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1、水工模型船闸1.概述概述2.水轮机水轮机3.水轮发电机水轮发电机4.进水阀进水阀5.水利机械辅助设备水利机械辅助设备6.电气设备电气设备7.起重设备起重设备8.闸门安装闸门安装9.压力钢管制作及安装压力钢管制作及安装一、机电和金属结构专业知识一、机电和金属结构专业知识二、概(估)算编制n1.项目划分项目划分n(1)机电设备及安装工程机电设备及安装工程n(2)金属结构设备及安装工程金属结构设备及安装工程n2.设备及安装工程概设备及安装工程概(估估)算编制依据及其他算编制依据及其他n(1)编制依据编制依据n(2)编制的准备工作编制的准备工作n3.设备及安装工程概设备及安装工程概(估估)算编制算编制
2、n(1)设备费概设备费概(估估)算编制算编制n(2)运杂费运杂费n(3)运输保险运输保险n(4)采购及保管费采购及保管费n(5)安装费编制安装费编制n(6)举例举例一、概述n 设备及安装工程可分为三部份：机、电、金属结构。n 1机械部份n 指水轮机、水轮发电机、调速器及其辅助设备及安装。n 2电气部份n 指一次设备、二次设备及其他电气设备及安装。n (1)一次设备n 是指直接输送、分配电能的设备。它所承受的电压较高。n 1)按电压等级分。n 变电站电压：11kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV。n 包括的设备：主变压器、断路器、隔离开关、避雷器、电压互感器、电流互感器
3、、电抗器、组合电器、高压电缆及其终端、阻波器及一次拉线等。n 发电机电压：6.3kV、10.5kV、13.8kV、 15.75kV、18kV、20kV。n 包括的设备：断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、消弧线卷、母线、电缆等。 n高压开关柜：6.3kV、10.5kV。n 包括的设备：高压开关柜、母线桥等。n厂用电设备：380V/220V、10.5kV。n 包括的设备：厂用变压器、低压开关柜、低压配电盘、动力柜、动力配电箱、低压电器（磁力启动器、自动空气开关、补偿器、闸刀、熔断器等）。n2)按设备所处的位置分。n屋内设备。指配电部分的设备。n屋外设备。指变电部分的设备。n(2)二
4、次设备n是指对一次设备的工作进行测量、监测、控制、保护、操作的辅助设备。n包括的设备：各类继电器、保护元件、测量元件、各种保护屏、盘、柜、箱、台、控制电缆等。n(3)公用电气设备n 1)直流系统n 提供直流电源的设备。主要用于控制保护系统、操作系统、特殊部位的照明电源。n 2)通信系统n 包括的范围：电力系统通信、梯级调度通信、电站内部通信、电站对外通信、水情自动测报系统通信、河道预警系统通信等。n 包括的通信方式：高频电力线路载波通信、数字微波通信、地线复合光缆通信、卫星通信、程控电话通信、无线电移动通信、有线广播等。n 3)计算机监控系统n 一般的监控系统分为：全厂计算机控制管理系统、站级
5、监控系统和现地控制单元。n 4)电气试验设备n 5)电缆n 6)母线n3金属结构部分n 指起重设备、闸门、压力钢管制作及安装。n (1)起重设备及安装n 水电站的起重设备是安装、运行和检修电站各种设备的起吊工具。包括的设备如下：n 1)桥式起重机n 2)门式起重机n 3)油压启闭机n 4)卷扬式启闭机n 5)螺捍式启闭机n 6)电梯n 7)轨道n 8)滑触线n (2)闸门及安装n 闭塞孔口，而又能开放孔口的堵水装置叫闸门。n 包括平板门、弧形门、船闸闸门、闸门埋件、闸门压重物、拦污栅、小型金属结构等的安装。n (3)压力钢管制作及安装水轮机是将水能转换为机械能的一种动力机械。按其水流作用原理和
6、结构特征，水轮机分为两大类：反击式水轮机和冲击式水轮机。1.水轮机的分类和型号(1)反击式水轮机的水力特性水轮机的转轮在工作时全部浸没在有压的水流中，水流流经轮叶流道时，受叶片的作用，流速的大小和方向都发生了变化；水流对转轮有个反作用力，使转轮旋转，因此称为反击式水轮机。此类水轮机同时利用了水流的动能和势能。由于结构型式和适用条件不同，该类型水轮又分为若干型式。（一）概述n1)混流式（辐向轴流式、法兰西式、旧称.F）n 水流沿辐向进入转轮，逐渐变为沿轴向而离开转轮。所以叫辐向轴流式水轮机，或称混流式水轮机。n 主要特征：应用普遍、性能稳定、效率高，最高可达94%。三峡工程左厂水轮机效率为98.
7、77%。n 适用水头范围：从10米左右600700米（一般应用于中水头20m450m）。n 单机容量：20千瓦60万千瓦。三峡左厂为71.4万千瓦。n 适用范围：大、中、小型水电站。n 单机重量：每台水轮机重几十公斤3000t多。 n2)轴流式（包括轴流转浆式（又叫卡普兰式）、轴流定桨式、轴流调桨式）n水流特征：水流进出转轮都是轴向（或称垂直方向）。n轴流转浆式：性能稳定，高效率区宽广，适用水头3米80米，单机容量：20千瓦20万千瓦，或更大。适用于低水头大流量的大中型电站。单机重量：几十公斤3600t。n轴流定浆式：运行稳定性差，低负荷运行时效率低。适用水头3米50米。单机容量：几个千瓦数百
8、千瓦。适用于低水头大流量的中、小型水电站。单机重量：几十公斤数百吨。n轴流调浆式：同轴流定浆式参数一致。不同的是：根据每年的季节不同，来水量不同，可以停机后，人为地调整轮毂上轮叶的角度，使运行性能有所改善。n3)斜流式n水流介于辐向轴向之间，斜向流进转轮。它适用水头较宽广，范围20米200米。它性能稳定，高效率区宽广。亦可适用于抽水蓄能电站。安装定额中缺此型式，目前应用较少。n4)贯流式n水流沿轴向（或沿水平方向）从进口到尾水管出口。它过水能力大，水头损失小，效率高，结构紧凑，适用水头2米30米之间，单机容量从几个千瓦到几万千瓦。适用于低水头大流量的电站或潮汐电站。n(2)冲击式水轮机的水力特
9、性n水流在大气压力下以高速射流冲击转轮使它旋转，因此，称为冲击式水轮机。在同一时间内水流只冲击转轮部分斗叶，而不是全部斗叶。此类水轮机仅利用了水流的动能。它不用尾水管，蜗壳和导水机构。它构造简单，便于维护和管理。冲击式水轮机，可分为水斗式、斜击式和双击式。一般适用于100米以上的水头。n1)水斗式。由喷咀喷射的水柱沿转轮圆周相切方向冲击到装在转轮四周的水斗上，使转轮旋转。它适用于高水头电站，水头最高可达1760米。单机容量从十多个千瓦到二十万千瓦。运行性能稳定。效率较反击式水轮机低些，但其结构较简单。n2)斜击式。喷咀呈斜向布置。水头适应范围从二十多米到三百米，转轮结构较水斗式简单，制造容易，
10、过水能力较水斗式大些。n 3)双击式。水流两次沿转轮叶片流动，即两次冲动转轮，所以称为双击式。一般用于小型电站。n(3)可逆式水轮机n随着可逆式水轮机的发展，出现了蓄能电站。可逆式水轮机概算定额中称水泵/水轮机。在发电时作水轮机使用，抽水时作水泵运行。n它可利用系统电力过剩时来抽水蓄能；在系统缺电时它可发电，把电力送往系统中去。n水泵/水轮机的分类和反击式水轮机相同，它可分为轴流式、斜流式、混流式。轴流式水泵/水轮机分转浆式与定浆式两种。应用于低水头的是斜流式可逆水泵/水轮机，应用于高水头的是混流式可逆水泵/水轮机。n（4）水轮机的型号n各类各型水轮机及其代号详见表721。n水轮机的型号的排列
11、顺序为：n第一部分第二部分第三部分nn转轮标称直径D1（cm）nCm不表示出来引水室特征n主轴布置型式n转轮型号（比转速代号）nn水轮机型号（代号）n表344水轮机类别与型号类别型号第一部分第二部分第三部分水轮机型号转轮型号主轴布置型式引水室特征转轮标称直径D1代号含义比转速代号：数字代号含义代号含义数字表示；单位cm不表示反击式HL混流式L立轴J金属蜗壳ZZ轴 流 转 浆式W卧轴H砼蜗壳ZD轴 流 定 浆式M明槽式引水XL斜流式P灯泡式GZ贯 流 转 浆式G罐式GD贯 流 定 浆式Z轴伸式冲击式CJ冲击(水斗)式XJ斜击式SJ双击式注：1.可逆式水轮机，在机型代号后加“N”。2.水斗式水轮机
