jī)組臺(tái)數(shù)不宜少于2臺(tái)。

3.1.3水輪機(jī)最大水頭與額定水頭比值比較大的水力發(fā)電廠，宜根據(jù)其水力動(dòng)能

特性、水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)特性、運(yùn)行范圍、電站調(diào)峰和事故備用的效益、相關(guān)配套設(shè)備

的投資及電力系統(tǒng)的需求等條件，特別是大型混流式水輪機(jī)在高水頭區(qū)域的穩(wěn)定

運(yùn)行范圍要求，研究水輪機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行措施。

3.1.4水輪機(jī)/水泵水輪機(jī)額定水頭的選擇應(yīng)根據(jù)水力發(fā)電廠的運(yùn)行水頭及功率

范圍、水輪機(jī)/水泵水輪機(jī)運(yùn)行特性及其穩(wěn)定運(yùn)行要求、水庫(kù)調(diào)節(jié)特性及運(yùn)行方

式、機(jī)組在電網(wǎng)中的作用及運(yùn)行方式，以及輸水系統(tǒng)水頭損失、水力發(fā)電廠出力

受阻和電量損失等因素綜合考慮，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選定。水輪機(jī)/水泵水輪機(jī)額

定水頭的選擇應(yīng)按下列原則選擇：

1中高水頭水輪機(jī)的額定水頭宜在加權(quán)平均水頭的0.95～1.00倍的范圍內(nèi)

選取。

2對(duì)于徑流式水力發(fā)電廠，水輪機(jī)額定水頭宜保證水力發(fā)電廠發(fā)足裝機(jī)容

量。當(dāng)額定水頭接近最小水頭時(shí)，應(yīng)論證其合理性和經(jīng)濟(jì)性。

3對(duì)于水庫(kù)采用“蓄清排渾”運(yùn)行方式的多泥沙河流的水力發(fā)電廠，水輪

機(jī)額定水頭宜在加權(quán)平均水頭與汛期平均水頭之間選擇。

4混流式水輪機(jī)最大水頭與額定水頭的比值不宜大于1.15~1.25，高水頭取

小值。

5對(duì)于水頭變幅較大的抽水蓄能電站，水泵水輪機(jī)的水輪機(jī)工況額定水頭

不宜低于算術(shù)平均水頭；對(duì)于水頭變幅較小的蓄能電站，額定水頭可略低于加權(quán)

平均水頭或算術(shù)平均水頭。

3.1.5水輪機(jī)設(shè)計(jì)水頭的選擇應(yīng)根據(jù)水電廠的水頭變幅、水庫(kù)調(diào)節(jié)特性，機(jī)組

在電網(wǎng)中的運(yùn)行方式，以及水輪機(jī)效率、空化特性、運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性等因素

10

綜合考慮。

3.1.6水輪機(jī)/水泵水輪機(jī)比轉(zhuǎn)速和比速系數(shù)宜按以下原則選擇：

1水輪機(jī)額定比轉(zhuǎn)速和比速系數(shù)應(yīng)根據(jù)額定水頭、空化特性、水質(zhì)條件和

設(shè)計(jì)制造水平等條件綜合考慮，合理選擇。一般情況下，水輪機(jī)比速系數(shù)可按以

下范圍選擇：

1）燈泡貫流式水輪機(jī)比速系數(shù)在2600～3400之間選取；

2）軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)比速系數(shù)在2600～3100之間選??；

3）混流式水輪機(jī)比速系數(shù)宜小于2350；

4）沖擊式水輪機(jī)的額定點(diǎn)比轉(zhuǎn)速在16mkW～48mkW之間；單個(gè)噴嘴的額

定點(diǎn)比轉(zhuǎn)速在12mkW～22mkW之間。在D1/d0值與模型一致的條件下宜選用

較高值。

2若運(yùn)行水頭較高、水頭變幅較大、過(guò)機(jī)泥沙較多或高海拔地面廠房的電

站，水輪機(jī)比速系數(shù)宜取小值。

3水泵水輪機(jī)比轉(zhuǎn)速的選擇應(yīng)以水泵工況的比轉(zhuǎn)速為主。水泵工況比轉(zhuǎn)速

應(yīng)根據(jù)最大揚(yáng)程、最小揚(yáng)程、空化特性、水質(zhì)條件、運(yùn)行穩(wěn)定性和設(shè)計(jì)制造水平

