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1、水电站设计开题报告水电厂利用水资源作为发电的能源。水电的开发建设不仅要考虑到水能资源 的蕴藏量、地质、地形、水文等因素，还包括水轮机、发电机、电气部分、厂房 部分、水力机组辅助设备的设计与选择。一.水动水电站设计题目为综合训练型题目，题目设计水、机、电、控几方 面的领域，使我们更加完善、系统的掌握所学专业知识，为以后学习、工作打下 良好的基础，从而达到综合训练的目的。二.理论联系实际，综合运用课堂学习知识，以及课外对水电厂的认识实习、 生产实习、毕业实习的认识了解，同时查阅有关水电站设计手册等方面的知 识结合本次设计题目，做好花园崮水电站的初步设计，包括水轮机、发电机、电 气部分、水力机组辅助
2、设备和厂房部分的设计与选择。本次设计所涉及的专业课程有水轮机原理与运行，水轮机调节，水力 机组辅助设备，发电厂电气部分，电力系统继电保护原理等，之前都已系 统的学习过，理论上已经初步掌握了设计方法，同时四年中先后经过认识实习， 生产实习，对水电站的功能，组成，设备布置等情况已经有了感性和认识，所以 经过本人的努力，可以完成本次设计任务。主要内容 1.水轮机组部分水轮机部分的设计包括水轮机的设计、选型和发 电机的选型设计对于水轮机主要是型号的选择，应用模型综合特性曲线和比转速 法来初步拟定备选方案；后经过初步分析，淘汰明显不合理的方案，保留两个精 选方案；精选过程要进行两个方案的动能经济比较，绘
3、制运转综合特性曲线，进 行机电设备的投资估算及土建工程比较，并对代表年进行水轮机的平均效率及电 能计算，最后确定出最佳方案，并对最佳方案进行水轮机飞逸转速，轴向力，导 叶高程，导叶最大和最优开度，蜗壳水力计算，最后还要选择尾水管形式，绘制 2 蜗壳及尾水管剖面图，并考虑水轮机的特殊要求。2. 电气部分电气部分设计的任务主要是通过技术，经济比较与论证，确定出 电站的电气主接线。通过短路电流计算选择设备，确定厂用变压器的台数，容量 及接地点并配制出电压，电流互感器，确定其型号，变比和接线方式等，初步规 划二次回路的基本方案，结合厂房布置，确定出主要电气设备的布置，最后绘制 出电气主接线图一张。3.
4、 辅机部分水力机组的辅助设备主要有油、气、水三大系统，以及起重设备、 主阀调节机构等。主厂房起重设备的选择应根据最大重件和机组台数，来选择起重机的台数和 额定起重重量及起重机型式，并确定起重机的各吊钩的起重重量、升起高度、工 作速度与工作制等，此外，吊具，吊钩的尺寸、起重机的实验方法等也要考虑。主阀的选择要论证设置主阀的理由，主阀的结构形式外形尺寸（包括伸缩节） 操作能源，并估算出主阀的重量。水轮机的调节系统要根据水轮机引排水系统尺寸、主机参数，进行调节保证 计算，确定合理的关机时间；选择调速器的型式，型号及外形尺寸；选择油压装 置的型式，型号及外形尺寸。油系统选择要根据其服务对象，油系统类型
5、，绘制油系统图；计算最大充油 设备充油量和全厂总充油量；计算选择储油设备，净油设备，输油设备及管道直 径.压缩空气系统的选择要根据各用气部门情况拟定供气系统图，储气罐，空压 机的参数。水系统包括技术供水，消防供水及排水系统，要根据不同的供排水要求来选择水泵，水管及供排水系统图。4. 厂房部分厂房的设计布置要依据以上各部分特别是水机部分的尺寸，正确 合理地确定厂房的尺寸，结构布置，主要构件尺寸，并根据枢纽布置及机电设备 布置，确3 定厂内外交通通道以及副厂房的位置尺寸，最后绘制出厂房剖面图与 发电机层、水轮机层、蜗壳层（包括尾水管层）平面图。五项内容是包括以上四项内容，另外再加上一个英文资料的翻