12、，用加在机型代号前的阿拉伯数字表示转轮数目。n转轮型号：采用统一规定的比转速代号，用阿拉伯数字表示。比转速（ns）的物理意义是：当有效水头H=1米，出力N=1马力时模型水轮机所具有的转速，称为水轮机的比转速ns。n水轮机比转速ns和比速系数K是衡量水轮机能量特性、经济性和先进性的综合指标。大容量机组为缩小机组及厂房的尺寸，节省投资，提高电站的经济效益，在可能的条件下，倾向于选择较高的比转速ns和比速系数K。因此，随着水轮机设计制造水平的提高，水轮机比转速和比速系数有所提高。但是ns的提高受到水轮机的强度、效率、气蚀、稳定性等因素的制约。n转轮标称直径D1，用阿拉伯数字表示，单位是厘米。n混流式
13、：D1是指转轮叶片进水边的最大直径。n轴流式：D1是指与转轮叶片轴心线相交处的转轮室内径。n斜流式：D1同轴流式。n举例nHL110LJ-140：表示混流式水轮机，转轮型号为110；立轴，金属蜗壳；转轮标称直径D1为140厘米。nZZ560LH800：表示轴流转浆式水轮机，转轮型号为560；立轴，砼蜗壳；转轮标称直径D1为800厘米。nXLN195-LJ-250：表示斜流可逆式水轮机，转轮型号为195；立轴，金属蜗壳；转轮标称直径为250厘米。n2CJ30W-120/2*10：表示一根轴上有2个转轮的水斗式水轮机，转轮型号为30；卧式；转轮标称直径（节园直径）为120厘米，每个转轮有2个喷咀，
14、设计射流直径为10厘米。nGD600WP-250：表示贯流定浆式水轮机，转轮型号为600；卧式，灯泡式引水；转轮标称直径为250厘米。2.水轮机的主要部件(1)引水机构（引水室）引水机构是水流进入水轮机所经过的第一个部件，通过它将水引向导水机构，然后进入转轮。反击式水轮机引水机构的主要功能为：1)以较少的能量损失把水引向导水机构，从而提高水轮机的效率。2)将足够的水量平稳，对称地引入转轮。3)在进入导水机构以前，使水流具有一定的旋转。4)保证转轮在工作时，始终浸没在水中，不会有大量的空气进入。大中型水轮机，多数都采用蜗壳式引水室。它的进口端与压力管道相连。由进口端向末端断面面积逐渐减小，并将导
15、水机构包在里面。由于水轮机的应用水头不同，水流作用在蜗壳上的水压力也不同。水头高时水压力大，一般用金属蜗壳；水头低时水压力小，一般用钢筋砼蜗壳。n(2)导水机构（导水叶）n导水机构的作用是引导来自引水机构的水流沿有利的方向进入转轮；当外界负荷变化时，调节进入转轮的流量，使它与外界负荷相适应；正常与事故停机时，关闭导水机构，截住水流，使机组停止转动。n大中型水轮机一般都采用多导叶式导水机构，每个导叶都可以绕其自身轴旋转。借以调节进入转轮的流量。(3)转动机构（转轮） 转动机构指的就是转轮，它是水轮机的核心部件。一般所指水轮机的型式，实际就是指该水轮机转轮的型式。 1)轴流式转轮：由轮毂、轮叶和泄
16、水锥等部件组成。轴流转桨式转轮的轮叶可以随着外界负荷的变化与导水机构导叶协同动作，始终保持有利的组合关系，因此对负荷变化的适应较好，运行区域广，平均效率高。轮叶数目38片，不少于3片。水头高时，轮叶多。 轴流定桨式转轮的叶片固定在轮毂周围，不随外界负荷的变化而改变轮叶的角度。运行稳定性较差，运行区域窄，低负荷运行时效率低。 2)混流式转轮：由上冠、叶片和下环组成，三者联成整体。上冠通常装有减少漏水的止漏环，它的上法兰面与主轴螺栓连接，它的下部中心装有泄水锥，用来引导水流以免水流从轮叶流道流出后相互撞击，以保证水轮机的效率。 叶片按圆周均匀分布固定于上冠和下环，叶片呈三向扭曲形上部扭曲较缓，下部
17、扭曲较剧，叶片的断面为机翼型，叶片数目约1020片，通常为1415片。下环也设有止漏装置。 n(4)泄水机构（尾水管）n尾水管的主要作用是：利用转轮出口处水流的大部分能量。从而提高水轮机的效率。若转轮装置在下游水位以上时，也可以通过尾水管利用这部分的水头。n尾不管的型式基本上可以分为两类：即直锥形和弯肘形。见图722。大中型竖轴装置的水轮机多采用弯肘形尾水管，它是由进口直锥段、弯头（肘管）以及出口扩散段三部分组成。n进口直锥段为垂直的圆锥形扩散管。此扩散管常用钢板焊接拼装而成。在上部设有进入孔，测压管路、十字架补气管（有y型，十型、单管型）、排水管等。n肘管是90的弯管，其断面为由圆形过渡到矩
18、形。在此段最低处设有放空阀，用水泵打入尾水，以利机组检修。n出口段是向上挠的矩形断面扩散管。n(5)其他构件n其他构件包括大轴、轴承、座环、底环、顶盖、基础环、机坑里衬，接力器里衬及转轮室等。举例:n以某工程混流式水轮机的结构特点简述如下：n1）尾水管及其里衬：n尾水管为弯肘形。在弯肘的最低处左右各设一个盘形放空伐，它可排干尾水管的积水，以利尾水管的检修。n尾水管锥管及肘管工作环境非常恶劣，采用钢板焊接结构，应具有足够的厚度，如20mm，外壁配有加强筋以及安装有的锚筋、支撑等。此部位，在运行几年以后，破坏严重。n 尾水管锥管上，设有600mm的外开式进入门，在门附近装有显示水位的信号装置。2)
19、底环n由钢板焊接而成。在导叶转动范围内设不锈钢抗磨板。底环上的导叶轴套采用聚四氟乙烯钢背复合材料。轴套孔与顶盖上的轴套孔同心。3)座环n有足够的强度、刚度。可承受置于其上的水工结构和机组各部件的重量，并能安全承受由蜗壳内最大水压力（包括水锤压力）所产生的各种压力。n座环采用无蝶形边平行板式结构，用钢板焊接而成，座环过流部分表面应加工光滑。n通过固定导叶设排水孔，顶盖排水孔进口处设可拆卸的滤网。在底环底部及筋板上设灌浆孔。n4)蜗壳n用可焊性好的16MnR板制成；能承受最大水压力（包括水锤效应）。其应力值不超过有关标准的规定。n蜗壳的焊缝全部进行无损伤检查。n蜗壳焊接用焊条，由制造厂供应。n 要
20、进行水压试验。n5)转轮n采用铸焊整体结构，具有足够强度和刚度，转轮采用抗空蚀及抗磨性能良好和焊接性能也好的材料。转轮上冠，下环和叶片均采用Ocr16Ni5M0。(0含碳量低于8%)n在转轮上冠和下环外缘装有可拆卸和更换的不锈钢止漏环（Ocr13Ni5M0）钢板。在顶盖和底环外缘装设同样的可拆卸和更 换 的 不 锈 钢 止 漏 环 （ Ocr16Ni5M0） ， 其 表 面 硬 度 高 于Ocr13Ni5M0的材质。n在邻近导叶端部的顶盖和底环上，设有可拆卸和更换的不锈钢Ocr13Ni5M0的抗磨钢板。n6)顶盖n顶盖采用钢板焊接结构，具有足够的强度和刚度。顶盖下侧面与转轮上冠之间的水力损失尽
21、量少，此空间应充分排水泄压，以减少水推力。n顶盖与转轮上冠止漏环对应处设可以更换的固定止漏环。n顶盖上设有测量顶盖压力的测孔及测头。在顶盖下侧面的导叶活动范围内设有不锈钢抗磨板。n 顶盖设有可靠的排水设施，自动控制装置、仪表、两只真空破坏阀。n7)导水机构n导叶全开度位置至空载开度位置范围内，导叶的水力矩特性具有自关闭的趋势。n导叶最大开度留有一定余量，并有限位装置。该限位装置不设在流道内。当剪断销被剪断，导叶限位装置失去作用时，导叶不会碰撞转轮。n导叶采用Ocr13Ni5M0不锈钢整体铸造。导叶有三个支承轴承，轴瓦采用钢背复合材料，自润滑，轴颈处有镀铬防锈层。n导叶过流表面型线符合“水轮机过
22、流部件技术条件的规定。导叶具有互换性。n每个导叶均设有剪断销，当受其破断时，能自动报警。n控制环采用焊接结构，其支承结构强度高，支承磨擦块采用自润滑材料。n导水机构从设计上已考虑、避免了死行程。n8)主轴n用经过热处理的20SiMn钢材锻制而成。主轴和转轮采用外法兰螺栓连接。主轴可在飞逸转速范围内的任一转速下运转，而不产生有害的振动和变型。在额定转速、满负荷运转时，主轴最大应力符合有关标准的规定。水轮机和发电机连轴后，要进行轴线检查。n9)导轴承n采用稀油润滑分块瓦轴承，采用巴氏合金瓦，在现场不需研刮，用自循环润滑。冷却器的散热管用紫铜管，冷却器的工作压力不低于0.4Mpa，试验压力不低于0.