等因素綜合考慮，合理選擇。

3.1.7水輪機(jī)/水泵水輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速宜按以下原則選擇：

1水輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)選擇的比轉(zhuǎn)速或根據(jù)水頭、功率、轉(zhuǎn)輪直徑等參

數(shù)在發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速系列中選取。當(dāng)有兩種及以上同步轉(zhuǎn)速可供選擇時(shí)，應(yīng)通過(guò)

技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后選擇。

2對(duì)機(jī)組抽水輸入功率有調(diào)節(jié)要求的或水頭變幅大的水泵水輪機(jī)，宜研究

論證采用分檔變速或連續(xù)調(diào)速技術(shù)的必要性和經(jīng)濟(jì)合理性。

3.1.8反擊式水輪機(jī)/水泵水輪機(jī)允許吸出高度和沖擊式水輪機(jī)排出高度的選擇

應(yīng)滿足下列要求：

1水輪機(jī)吸出高度選擇應(yīng)滿足水輪機(jī)在規(guī)定的運(yùn)行范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行，且經(jīng)

濟(jì)合理。

2反擊式水輪機(jī)吸出高度應(yīng)按各特征水頭運(yùn)行工況及其相應(yīng)的電站空化系

數(shù)σp分別進(jìn)行計(jì)算。吸出高度并應(yīng)考慮水力發(fā)電廠所在地海拔高度的影響。

3電站空化系數(shù)宜根據(jù)初生空化系數(shù)σi選取。如無(wú)初生空化系數(shù)供選用

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時(shí)，可按臨界空化系數(shù)σ1乘上比值系數(shù)Kσ選取。

1）混流式水輪機(jī)的電站空化系數(shù)不應(yīng)小于初生空化系數(shù)的1.1倍，不應(yīng)小

于臨界空化系數(shù)（σ1）的1.6倍；

2）軸流式水輪機(jī)的電站空化系數(shù)不應(yīng)小于臨界空化系數(shù)（σ1）的1.3倍；

3）貫流式水輪機(jī)的電站空化系數(shù)不應(yīng)小于臨界空化系數(shù)（σ1）的1.2倍

4沖擊式水輪機(jī)排出高度與轉(zhuǎn)輪直徑的關(guān)系為：Hsd=(1～1.5)D1，對(duì)立軸

機(jī)組取較大值，對(duì)臥軸機(jī)組取較小值。

5水泵水輪機(jī)的吸出高度應(yīng)按水泵工況無(wú)空化條件選取。

3.1.9水輪機(jī)/水泵水輪機(jī)安裝高程應(yīng)滿足下列要求：

1水輪機(jī)安裝高程應(yīng)根據(jù)水輪機(jī)各種運(yùn)行工況下必要的吸出高度以及相對(duì)

應(yīng)的下游尾水位，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理選定。

2設(shè)計(jì)尾水位應(yīng)根據(jù)機(jī)組運(yùn)行方式、尾水位與流量關(guān)系特性確定，并綜合

考慮初期發(fā)電要求、通航及生態(tài)流量要求、下游梯級(jí)電站的運(yùn)行水位等因素。設(shè)

計(jì)尾水位可按表3.1-1選擇。

表3.1-1設(shè)計(jì)尾水位選擇

水輪機(jī)形式電站裝機(jī)臺(tái)數(shù)設(shè)計(jì)尾水位

1臺(tái)或2臺(tái)1臺(tái)水輪機(jī)50%額定流量對(duì)應(yīng)下游尾水位

1臺(tái)水輪機(jī)額定流量對(duì)應(yīng)下游尾水位或按水電站保證出力運(yùn)行所對(duì)

3臺(tái)或4臺(tái)

應(yīng)的下游尾水位（取兩者最小值）

反擊式水輪機(jī)1.5臺(tái)～2臺(tái)水輪機(jī)額定流量對(duì)應(yīng)下游尾水位或按水電站保證出力運(yùn)

5臺(tái)或6臺(tái)

行所對(duì)應(yīng)的下游尾水位（取兩者最小值）

2臺(tái)～3臺(tái)水輪機(jī)額定流量對(duì)應(yīng)下游尾水位或水電站接近保證出力運(yùn)