6、译，英文翻译 不少于 2000 汉字。题目特点分析电站位于贵州部渡江上游 38km 处，坝址两岸地形对称，山岩 壁立对峙，河谷狭窄，坝址地基岩石紧密坚硬，河床岩石较完整，开发方式为坝 后式，某公路通过厂区，交通较方便。建有坝后式地上厂房，厂内装有4台单机容量为100MW共400MW的混流式水 轮机，型号为HL160,以及与之相适应的悬式水轮发电机。该电站的水能规划参 数主要有：Hmax=144.2m； Hav=125m； Hr=117m； Hmin=100.2m；河水最高温度 42C, 河水最低温度-7.1C，平均气温17.7C。年平均相对湿度85%，多年平均最大 风速1.9m/s。并入系统运
7、行，担任基荷及部分峰荷，有调相任务。有3回220KV 出线，均送往距离电站100公里的某联合开关站，由该开关站直接送往系统，2 回110KV的出线，直接送往距离65公里的远方负荷。厂用变压器容量按装机容 量的0.4%1.5%选定，厂用电压等级有6kv和0.4kv两种。采取的主要技术路线或方法本设计是在对原始资料进行分析，在其现有的实 际条件的基础上，按照水电站设计的完整步骤，经过一步步的分析、推理、论证 进行的。是按照实际条件，借鉴其它类似水电站的设计过程，查阅图书馆资料， 并结合当今的实际情况和发展的实际水平进行的。技术路线的基本过程是：水轮 机部分的设计一发电机部分的设计一电气部分的设计一
8、水力机组辅助设备部分 的设计f厂房部分的设计。关于水轮机的选型：本水电站是大型电站，一般用型谱法和比转速法进行选 型，即根据电站水头范围，从水轮机型谱中选择合适的水轮机型号。注意水轮机 的工作水头范围，要把与设计水电站接近的水轮机型号都选入，并要求水轮机的 最高水头不超过型谱规定的使用水头上限，设计水头不要低于型谱规定的使用水 头下限。机组台数的拟定必须有根据，要考虑到相近电站的水轮机台数、当前水 轮机的制造水平、水电站的运行、维护的灵活性、电站的平均效率、4主接线等 因素。在确定了水轮机的型号和台数后，就可以确定出备选方案。各方案在之间在 能量指标（流量，出力，效率）方面及稳定性（空化、磨蚀
9、、振动、飞逸）方面会有差距，通过基本性能的比较，淘汰一些明显差距较大的备选方案。 备选方案的比较，可以直接用水轮机模型参数，动能指标主要比较单位流量和单 位转速。结合电站设计的具体情况，用模型参数比较不同机型的优、劣，选出较 好的方案作为初选方案。比较初选方案，要用水轮机的原型参数。要计算各方案水轮机的转速、转轮 直径、原型效率、吸出高度、飞逸转速、轴向水推力，还要绘制水轮机工作范围 图。方案比较仍然比较动能指标，空化指标或经济指标。此外，要比较水轮机的 工作范围图，涵盖最高效率区的方案优越。精选方案的比较，是在初选方案的基础上进行的。精选方案除了比较动能指 标外还要比较经济指标，因此要列表计
10、算比较各方案的设备价格与土建投资。经过充分论证，选择一个最佳方案，并列出最佳方案参数表。在此过程中所采取的计算方法有：试算法、反算法、图表法等常用方法。 并借助计算机、计算器等计算工具对设计结果进行估价，以比较其经济性， 验证其可靠性和有效性，分析比较优越性，经过一系列的严密分析论证确定最佳绘制设计图时采用手工绘图和计算机绘图相结合，用文字处理器编写，本电 站的设计图包括运行水轮机的运行特性曲线，尾水管主要剖面图，电气主接线一 张，厂房布置图纸三张（横剖面图一张、发电机层、水轮机层平面图蜗壳尾水管 层平面图各一张）。编写设计计算书和说明书，均要用计算机打印。对于设计中出现的问题，要及时准确的查阅相关资料，并请教指导教师。 为了保证设计质量，设计过程的阶段成果应定期的上交指导教师，经指导教 师批改后，对错误部分要及时纠正，并吸取教训，降低错误率。