23、6Mpa。油槽内设1个油位器，有高低油位报警点。瓦及油槽内均设有测温装置。槽底部设油混水报警装置。n10)主轴密封n 采用端面水压密封方式，密封圈材料为耐磨橡胶，抗磨板用不锈钢。(二)调速系统简介n1.调速器n水轮机调速器的主要功能：是检测机组转速偏差，并将它按一定的特性转换成接力器的行程差，借以调整机组功率，使机组在给定的负荷下以给定的转速稳定运行。n给定的转速范围：额定转速的0.2%0.3%。供电频率50赫兹,变化范围47.7550.25赫兹.n(1)关于水轮发电机组的转速：n转/分。n水轮机可以在不同转速下工作，但在一定水头下，一定的转轮直径有一个效率最高的转速，通常以这个转速来选配发电
24、机的转速，但又必须考虑发电机的额定电压，并联支路数、合理的槽电流等设计参数的合理性。从某种程度上说：水轮发电机组额定转速的选择，是水轮机参数和发电机参数的共同产物。n大中型水轮发电机中发电机的转速与水轮机的转速相同，因为是一根轴。而小型机组中一般采用齿轮或皮带的传动装置使发电机转速高于水轮机的转速。n在整个电网中发电机的转速必须是同步转速，可由下式决定：nf=n电*p/60nn电=60*f/p=3000/p(60*50/24=125转/分)nn电：发电机的额定转速（r/min）nf:：电流的频率，我国的标准为50周波（赫兹），又称为工频。nP：发电机的磁报对数n(2)调速器的分类和型号。n水轮
25、机调速器按测速元件的不同型式可分为：机械液压式调速器、电气液压式调速器和微机调速器。n调速器的型号，由三部分代号组成：n第一部分：表示调速器的基本特性和类型、型号中的字母为汉语拼音的第一个字母。电气液压（D）、微机（W）、机械液压（无代号）。大型（无代号）、中型带油压装置（y）。双调整（S）、单调整（无代号）。调速器（T）。晶体管（J）、半导体（B）。n第二部分：阿拉伯数字，对中型调速器，是指额定油压下的接力器容量（kg.m）；对于大型调速器，是指主配压阀的直径（mm）。n 第三部分的阿拉伯数字表示调速器的额定油压。25kg/cm2及以下者不表示。如40 kg/cm2 、60 kg/cm2。n
26、1)机械液压式调速器：nT100单调整调速器，主配压伐直径100毫米。nST100双调整调速器，主配压伐直径100毫米。nYT3000中型带油压装置单调整调速器，接力器容量3000kg.m。n2)电气液压式调速器：nDT80单调整电气液压式调速器，主配压伐直径80毫米。nDST80双调整电气液压式调速器,主配压伐直径80毫米。n晶体管调速器，半导体调速器，已不采用。n2.油压装置n (1)油压装置的工作原理：水轮机调节系统的油压装置是利用空气的可压缩性，在油的容积变化时以保持调节系统所需要的一定压力，使调节系统和控制机构可靠运行。n 它为机组的调速系统、蝴蝶阀或球阀及其它油压设备，提供压力油源
27、。n 油压装置的功能为:n 1)储蓄液压动力，减少油的平均峰值要求；n 2)滤去油泵流量中的脉动效应；n 3)吸收由于负载突然变化时的冲击；n 4)获得动态稳定性。n 因此，油压装置压力油罐内油和空气的数量和压力，应该保证机组和所有机构在任何可能的工况下使调节和控制机构可靠运行。n 油压装置的额定压力，随着机组容量的增加和制造水平的提高而不断提高，老式为1015 kg/cm2 ，现在普通采用2025 kg/cm2 ，而且有趋势提高到40 kg/cm2 、60 kg/cm2 ，甚至到70 kg/cm2 。(2)油压装置的组成n由压力油罐、集油槽、带电动机的螺杆油泵和其他附件组成油压装置。n机械液
28、压式调速器的油压装置有压力油槽式和川流式两种，前者适用于大中型电站，后者适用于小型水电站。n大中型油压装置的压油槽和集油箱分别安装；小型油压装置的压油槽装在集油箱之上。n大型油压装置的代号：nYS：油压装置；数字：压力油罐的总容积，单位m3nYS0.6、11.6、1.72.5、48、1012.5、20、40中n小型油压装置的代号：nGY：工人油压装置数字：压力油罐的总容积，单位m3n(三)机组自动化元件简介n机组自动化元件简介是实现机组自动操作、控制、测量、保护的元件.除农村小型水电站外，目前所有水电站均要求其动力设备、电气设备和辅助设备是自动化的。机组的启动、正常仃机、事故仃机的操作，以及整
29、个机组的运行、维护都要达到无人值班或少人值守。n自动化元件的任务就是按生产过程的要求，将由前一元件所接受的动作或信号，在性质上或数量上自动加以适当变换后传递给另一元件。例如电磁配压伐，它可以把电流信号，通过电磁作用力操作配压伐，而配压伐的动作，经过液压能源的放大，就可以自动开启或关闭管道伐门。而控制信号可以是非电量（如压力、流量、温度、水位等）的变化；也可以是电流、电压的变化。n常用的自动化元件有：转速信号器、温度信号、压力信号器、液位信号器、液流信号器、剪断信号器、电磁伐和配压伐等。（一）概述（一）概述n由水轮机驱动，将水轮机的机械能转换成电能的机器叫水轮发电机。它发出的电能通过变压器升压输
30、送到电力系统中去。n水轮机和水轮发电机合称为水轮发电机组（或机组）。n1.水轮发电机的类型和型号n(1)按照机组布置的方式可分为卧式与立式。n卧式：适用于中小型的高速冲击式水轮发电机组及贯流式机组。n立式：适用于低速及中速的大、中型机组。n(2)根据推力轴承位置划分：立式水轮发电机可分为悬吊型和伞型.(受力点和结构型式不同).n悬吊型水轮发电机结构的特点是推力轴承位于上部机架上，把整个转动部分悬吊起来。大容量悬吊型水轮发电机装有两部导轴承，上部导轴承位于上机架内；下部导轴承位于下机架内。也有取消下部导轴承仅有一部导轴承的。它的转速一般在每分钟100转以上。它的优点是推力轴承损耗较小，装配方便，
31、运转稳定。缺点是机组较高大，消耗钢材多。伞型水轮发电机结构的特点是推力轴承位于下机架或水轮机顶盖支架上。导轴承有一个或二个，有上导轴承时称为半伞式水轮发电机；没有上导轴承时称为全伞式水轮发电机。n伞型水轮发电机的转速一般在每分钟150转以下。它的优点是上机架轻便，可降低机组及厂房高度，节省钢材。缺点是推力轴承直径较大，设计制造困难，安装维护较不便。(3)按冷却方式可分为空气冷却式和水冷却式。n空气冷却式是将发电机内部产生的热量，利用循环空气冷却。一般采用封闭自循环式，经冷却后加热了的空气，再强迫通过由水冷却的空气冷却器冷却，参加重复循环。n水冷却的特点是将经过水质处理的冷却水，直接通入转子励磁
32、线卷和定子绕组线卷进行水内冷，而转子励磁线卷与铁芯仍用空气冷却时，则称为半水内冷水轮发电机。若定子、转子均直接通入冷却水冷却时，则称为全水内冷式水轮发电机。n水轮发电机的型号。由代号、功率、磁极个数、定子铁芯、外径等数据组成。nSF：水轮发电机nSFS：水冷水轮发电机nL：立式（竖轴）nW：卧式（横轴）n例：SFS150-48/1260水冷式水轮发电机，功率150MW，48个磁极，定子铁芯外径1260厘米。n励磁机（包括付励磁机）：供给转子励磁电流的立式直流发电机。(目前均采用可控硅励磁装置,取代了励磁机。)n永磁发电机：供水轮机调速器的转速频率讯号；供机械型调速器飞摆电动机的电源永磁机本身有
33、两套绕组。n2.水轮发电机的基本部件n立式水轮发电机一般是由转子、定子、上机架、下机架、推力轴承、导轴承、空气冷却器、励磁机及永磁发电机等部件组成。n转子和定子是产生电磁作用的主要部件，其它部件仅起支持或辅助作用。发电机转动部分的主轴，一般用法兰盘与水轮机轴直接连接，由水轮机带动发电机的转子旋转。当转子的磁极线卷通入励磁电流时，由于转子的旋转，使定子线卷的导体产生感应而发出电流来。nn(1)转子n发电机转子由主轴、转子支架、磁轭（轮环）和磁极等部件组成。n1)主轴n它是用来传递力矩，并承受转子部分的轴向力。通常用高强度钢材整体锻造。或由铸造的法兰与锻造的轴筒拼焊而成。n2)转子支架n一般可分成
34、轮辐、轮臂两部分。它主要用于固定磁轭并传递扭矩，均为铸焊结构。n目前，半伞式大容量机组宜采用无轴结构的圆盘式转子支架，它分成转子中心体和外环组件，在现场组焊成整体。这种结构重量轻、轴向刚度大、稳定性好、传递扭矩大，并有利于通风，降低风损之优点。nn3)磁轭（轮环）n它主要是产生转动惯量，固定磁极，同时也是磁路的一部分。转子直径小于四米的可用铸钢或整园的厚钢板组成。转子直径大于四米的则由35毫米的钢板冲成扇形片，交错叠压成整园，并用双头螺杆紧固成整体，然后用键固定在转子支架上。n磁轭外园“T”形槽，用以固定磁极。磁极在运转时，既要具有一定的转动惯量，又要承受巨大的离心力。在高转速大直径的机组中，