6臺(tái)以上

行所對(duì)應(yīng)的下游尾水位（取兩者最小值）

沖擊式水輪機(jī)最高運(yùn)行尾水位

注：對(duì)徑流式電站或尾水變幅大的電站，宜按水頭與上、下游水位的對(duì)應(yīng)關(guān)系選擇設(shè)計(jì)尾水位。

3反擊式水輪機(jī)安裝高程應(yīng)滿足水輪機(jī)允許運(yùn)行范圍內(nèi)，尾水管出口上沿

的最小淹沒深度不小于0.5m的要求；

4沖擊式水輪機(jī)的安裝高程應(yīng)根據(jù)發(fā)電的最高尾水位確定，在任何發(fā)電工

況下尾水渠宜保持足夠的通氣高度。尾水渠（洞）頂部與最高尾水位間的通氣高

度一般不宜小于0.5m。當(dāng)水電站尾水位變幅很大時(shí)，沖擊式水輪機(jī)安裝高程可

低于汛期最高運(yùn)行尾水位，但應(yīng)配套設(shè)置壓低轉(zhuǎn)輪室水位的壓縮空氣系統(tǒng)以保證

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排出高度的要求，或在汛期高尾水位時(shí)停機(jī)不運(yùn)行。

5水泵水輪機(jī)安裝高程應(yīng)根據(jù)水泵工況的空化特性、尾水系統(tǒng)的水頭損失

及下庫(kù)死水位確定。

6水輪機(jī)/水泵水輪機(jī)安裝高程的選擇宜留有適當(dāng)?shù)陌踩６?，并?yīng)滿足調(diào)

節(jié)保證設(shè)計(jì)要求。

3.1.10混流式或定槳式水輪機(jī)的最大飛逸轉(zhuǎn)速應(yīng)按最大凈水頭、最大導(dǎo)葉開度

下單位飛逸轉(zhuǎn)速確定。轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)的最大飛逸轉(zhuǎn)速應(yīng)按協(xié)聯(lián)關(guān)系破壞的情況確

定。沖擊式水輪機(jī)的最大飛逸轉(zhuǎn)速應(yīng)按最大凈水頭確定。

3.1.11選擇水輪機(jī)/水泵水輪機(jī)時(shí)應(yīng)研究水輪機(jī)科技發(fā)展的最新成果。所采用的

水輪機(jī)新轉(zhuǎn)輪應(yīng)取得模型試驗(yàn)資料，必要時(shí)宜進(jìn)行模型驗(yàn)收試驗(yàn)。所采用的結(jié)構(gòu)、

工藝和材料等重大新技術(shù)必須經(jīng)過(guò)科學(xué)試驗(yàn)，并應(yīng)取得試驗(yàn)技術(shù)資料。

3.1.12選擇水輪機(jī)/水泵水輪機(jī)時(shí)，應(yīng)研究水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、可靠性和

適用性，水輪機(jī)通流部件易空蝕部位應(yīng)有抗空蝕措施，對(duì)于多泥沙水流條件下的

水輪機(jī)還應(yīng)采取抗泥沙磨蝕的技術(shù)措施，并在結(jié)構(gòu)上做到便于檢修和更換易損部

件。

3.1.13選用的水輪機(jī)/水泵水輪機(jī)宜取得制造廠提供的功率、效率和流量保證、

空蝕或磨蝕損壞保證、飛逸特性、運(yùn)行穩(wěn)定性、水推力以及水輪機(jī)模型綜合特性

曲線等技術(shù)資料。

3.1.14原型水輪機(jī)流道應(yīng)與模型流道相似，并應(yīng)具有良好的水力性能和運(yùn)行穩(wěn)

定性。當(dāng)廠房布置或其他方面有需要修改流道形狀和尺寸的特殊要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行

模型試驗(yàn)或技術(shù)論證。

3.1.15尾水管的錐管部分應(yīng)設(shè)有金屬里襯。對(duì)彎肘形尾水管的肘管部分，金屬

里襯宜襯至水流平均流速達(dá)到6m/s及以下處。對(duì)貫流式水輪機(jī)的尾水管，金屬

里襯宜襯至水流平均流速達(dá)到5m/s及以下處。

3.1.16水輪機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行范圍應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《大中型水輪機(jī)基本技術(shù)規(guī)范》

NB/T10135的相關(guān)規(guī)定。

3.2調(diào)節(jié)保證設(shè)計(jì)

3.2.1水電廠輸水發(fā)電系統(tǒng)調(diào)節(jié)保證設(shè)計(jì)應(yīng)遵循確保安全、經(jīng)濟(jì)合理的原則。

3.2.2調(diào)節(jié)保證設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)不同設(shè)計(jì)階段的工作深度要求，結(jié)合輸水發(fā)電系統(tǒng)水

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力過(guò)渡過(guò)程計(jì)算成果，對(duì)機(jī)組參數(shù)、輸水建筑物體型、尺寸等進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選

與優(yōu)化，并評(píng)價(jià)輸水發(fā)電系統(tǒng)在水力過(guò)渡過(guò)程條件下的安全性和運(yùn)行穩(wěn)定性。

3.2.3調(diào)節(jié)保證設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)機(jī)組型式和參數(shù)、輸水發(fā)電系統(tǒng)布置、運(yùn)行條件、電

氣主接線型式、電力系統(tǒng)要求等確定設(shè)計(jì)工況與校核工況。調(diào)節(jié)保證設(shè)計(jì)成果是

水電廠輸水系統(tǒng)和機(jī)組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)，包括：

1輸水發(fā)電系統(tǒng)高壓和低壓側(cè)的最高、最低壓力，調(diào)壓井涌浪的最高、最

低水位；

2機(jī)組負(fù)荷突變過(guò)程中的轉(zhuǎn)速上升率；

3為滿足調(diào)節(jié)保證設(shè)計(jì)成果要求而應(yīng)當(dāng)遵守的水電廠運(yùn)行操作規(guī)則。

3.2.4水力過(guò)渡過(guò)程計(jì)算工況選擇應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水電站調(diào)節(jié)保證設(shè)計(jì)導(dǎo)

則》NB/T10342的有關(guān)規(guī)定。

3.2.5機(jī)組甩負(fù)荷導(dǎo)葉正常關(guān)閉工況，進(jìn)水閥不應(yīng)參與輸水發(fā)電系統(tǒng)水力過(guò)渡過(guò)

程流量調(diào)節(jié)。

3.2.6機(jī)組轉(zhuǎn)速上升率調(diào)節(jié)保證設(shè)計(jì)值取值不應(yīng)大于計(jì)算控制值。尾水管進(jìn)口最

小壓力調(diào)節(jié)保證設(shè)計(jì)值應(yīng)不小于-0.08MPa。

3.2.7輸水發(fā)電系統(tǒng)水力過(guò)渡過(guò)程計(jì)算工況的選取應(yīng)符合調(diào)節(jié)保證設(shè)計(jì)要求。大

型水力發(fā)電廠或輸水系統(tǒng)復(fù)雜的水力發(fā)電廠的水力過(guò)渡過(guò)程計(jì)算應(yīng)采用計(jì)算機(jī)

仿真計(jì)算，優(yōu)選導(dǎo)葉關(guān)機(jī)規(guī)律和調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)，必要時(shí)對(duì)小負(fù)荷擾動(dòng)下輸水發(fā)電

系統(tǒng)和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析計(jì)算。

3.2.8軸流式及貫流式機(jī)組計(jì)算轉(zhuǎn)速升高時(shí)宜計(jì)入水流慣性矩的影響，并應(yīng)包括

反水擊計(jì)算。

3.2.9機(jī)組甩負(fù)荷導(dǎo)葉正常關(guān)閉或折向器正常動(dòng)作時(shí)，最大轉(zhuǎn)速升高率計(jì)算控制

值宜滿足下列規(guī)定：

1混流式機(jī)組最大轉(zhuǎn)速上升率宜小于60%。其中，大型機(jī)組最大轉(zhuǎn)速上升

率宜小于55%，最大水頭大于300m的水力發(fā)電廠或有調(diào)頻任務(wù)的水力發(fā)電廠的

機(jī)組最大轉(zhuǎn)速上升率宜小于50%。

2軸流式機(jī)組最大轉(zhuǎn)速上升率宜小于55%。其中，有調(diào)頻任務(wù)的水力發(fā)電

廠，機(jī)組最大轉(zhuǎn)速上升率宜小于50％。

3貫流式機(jī)組最大轉(zhuǎn)速升高率宜小于65%。

14

4沖擊式機(jī)組最大轉(zhuǎn)速升高率宜小于30%。

5抽水蓄能機(jī)組最大轉(zhuǎn)速升高率不宜大于45%。

3.2.10機(jī)組甩負(fù)荷的蝸殼進(jìn)口（貫流式機(jī)組導(dǎo)葉前）最大壓力升高率計(jì)算控制

值，其基準(zhǔn)值為上游正常蓄水位與機(jī)組安裝高程之差，應(yīng)滿足下列規(guī)定：

1貫流式機(jī)組，宜為100％～60％。

2軸流