35、扇形片采用500Mpa700Mpa的高强度钢板冲成。nn4)磁极n它是产生磁场的主要部件。它由磁极铁芯、励磁线卷和阻尼条等部分组成，并用尾部“T”形结构固定在磁轭上。n铁芯由1毫米1.5毫米厚的钢板冲片叠压而成，铁芯两端加极靴压板，并用双头螺杆紧固为一个整体。n励磁线卷由扁裸铜排或铝排绕成，匝间粘贴石棉纸或环氧玻璃丝布绝缘。n大型机组的转子绕组采用F级绝缘。转子绕组采用多边形铜排绕制成不同宽度矩形铜排焊接而成，以保证有足够的冷却表面。n磁极外缘扇形表面的表层内（又称极靴上）装有阻尼绕组（铜棒），它由阻尼铜条和两端阻尼环组成，阻尼环用铜软接头联成整体。阻尼绕组的作用是防止交流电中的三次谐波电流。
36、n转子安装时，将各磁极间接头联成一个回路。(2)定子n定子由机座、铁芯和线卷等部分组成。n1)机座n机座是固定铁芯的，但在悬式发电机中，它又是支持整个机组转动部分重量的主要部件。n它由钢板卷焊而成，机座应具有一定的刚度，以免定子变形和振动，并可承受发电机的短路扭矩。n大型机组的机座由于受到运输条件的限制，需采用分辨运输，现场组焊、定子铁芯现场迭压、定子绕组全部现场下线。n2)铁芯n一般由0.35毫米0.5毫米厚的两面涂有绝缘漆的扇形硅钢片叠压而成。空冷式发电机铁芯沿高度分成若干段，每段长约40毫米50毫米，分段处设“工”字形衬条隔成通风沟，以便通风散热。n铁芯上下端有齿压板，通过定子拉紧螺杆将
37、硅钢片压紧。大型机组的定子铁芯直径大（三峡左厂定子外径21420毫米）、长度长，需要采取防止铁芯因热应力产生挠曲的措施，并使铁芯沿轴向温升分布均匀。定子铁芯除采用高导磁、低损耗的冷轧无取向硅钢片选片外，还需适当增加径向通风沟数，减少通风沟宽度，以保证有足够的冷却表面。n铁芯外园有鸽尾槽，通过定位筋和托板将整个铁芯固定在机座上。n铁芯内园有矩形嵌线槽，用以嵌放绕组线卷，用半导体热条和槽楔将线卷固定于嵌线槽内。n3)线卷n空气冷却的定子线卷用带有绝缘的扁铜线绕制而成，在其外面包扎绝缘。n定子线卷分迭绕和波绕两种。大型发电机常用波绕组。n大型机组定子绕组采用F级绝缘，绕组选择空换位或不完全换位，以减
38、少环流损耗。这种换位方式对降低损耗及股线温差是行之有效的。n(3)上机架与下机架n由于机组的型式不同，上机架与下机架可分为荷重机架及非荷重机架两种。n悬式发电机的荷重机架即为安装在定子上的上机架；n伞式发电机的荷重机架即为安装在定子下面的基础上的下机架。n(4)推力轴承n推力轴承需承受水轮发电机组转动部分重量及水推力。并把这些力传递给荷重机架。三峡左厂机组推力负荷达5500t。n常采用的有三种型式：刚性支柱式、液压支柱式、平衡梁支柱式。n推力轴承一般由推力头、镜板、推力瓦、轴承座及油槽等部件组成。n1)推力头n用键固定在转轴上，随轴旋转，一般为铸钢件。n2)镜板n为固定在推力头下面的转动部件，
39、用钢锻成。镜板的材质和加工精度要求很高。与轴瓦相接触的表面，光洁度要求很高。n3)轴瓦n是推力轴承的静止部件，做成扇形分块式，轴瓦钢坯上浇铸一层锡基轴承合金，一般厚约5毫米。轴瓦的底部有托盘，可使瓦受力均匀。托盘安放在轴承座的支柱螺丝球面上，使其在运行中自由倾斜以形成楔形油膜。n4)轴承座n它是支持轴瓦的机构，能分别调节每块轴瓦高低，使所有轴瓦受力基本均匀。n5)油槽n 整个推力轴承装置在一个盛有透平油的密闭油槽内。透平油即起润滑作用，又起热交换介质的作用。大型机组在油槽内设置水冷却器，来降低油的温度。n(5)空气冷却器n机组运行时，发电机线卷及铁芯将产生大量的热，为使其温度不致太高，密闭循环
40、空冷式发电机就必需安装空气冷却器，用以冷却机组。n(6)励磁机n供水轮发电机转子励磁电流的励磁机，是专门设计的立式直流发电机。根据水轮发电机容量的大小及励磁特性的要求，有采用一台励磁机的；也有采用主、付共二台励磁机的。目前，大型发电机也有不用主、付励磁机的。它采用并励、静止可控硅励磁系统。励磁系统设备主要有：励磁变压器，可控硅整流装置、灭磁装置、励磁调节器、起励保护与信号设备组成（可控硅整流装置采用三相全控桥式结线）。n(7)永磁发电机n在励磁机或付励磁机上部装设永磁发电机。它的定子有两套绕组，一套供给水轮机调速器的转速频率信号；一套供给机械型调速器的飞摆电动机电源。根据机组自动化的要求，永磁
41、发电机电源还用于转速继电器，实行自动并网，停机及机组制动等。n 永磁发电机用永久磁钢（或铁淦氧）作磁极，因而它的磁场是固定不变是，它的频率、电压直接与同轴水轮发电机转速成正比。(二)水轮发电机的安装n水轮发电机的安装程序随机组型式、土建工程进度、设备到货情况及场地布置的不同、起吊设备的能力不同有所变化，但基本原则是一致的。在一般施工组织设计中，应尽量考虑到同土建工程及水轮机安装进度的平行交叉作业，尽量做到少占直线工期，充分利用现有场地及施工设备进行大件预组装，然后把已组装好的大件，按顺序分别吊入机坑进行总装，从而保证了质量，加快了施工进度。n1.悬式水轮发电机的安装程序：见图7-3-2n预埋下
42、部风洞盖板、下部机架及定子的基础垫板；n在定子机坑内组装定子并下线、安装空气冷却器。为了减少同土建工程及水轮机安装的相互干扰，也可以在安装间进行定子组装，下线；待下机架吊装后，将定子整体吊入找正。n待水轮机大件吊入机坑后，吊装下部风洞盖板，根据水轮机主轴中心进行找正固定。n把已组装好的下部机架吊入就位，根据水轮机的主轴中心找正固定，浇捣基础砼。并按总装要求调整制动器（风闸）顶部高程。n将上机架按图纸要求吊入预装，以主轴中心为准，找正机架中心和标高、水平，同定子机座一起钻铰销钉孔，再将上机架吊出。n在安装间装配转子，将装配好的转子吊入定子内，按水轮机主轴中心、标高、水平、进行调整。n检查发电机定
43、、转子之间的间隙。必要时以转子为基准，校核定子中心，然后浇捣基础砼。n将已预装好的上部机架吊放于定子上基座上面，按定位销孔位置将机架固定。n装配推力轴承，将转子落到推力轴承上，进行发电机轴线调整。n联接发电机与水轮机主轴，进行机组总轴线的测量和调整。n调整推力瓦受力，并按水轮机迷宫环间隙定转动部分中心。n安装导轴承，油槽等，配装油、水、气、管路。n安装励磁机和永磁机。n安装其他零部件。n进行全面清理检查、喷漆、干燥、耐压。n 起动试运转。导轴瓦研刮主轴竖立轮毂烧嵌轮臂连接磁轭堆积磁极挂装励磁配线喷 漆干 燥耐压整机调轴线推力瓦调受力转动部分定中心导轴承安装在机坑外组定子定子下线接头连接喷漆干燥
44、耐压整体吊定子基础埋设在机坑内组定子定子下线接头连接喷漆干燥耐压下部风洞盖板安下机架吊装转子吊装上机架吊装推力轴承安装发电机轴线调正下机架予装制动闸清扫耐压上机架予装空气冷却器安安安安下风洞盖板预组推力瓦研刮基础二期砼主轴联接图图732：悬式水轮发电机安装程序图：悬式水轮发电机安装程序图n2.伞式水轮发电机的安装程序n（一）（一）概述概述n根据运转的需要,可在水轮机输水管道的进水口和水轮机n前装设不同类型的截流装置。目前进水口经常采用的是快n速闸门；在水轮机前常采用蝴蝶阀、球阀、针形阀、楔形n阀等，统称为进水阀。它一般不作调节流量用（针形阀除外）。n1.进水阀的作用n(1)机组发生事故而导水机
45、构又失灵不能关闭时，它紧急动n水中关门，以防止事故的扩大。n(2)进水管道或机组检修时，静水中关闭，切断水流。n(3)当机组长期停机时，静水中关闭，以减少水的漏损。n2.设置进水阀的条件n鉴于上述目的，设计规程规定是：n(1)几台水轮机由一根输水总管供水时，单机要设之；n(2)当水头高，输水管道长，主机容量大时，可以考虑；n一般是水头150m以上的单元输水管上要设之；n当水头小于150m时，安装进水阀应有特殊论证。n 为了保证正常工作，对进水阀提出的要求是结构简单，工作可靠，有足够的强度和刚度，具有严密的止水装置，水力损失小，水流稳定，操作控制简便，经久耐用。动水关门不大于2分钟，阀门所处的位
46、置通常是全开或全关，不宜部分开启，调节水量。一般情况下不允许动水开启。(二)进水阀的类型1.蝴蝶阀n蝴蝶阀阀板可绕水平轴或垂直轴旋转，水平轴的接力器位于蝶阀一侧；竖轴式接加器位于阀上部，它布置紧凑、占地少、操作方便。但结构复杂，需要轴向推力轴承，下部泥沙沉集很难防止。n操作方式：n手动：小型蝶阀用。n手动、电动：小型蝶阀用。n液压操作：常用于大中型蝶阀。n水压操作：属淘汰型，因为锈蚀不好解决。n蝴蝶阀的优点：n启闭力小、体积小、重量轻、操作方便迅速、维护简单。n蝴蝶阀的缺点：n阀全开时水头损失大；全关时易漏水。为了减少漏水，在阀体或阀板四周采用压缩空气的软管（围带）止水，不能部分开启。n它适用
47、于直径较大、水头不高的管道上。目前世界上已制成的蝴阀最大直径为8.23米。主要组成部件：阀体、阀轴、活门、轴承及密封装置、操作机构（指接加器、转臂等）。n2.球阀n主要组成部件：阀体、阀轴、活门、轴承、密封装置、操作机构。球阀的名义直径等于压力钢管的直径。球阀适用于高水头电站。一般是横轴式。单球面多、双球面少。n球阀的优点是：水头损失少、止水严密，适用于高水头电站（100米以上），止水面磨损小。n缺点是：体积太大而重，价格较高。n操作方式：手动、手动电动两用，液压。n 国内生产的直径为1.6米球阀，最高工作水头为400米；国外生产的1.1米球阀，最高工作水头为627米。n3.平板阀（楔形阀）n
48、一般用电动或液压操作，它止水严密、运行可靠、启闭设备简单、维护方便。但外型高大，需较大的启闭力、动作慢，当部分开启时易产生汽蚀和振动，常用于小直径管道上。n4.针形阀（锥形阀）n 冲击式水轮机大多用它，它可以部分开启，调节流量。n5.进水阀的附件n进水阀除本体主要部件外，还包括下列附件：n(1)伸缩节n其作用是使钢管沿轴线自由伸缩，以补偿温度应力。用于分段式管道中。阀门处的伸缩节能使阀门拆卸，它装在阀门上、下游侧均可。小型伸缩节多用铸铁；大型伸缩节多用钢板焊接。n(2）旁通阀n装于阀门两侧压力钢管上，进水阀正常开启前，先打开旁通阀，将进水阀活门上游侧的压力水引入活门下游侧。接近平压后，再开启进
49、水阀。和旁通阀相连接的旁通管的直径一般取用该压力钢管直径的1/10。n（3）空气阀n位于进水阀下游侧压力钢管的顶部。当开启旁通阀向下游侧充水时或打开排水阀放空压力钢管和蜗壳内的积水时，空气阀自动开启以排气或充气，使压力钢管内真空消失，以保护压力钢管不被外压破坏。n(4）排水阀n它在压力钢管最低点设置。排除管内积水，便于检修。( (三三) )蝴蝶阀实例蝴蝶阀实例n 某工程蝴蝶阀直径4600mm，型式是：双平板、卧轴、双硬质密封、双偏心、蓄能罐、液压。阀体、阀板材质均为16MnR，阀轴材料为40Cr，阀体用锥面密封其材质为1Cr18Ni9Ti，阀板是球面密封，材质为316L。n 设有液压自动旁通蝶
50、阀，其直径为500mm，材质是Q235。操作油压16Mpa。n 装有升降式的排气阀，直径为400mm，材质是Q245。n 直缸摇摆式接力器，开启和关闭时间均为60S120S，水头损失0.23米，伸缩节为套管伸缩式。n 漏水量：初期0.36I/min；保证期：2I/minn 油压装置：型号4600YYZ（JLT），工作油压：16MP a，压油罐总容积0.9m3,压油箱容积2.5m3,用油量2.5m3。油泵的油压31.5Mpa。n 蝶阀本体总重128t，年开闭1200次，无故障10000h，检修2h，故障率：1次/年.台。大修间隔6年，使用年限40年，可动水关闭。蝶板+阀轴需整体运输。(一)油系统
51、n油系统是为水电站用油设备服务的。它由一整套设备、管路、控制元件等组成。用来完成用油设备的给油、排油、添油及净化处理等工作。在水电站机组调节系统工作时，能量的传递及机组转动部分的润滑与散热等，一般都是用油作为介质来完成的。n具体讲，水电站油系统的任务是，用油箱（桶）来接受新油、贮备净油；用油泵给设备充油、添油、排出污油；用滤油机烘箱来净化油、处理污油。水电站用油主要分为润滑油和绝缘油n润滑油的种类多，有汽轮机油（透平油）、空气压缩机油和机械油等。透平油的作用是润滑、散热以及对设备进行操作，以传递能量。n绝缘油主要包括变压器油、开关油、电缆油等。绝缘油的主要作用是绝缘、散热和消除电弧。1.透平油
52、系统(1)供油对象1)机组；发电机的推力轴承油槽；发电机下导轴承油槽；油压操作的自动化元件；油润滑的水轮机导轴承。2)主机的调速器、油压装置；3)油压操作的蝴堞阀及其它进水阀的油压装置；4)透平油库油桶的事故排油等。n(2)供油方式：n1)单独系统；n2)与绝缘油共同使用一套滤油设备；n3)与邻近电站共用一部分设备。n(3)主要安装内容：n1)油泵、压力滤油机、离心滤油机、真空滤油机、移动式滤油设备等；n2)透平油桶、油罐、油箱及油池；n3)烘箱、油再生设备；n4)管路（明设、暗设）及其附件（弯头、三通、渐变管、管路的支吊架等）；n5)阀门；n6)设备、油桶、油罐、油箱的基础；设备安装吊环和设
53、备支架；n 7)管网的测量控制元件（温度计、液位信号、示流信号器、油混水信号器等）。2.绝缘油系统n(1)供油对象n1)变压器；n2)油开关；n3)电压互感器等用绝缘油的设备；n4)绝缘油桶的事故排油。n(2)供油方式n1)单独系统；n2)与透平油系统共同使用一套滤油设备；n3)与周围电站、梯级电站共用一部分设备；n(3)主要安装内容：n1)油泵、滤油机等设备；n2)绝缘油桶、油罐；n3)阀门；n4)管咱（明设、暗设），管路附件，管路支吊架；n5)设备、绝缘油桶基础、设备安装吊环等；3.油化验室n油化验室设备及仪器、器具，应根据电站的规模、邻近电站及工矿企业的情况和业主单位的意见综合考虑而定是
54、否设置，设置的规模、等级。(二)压气系统n水电站所用的压缩空气，由专设的空气压缩机装置产生的。主要设备包括空气压缩机，电动机，启动装置、储气罐、测量控制表盘和自动化元件等。其附属设备有冷却装置、过滤装置和油水分离器等。测量和控制元件是保证用气设备所需空气的质量，数量、压力及空气压缩机的正常运行。将压气系统简介如下：1.高压压气系统25kg/cm240kg/cm2，现为60kg/cm2以上n(1)供气对象n1)油压装置用气（机组和油压操作的蝶阀、闸阀）；n2)高压空气开关、隔离开关及其它用气的电气设备；n3)气动操作阀用气等。n(2)供气方式n1)单独系统；n2)与低压压气系统互为备用。n(3)
55、主要安装内容n1)高压压气机（空冷、如为水冷另有冷却水系统）、制动柜等设备；n2)高压贮气罐；n3)各种阀门；n4)管路（明设、暗设）、管路附件、管路的支吊架；n5)设备、高压贮气罐的基础、设备安装用吊环；n6)设备安装完毕的单机调整试验、高压压气系统的调试。2.低压压气系统（7 kg/cm2及以下）n(1)供气对象：n1)机组制动（风闸）；n2)调相压水：把水压至转轮以下0.5米1.0米；n3)蝴蝶阀空气围带；n4)水轮机的水封装置；n5)机组、设备检修、管路检修、吹扫；n6)拦污栅防结冰吹气；n7)安装检修用风动工具；n8)压油槽的第一次充气。n(2)供气方式：n1)单独供气；n2)与高压
56、压气系统互为备用。n(3)主要安装内容；n1)低压压气机（空冷、水冷）等设备；n2)低压储气罐；n3)各种阀门；n4)管路（明设、暗设）、管路附件、管路的支吊架；n5)设备、低压储气罐基础、设备安装用吊环等；n 6)单机调试，整个系统的调试等。(三)水系统n水电站的水系统，包括供水、排水、消防水及水力测量系统等。它是供机组的冷却水、润滑水、厂房及主要设备的消防用水，机组检修和厂坝渗漏排水以及水力测量系统等。n供水系统由水源、管道和控制元件等组成。根据用水设备的要求，保证一定的水量、水压、水温和水质。n水源由取水设备、水处理设备等部分组成。n管道是将水源引来的水流分配到机组各个用水设备处。再用各
57、种控制元件，如阀门和各种仪表等操作供水设备和控制、监视管道中水流的运行情况。现将水系统详述如下：1.供水系统供水系统n(1)供水对象：供水对象：n1)机组一冷却、润滑用水：机组一冷却、润滑用水：n推力、上导轴瓦冷却器；推力、上导轴瓦冷却器；n下导轴瓦冷却器；下导轴瓦冷却器；n水轮机的水导瓦润滑；水轮机的水导瓦润滑；n发电机、励磁机的冷却器。发电机、励磁机的冷却器。n2)发电机的消防用水（一般要设置三个水源）。发电机的消防用水（一般要设置三个水源）。n3)厂房消防用水。厂房消防用水。n4)厂房生活用水。厂房生活用水。n5)水冷变压器用水。水冷变压器用水。n6)水冷的空压机用水。水冷的空压机用水。
58、n(2)主要供水方式：主要供水方式：n1)自流供水：水电站水头在自流供水：水电站水头在16米米130米范围内采用此方式。米范围内采用此方式。n2)水水泵泵供供水水：当当水水电电站站的的水水头头低低于于15米米，或或高高于于130米米时时采采用用此方式。此方式。n3)射流泵；射流泵；n4)混合供水：水头为混合供水：水头为10米米20米的低水头水电站，采用此方式。米的低水头水电站，采用此方式。n(3)主要安装内容主要安装内容：1)水泵、射流泵、滤水器等设备；2)阀门；3)管路及吸、排水口（明设、暗设）、管路附件、管路支吊架；4)自动化元件；5)设备基础、设备安装用吊环等；6)单机调试、供水系统调试
59、。2.排水系统n(1)厂房渗漏排水系统n1)排水对象n机组的冷却水、润滑水，不能排至下游或引入尾水管的那部分；n蝴蝶阀、伸缩节、蜗壳进入孔、尾水管进入孔、水泵、射流泵以及水管路、阀门等的渗漏水；n厂房水工建筑物的渗漏水。n2)排水方式n离心水泵、深井水泵、泥浆泵排水；n射流泵排水；n虹吸排水；n与机组检修排水合并为一个系统或互为备用。n3)安装内容：n离心水泵、深井泵、泥浆泵、射流泵；n阀门；n管路及吸、排水口（明设、暗设）、管路附件、管路支吊架；n自动化元件；n设备基础、设备安装用吊环等；n单机调试、排水系统调试。nn(2)大坝廊道渗漏排水系统n1)主要排水对象：坝基、坝体渗漏排水。n2)主
60、对排水方式：n离心水泵、深井水泵、泥浆泵排水；n射流泵排水；n与厂房渗漏排水系统合并或互为备用。n3)主要安装内容：n离心水泵、深井水泵、泥浆泵、射流泵；n阀门；n管路及吸、排水口（明设、暗设）、管路附件、管路支吊架；n自动化元件；n设备基础、设备安装用吊环；n单机调试、排水系统调试。n(3)机组检修排水系统n1)主要排水对象：n压力钢管内；n蜗壳内；n尾水管内n2)主要排水方式：n直接排水系统：离心水泵、深井水泵、射流泵、泥浆泵、排水系统；n间接排水系统：设有排水廊道；n潜水泵等临时设施排水；n混合式。n3)主要安装内容：n离心水泵、深井水泵、射流泵、泥浆泵、潜水泵等设备；n阀门；n管路及吸
61、、排水口（明设、暗设）、管路附件、管路支吊架；n自动化元件；n设备基础、设备安装用吊环等；n单机调试、排水系统调试。n(4)机组冷却水、润滑水的排水系统n一般是排至下游或尾水管（略述）。 3.水力测量系统n(1)主要测量对象：n1)上游、下游水位；n2)机组流量或效率；n3)蜗壳压力、尾水管压力真空、顶盖压力真空；n4)进水口拦污栅堵塞监视；n5)钢管爆破信号等。n(2)主要测量方式：n1)接收器集中在中控室或发电机层；n2)分散设置。n(3)主要安装内容：n1)水位计、流量计、效率测定仪等测量设备、仪表、仪表盘；n2)阀门；n3)管路（明设、暗设）、管路附件、管路支吊架；n4)自动化元件；n
62、5)设备基础；n6)试验调整。n（四）管路n在水电站中，要用管路来输送压缩空气、供水、排水、供油、排油等。常用的管材有：无缝钢管、有缝钢管（水煤气钢管、电焊钢管）、铸铁管、硬聚氯乙烯塑料管等。n有缝钢管，又称焊接钢管，分为水煤气钢管和电焊钢管。n(1)水煤气钢管：分黑铁管和白铁管（又称镀锌管），应用于小直径低压管路系统（一般工作压力在20kg/cm2以下，加厚壁可用于30kg/cm2的管路系统），例如：供排水、煤气、压缩空气、热气、蒸气、供排油等。钢管应平直，内外表面要光滑，焊缝不得裂开，镀锌的锌层应完整均匀。n油、水、气管件的耐压试验：所有油、水、气管路及附件，在安装完成后均应进行水压强度耐
63、压和严密性试验，强度耐压试验压力为1.5倍额定工作压力，保持10分钟无渗漏及裂纹等异常现象。n表 水煤气输送钢管规格表（YB234-63）公称直径外径(毫米)普通管加厚管管螺纹(毫米）(英寸)壁厚(毫米)重量(公斤/米)壁厚(毫米)重量(公斤/米)基 面处 外径(毫米)每 英寸 牙数61/810.002.000.392.500.4681/413.502.250.622.750.73103/817.002.250.822.750.97151/221.252.751.253.251.4420.95614203/426.752.751.633.502.0126.4421425133.503.252.
64、424.002.9133.250113211/442.253.253.134.003.7741.912114011/248.003.503.844.254.5847.8051150260.003.504.884.506.1659.616117021/275.503.756.644.507.8875.1871180388.504.008.344.759.8187.8871110041144.0010.855.0013.44113.0341112551404.5015.045.5018.24138.4351115061654.5017.815.5021.63163.83611注：同规格，镀锌钢管比
65、不镀锌钢管重3%6%。（五）阀门n阀门在油、水、气系统中作未计价的装置性材料处理，需单独计价。阀门使用的数量大、品种规格繁杂，在编制概算时，要了解其单价，必须先把阀门的型号及其代表符号搞清楚，为了今后工作方便，特把阀门及其代表符号编列于后，仅供参考。n在水利水电工程中，常用的阀门（主阀、进水阀大型阀门除外）包括闸阀、球阀、控制阀、安全阀、排气阀等。n闸阀、球阀为通用件、标准件。n安全阀在排灌设备中是用于防护关阀水锤、充水水锤和事故停泵水锤的设备应用于压力管道系统中，特别是喷灌系统中；在压气系统中，是用于防护气压超过额定值而释放的设备。n空气阀是为了防止管道破裂，作为向管道内自动补气和管道自动向
66、外排气的设备，在喷灌系统中常使用。在电站压力钢管道中也常使用空气阀。nn（一）概述（一）概述n 水电站电气设备主要布置于发电厂房和升压变电站内。它的作用是生产、输送、分配电能；根据负荷变化的要求，启动、调整和停止机组，对电路进行必要的切换；不间断地监视主要设备的工作；周期性的检查和测量主要设备的工作情况；定期巡回检查以及迅速消除发生的故障等。根据上述用途，因此在发电厂房和升压变电站内装设有下列主要电气设备：n1一次设备n（1）一次设备的分类：n1）按工作性质分：n进行能量转换的设备：发电机、变压器、电动机等。n对电路进行切换的设备：各种断路器、隔离开关、高压组合电器、自动空气开关、接触器、低压
67、闸门、开关等。n限制过电流的设备：限制故障电流的电抗器、限制启动电流的起动补偿器、小容量电路进行过载或短路保护的熔断器、补偿小电流接地系统接地时电容电流的消弧线卷等。n防止过电压的设备：限制过电压的避雷器。n对一次设备工作参数进行测量的设备：电压互感器、电流互感器。n2）接电压等级分：n发电电压设备：是指发电机主母线引出口至主变压器低压套管间所布置的设备（另外还包括发电机中性点的设备）。一般包括：断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、消弧线卷、母线、电缆等。n目前，大中型水电站的发电电压等级是：6.3kV、10.5kV、13.8kV、15.75kV、18.0kV、20.0kV（均指的线电压
68、）。n升压变电站设备：是从主变压器低压套管起，到变电站最终出线构架的跳线为止，从起点到终点布置的所有设备。n主要包括：主变压器、断路器、高压组合电器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、高压电缆及终端、阻波器及一次拉线等。nn高压开关柜：电压等级是6.3kV、10.5kV。n包括的设备：高压开关柜、母线过桥等。n厂用电设备：10.5kV、380V/220Vn包括的设备：厂用变压器、各型电动机、水泵、油泵、低压开关柜、低压配电盘、动力柜、动力配电箱、照明分电箱、低压电器（磁力启动器、自动空气开关、启动补偿器、闸刀开关、熔断器、控制器、接触器、电阻器、变阻器、调压器、电磁铁等）。n3)按设备
69、所处的位置分：n户内型设备：指配电部分的设备（发电电压设备）；n户外型设备：指变电部分的设备（升压变电站内设备）。（2）一次设备简介1)水轮发电机：详见第三章水轮发电机。在常用基本符号中：发电机用“G”代表，发电机的图例符号：2)变压器：将一种电压等级的交流电变为另一种电压等级交流电的器具叫变压器。水电站的水轮发电机发出的电压较低（6.3kV20.0kV），不可能用此电压把巨大的电能通过电网输送到遥远的负荷中心去，因为那样做，电能的损耗太大了；输电线路的导线载面也要求做的很大，这样做是非常不经济的。因此，水电站的主变压器主要是升压输出电能，（我国现阶段最高为500kV）使线路损耗大大降低，使输
70、电线路的导线截面变为最经济型的截面。当电站全厂停机时，它也可作为电力系统与电站的联络设备，作为降压变压器使用，将系统的电能供给电站使用。GNO2变压器型号的表示方法：n变压器型号举例：nSFL131500/110：三相双绕组、油浸风冷、铝线卷、容量是31500kVA、高压侧电压等X级为110kV（第一次系列设计）的电力变压器。n SFPSOL120000/220 三相三绕组、强迫油循环风冷、铝线卷、容量为120000kVA、高压侧电压等级为220kV的升压自耦电力变压器。n 变压器的估价。经验的数据是：n a容量相同、电压升高一级，价值提高15%20%；n b电压等级不变、容量增加一倍，价值提
71、高3/4次方（约70%）；n c有载调压的变压器比同容量、同电压等级的变压器价值提高20%30%。nn其它：na在常用基本符号中，变压器用“Tr”代表。nb在主要安装单位文字符号中：n(a)与系统联络变压器代号：Tr1Tr19n(b)高压厂用变压器代号：Tr21Tr39n(c)低压厂用变压器代号：Tr41Tr59nn双绕组三绕组nc图例符号变压器的主要部件a:铁芯和线卷芯部，它是个整体，浸在油箱中，并牢固地固定在底座上，运输和安装时都不充许拆装。b:油箱和底座外壳，内部充油并安放芯部，底座下面带有可调方向的滚轮。c:套管和引线是高压线卷，低压线卷与外面线路的或母线联络的部件。d:分接开关调整电
72、压时使用，控制线圈的分接头。e:散热器冷却装置。f:保护和测量部件油保护（吸湿器、净油器）、安全保护（瓦斯继电器、防爆管、事故排油阀门）温度计、油标等。变压器的安装：变压器的安装：a主要工作内容主要工作内容 b b运输：运输： c c安装准安装准备工作和工作和环境条件境条件 d d安装程序安装程序 n3)断断路路器器：能能迅迅速速可可靠靠地地接接通通工工作作电电流流；安安全全、快快速速地地切切断断工工作作电电流流或或故故障障电电流流的的开开关关设设备备，就就叫叫断断路器。路器。n根据安装位置不同，可分为户内式、户外式。根据安装位置不同，可分为户内式、户外式。n根根据据用用油油作作为为介介质质、
73、对对地地绝绝缘缘方方式式不不同同，可可分分为为少少油式、多油式。油式、多油式。n根根据据所所使使用用的的灭灭弧弧介介质质不不同同，可可分分为为油油断断路路器器、空空气气断断路路器器、六六氟氟化化硫硫断断路路器器、真真空空断断路路器器、磁磁吹吹断断路路器等。器等。4)隔离开关：起隔离作用。用于电气设备检修时，将检修部分同带电部分隔开。 按其结构和闸刀的运行方式可分为旋转式，摇动式和移动式。 按安装位置可分为屋内式、屋外式。 按极数可分为单极式和三级式。 按操作方法可分为手动式、气动式、电动式。 按绝缘支柱的数量可分为单柱式、双柱式、三柱式。按有无接地刀闸可分为：无接地刀闸；有接地刀闸（又可分为单
74、刀闸、双刀闸）。5)电压互感器 ：电压互感器和电流互感器是一次系统和二次系统间的联络元件，它可将能量电仪表、继电器和自动调整器间接接入大电流、高电压装置。 按绝缘方式分：干式；油浸式；浇注绝缘式。 按相数分：单相；三相。 按安装地点分：户内式；户外式。n6)电流互感器n按原线卷的匝数可分为：n单匝式（芯柱式、母线型、套管型）n复匝式（线卷型、线环型、6字型）n按安装方法分：支持式、穿墙式。n7）避雷器：“避雷”而是靠避雷针、避雷带、或输电线路的避雷线（架空的地线）把强大的直击雷雷电流引入地下；同时，这强大的雷电流会在电气设备上或输电流线路上感应产生过电压，此时避雷器就起作用，从而保护了室内外电
75、气设备，使其免受大气过电压的侵袭。n8）高压熔断器：当过负荷或短路时它自动断开电路，保护电气设备。n9）电抗器：它用来限制短路电流，使电力系统保持稳定，可以装在线路上，也可以装在母线上。一般是通过电力系统短路电流计算，决定电抗器的容量大小；安装在什么位置合适。n10）高频阻波器：在高频电力载波通信系统中要使用高频阻波器。n11）母线：母线用来连接各种电气设备，它是汇集、分配和传送电能的中间环节。n12)电气主结线：电气主结线是由各种电气元件及其连接线所组成的输送和分配电能的电路图。n13)电缆：是传输电流的装置性材料。n 14)高压组合电器（GIS）n2.二次设备(1)按其用途不同，可分成多种
76、接线系统(2)二次系统的原理和构成(3)二次设备的安装和调试3.公用电气设备（1）厂用电系统设备（2）直流系统设备（3）通信系统设备（4）接地系统（一）桥式起重机 (二)闸门启闭机（一）闸门的一般知识（二）闸门的分类 (三)拦污栅n(一)压力钢管的布置形式及组成部分n(二)压力钢管制作n(三)钢管安装n(四)伸缩节、叉管、闷头的制作安装n(五)焊缝质量检查 n(六)压力钢管焊后消除应力热处理n第二部分第二部分设备及安装工程概（估）算编制设备及安装工程概（估）算编制n设备及安装工程概（估）算编制设备及安装工程概（估）算编制nn(一)项目划分n(二) 机电设备及安装工程第三部分金属结构设备及安装工
77、程n 1.设备体腔内的定量填充物n 2.进水阀设备安装n 3.桥式起重机及安装n 4.发电电压装置n5.直流系统设备n 6.通信设备及安装n 7.变压器设备及安装n 8.一次拉线n 9.变电站内的砼构架、钢构架n 10.厂坝区馈电设备及安装n11.全厂接地n 12.全厂保护网n 13.观测设备n 14.机械设备电动操作和保护装置等设备n 15.主机制造厂随主机供应的设备、材料、专用工器具n 16.其它设备及安装工程概算编制依据及其他设备及安装工程概算编制依据及其他n1.编制依据n 2.编制的准备工作设备及安装工程概算编制 1. 1.设备费概算编制设备费概算编制设备原价运杂费运输保险费采购及保管
78、费 运杂综合费率 设备与材料的划分n2.安装工程费概算编制n(1)安装工程费概算的构成n(2)安装工程单价构成n(3)安装工程单价的编制实物量形式的安装单价表列式n1.直接工程费n(1)直接费：n人工费=定额劳动量（工时）人工预算单价（元/工时）n材料费=定额材料用量材料预算单价n机械使用费=定额机械使用量（台时）施工机械台时费（元/台时）n(2)其他直接费=直接费其他直接费率之和n(3)现场经费=人工费现场经费费率之和n2.间接费n间接费=人工费间接费率n3.企业利润n企业利润=(直接工程费+间接费)企业利润率n4.未计价装置性材料费n未计价装置性材料费=未计价装置性材料用量材料预算单价n5
79、.税金=（直接工程费+间接费+企业利润+未计价装置性材料费）计算税率n6.安装单价=直接工程费+间接费+企业利润+未计价装置性材料费+税金n费率形式的安装工程单价表列式n1.直接工程费n(1)直接费n人工费=定额人工费（%）地区人工费率调整系数设备原价n材料费=定额材料费（%）设备原价n计价装置性材料费=定额装置性材料费（%）设备原价n机械使用费=定额机械使用费（%）设备原价n(2)其他直接费=直接费其他直接费率之和n(3)现场经费=人工费现场经费费率之和n2.间接费=人工费间接费率n3.企业利润=直接工程费+间接费企业利润率n4.税金=直接工程费+间接费+企业利润计算税率n5.安装单价=直接
80、工程费+间接费+企业利润+税金案例一案例一：计算设备运杂费：计算设备运杂费n主机生产厂家到安装现场共1100公里，其中公路运输：（1）卸货火车站工地设备库，50公里（2）工地设备库安装现场，15公里；其余为铁路运输。主机出厂价：2.8万元/t，求该主机每吨的运杂费。n解：解：n(1)铁路运输里程：铁路运输里程：1100-50-15=1035（公里）（公里）n查查“水水利利工工程程设设计计概概（估估）算算编编制制规规定定”P77，主主要要设设备备运运杂杂费费率（率（%）：）：n主机基本运距：主机基本运距：1000公里公里运杂费率为：运杂费率为：2.21%n每每增增运运500公公里里，运运杂杂费费
81、率率为为0.4%，增增运运里里程程：1035-1000=35；35/500=1（段）（段）n1段为：段为：0.40%n铁路运杂费率小计：铁路运杂费率小计：2.21%+0.40%=2.61%n(2)公路运输里程：公路运输里程：50+15=65（公里）（公里）n主主机机基基本本运运距距：50公公里里，运运杂杂费费率率为为：1.06%；每每增增运运10公公里里，运杂费率为运杂费率为0.1%，n增运里程：增运里程：65-50=15（公里）（公里）15/10=2（段）（段）20.10%=0.20%n公路运杂费率小计：公路运杂费率小计：1.06%+0.20%=1.26%n(3)运杂费率小计：运杂费率小计：
82、2.61%+1.26%=3.87%n(4)主机每吨运杂费：主机每吨运杂费：n2.8万元万元/t3.87%=1084元元/tn案例二n某工程总投资28.96亿元，其中：nA.设备出厂价：59306万元nB.设备运杂综合费用：2917.90万元nC.设备费=设备出厂价+设备运杂费综合费用=59306万元+2917.90万元=62223.90万元nD.安装工程概算5969万元n1.直接工程费3351万元n(1)直接费2494万元n人工费：1530万元n材料费：627万元n机械费：337万元n(2)其他直接费：2494万元3.7%=92万元n(3)现场经费1530万元50%=765万元n2.间接费：1
83、530万元50%=765万元n3.企业利润（3351万元+765万元）7%=288万元n4.未计价装置性材料1379万元n5.税金（3351万元+765万元+288万元+1379万元）3.22%=186万元n5、合计5969万元推论推论n1、设备及安装工程费占工程总投资的比例：n (设备费+安装工程费)/本工程总投资=（62223.9万元+5969万元）/ 28.96亿元=n 68192.9万元/289600万元=23.55% （在18%25%之间）n2. 设备及安装工程费构成比例：n1）、设备出厂价：设备出厂价/设备及安装工程投资=59306万元/68192.9万元=86.97%n 2）、设
84、备运杂综合费用：设备运杂综合费用/设备及安装工程投资=2917.90万元/68192.9万元=4.28%n 3）、安装工程费：安装工程投资/设备及安装工程投资=5969万元/68192.9万元=8.75%n 4）、各项费用比例合计：100%n 3、各种费用占设备出厂价的比例：n 1）、设备运杂综合费用/设备出厂价=2917.90万元/59306万元=4.92%n 2）、安装工程投资/设备出厂价=5969万元/59306万元=10.06%n 3）、（人+材+机）/设备出厂价=2494万元/59306万元=4.21%n 4）、未计价装置性材料/设备出厂价=1379万元/ 59306万元=2.33%
85、案例三n由国家投资兴建的某大型水电站位于四川省（六类工资区）某县的边远山村，需要安装四台水轮机，其型号为HL286-LJ-800，调速器为DT-150，油压装置为YS-8，全套设备自重1750t（其中：主机自重1680t），全套设备平均出厂价为3.0万元/t。全电站水轮机用透平油为1000t，其油预算价格为6.0元/kg，运杂费率为6.5%，运输保险费率0.4%，试求一台水轮机所需投资辅机安装费暂不计。n已知数据如下：n1.人工预算单价：n工长：9.22元/工时高级工：8.89元/工时n中级工：6.91元/工时初级工：4.43元/工时n2.其他直接费率：3.20%n3.现场经费费率：50%n4
86、.间接费费率：50%n5.企业利润率：7%n6.税金计算税率：3.22%n7.设备采购及保管费费率0.7%n8.材料单价、机械台时单价见下表。nn解：n（一）设备费：n1.设备出厂价=31750=5250n2.运杂费=52506.5%=341.25n3.运输保险费=52500.4%=21n4.采购及保管费=(5250+341.25)0.7%=39.14n5.透平油价款=（10004）0.60=150n小计：5801.39万元/台定额编号：水概01030，01029内插定额单位：台规格型号：HL286-LJ-800，水轮机主机自重1680t编号名称及规格单位数量单价（元）合计（元）一直接工程费3
87、160599（一）直接费24616151人工费1240423工长工时86709.2279937高级工工时416168.89369966中级工工时988396.91682977初级工工时242764.431075432材料费kg401781钢板kg75063.5026271型钢kg281563.0285031钢管kg23693.608528铜材kg51819.269977电焊条kg50147.1035599氧气m364723.0019416乙炔气m3278915.0041835汽油70#kg25153.649155透平油kg2666.001596油漆kg188616.0030176木材m315.
88、101100.0016610电Kwh629380.6138392其他材料费%23%322586791953机械使用费819411桥式起重机台时1678332.78558405电焊机2030kVA台时44149.5342065车床 400600mm台时85624.6921135刨床B650台时69514.7310237摇臂钻床50mm台时94119.0317907压力滤油机150型台时52511.015780其他机械费%25%655529163882（二）其它直接费%3.20%246161578772（三）现场经费%50%1240423620212二间接费%50%1240423620212三企业
89、利润%7%3780811264657四税金%3.22%4045468130264合计4175732案例四n某工程从国外进口主机设备一套，经海运抵达上海港以后再转运工地。已知资料如下，请计算该进口设备费。n（1）设备合同到岸价格（C.I.F）418万美元/套n汇率比1美元=8.3元人民币n（2）设备重量毛重系数5%净重600t/套n（3）银行财务费0.5%n（4）外贸手续费1.5%n（5）进口关税10%n（6）增值税17%n（7）商检费0.24%n（8）港口费150元/tn（9）同类型国产设备上海港至工地运杂费率6%n（10）同类型国产设备原价3.20万元/tn（11）运输保险费率0.4%n（1
90、2）采购及保管费率按有关规定n（13）特大（重）件运输增加费暂不计nn解：n（1） 设备到岸价格 418万美元8.30元/美元 3469.40万元n（2）银行财务费3469.400.5%17.35万元n（3）外贸手续费3469.401.5%52.04万元n（4）进口关税3469.4010%346.94万元n（5）增值税（3469.40+346.94）17%648.78万元n（6）商检费3469.40万元0.24%8.33万元n（7）港口费600t(1+5%)150元/t9.45万元n（8）设备原价3469.40+17.35+52.04+346.94+648.78+8.33+9.454552.2
91、9万元n（1）国内段运杂综合费n1）国产设备运杂综合费率=运杂费率+（1+运杂费率）采购及保管费率+运输保险费率n=6%+（1+6%）0.7%+0.4%=7.14%2）进口设备国内段运杂综合费率=7.14%(3.20万元/t600t)4552.29万元=3.01%n=4552。29万元3.01%=137.02万元n（10）设备费4552.29+137.024689.31万元案例五案例五n某某电电站站直直流流系系统统的的蓄蓄电电池池容容量量为为2000Ah，其其设设备备出出厂厂价为价为120万元，试求安装费。已知条件同案例三。万元，试求安装费。已知条件同案例三。规格型号：2000(Ah)编号名称
92、及规格单位数量调差系数合计（%）费率一直接工程费12.73（一）直接费11.901人工费%0.901.000.902材料费%5.601.005.60定额装置性材料费%5.101.005.103机械使用费%0.301.000.30（二）其它直接费%11.903.20%0.38（三）现场经费%0.9050.00%0.45二间接费%0.9050.00%0.45三企业利润%13.187.00%0.92四税金%14.103.22%0.45五安装费率%14.55案例六n试试计计算算主主要要装装置置性性材材料料及及安安装装工工程程投投资资。QU120、12双双10m、钢钢轨轨预预算算单单价价4.80元元/k
93、g，建建设设地地点点为为乡乡村村。其其余余条条件件同同案案例例三三（材材料料单价、机械台时单价见下表）。单价、机械台时单价见下表）。轨道安装定额编号：水概09095定额单位：双10m规格型号：QU120编号名称及规格单位数量单价（元）合价（元）一直接工程费5536.11（一）直接费3933.161人工费2954.18工长工时22.009.22202.84高级工工时87.008.89773.43中级工工时217.006.911499.47初级工工时108.004.43478.442材料费557.30钢板kg56.403.50197.40型钢kg48.303.02145.87电焊条kg9.707.
94、1068.87乙炔气m36.3015.0094.50其他材料费%10%506.6450.663机械使用费421.68汽车起重机8t台时3.3080.69266.28电焊机2030kVA台时14.209.53135.33其他机械费%5%401.6020.08（二）其它直接费%3.20%3933.16125.86（三）现场经费%50%2954.181477.09二间接费%50%2954.181477.09三企业利润%7%7013.20490.92四未计价装置性材料22741.66钢轨kg2433.004.8011678.40垫板kg1358.007.009506.00型钢kg163.003.02492.26螺栓kg142.007.501065.00五税金%3.22%30245.78973.91合计31219.69投资：12双10m31219.69元/双10m=37.47万元注 ： QU120钢 轨 理 论 重 量 118.1kg/m：118.1kg/m210m1.03（操作损耗系数）=2433kg。结束n请提宝贵意见，谢谢！请提宝贵意见，谢谢！
