混流式水轮机论文00468.doc

《混流式水轮机论文00468.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《混流式水轮机论文00468.doc（26页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、混流式水轮机毕业设计任务书、基本资料和指示书混流式水轮机毕业设计任务书一、 设计内容根据原始资料，对指定电站、指定原始参数进行机电部分的初步设计，包括：混流式水轮机的选型、发电机选型，调保计算及调速设备选择，混流式水轮发电机组的辅助设备系统设计，电气一次部分设计。二、时间安排（供参考）1、主机选型 5.5周2、调保计算及调速设备选择 0.5周3、辅机系统 2周5、电气部分 2周6、整理成果 1周7、评阅答辩 1周8、机 动 0.5 周总 计 12.5周三、成果要求1、设计说明书：说明设计思想，方案比较及最终结果，并附有必要的图表。2、设计计算书：设计计算过程，计算公式，参数选取的依据，计算结果

2、。3、图纸：主机成果图、水系统图、气水系统图、电气主结线图，共5-6张（含CAD设计图），规格1号图。混流式水轮机毕业设计原始资料一、沙溪水电站沙溪水电站位于我国湖南省中部的沙水流域上，在沙溪县上游12公里处，电站建成后将向汀中地区供电，其主要供电地区为长沙等地。沙溪水电站坝址在大叶江上游200公尺处，坝址地区条件优越，两越边坡稳定，坝址段上部河谷宽浅，坝段下部河谷窄深。坝止附近地形图见附图4-1。厂址选在大坝下游右岸上，水由隧洞式压力钢管引入厂房，（长约150米）。公路自下游在右岸进入厂区。本电站装机有下列方案。方案序号Hmax米805725680H平均米600550500Hmin米5004

3、708431N装机万千瓦484540464236403532利用小时数小时485051005700470052205850475053505800保证出力万千瓦141312电站下游水位曲线见附图千年一遇洪水尾水位 106.2 (Q=18800米3/秒)该地区属于温暖多雨气候,春温秋澡,春间多梅雨,秋冬降雨较少,年平均气温16,最高气温40.9,最低气温-9.2,年平均气温18。电站建成后承担基荷及部分峰荷，亦考虑调相，本站将在相距80公里的长工变电站接入系统（电力系统接线见附图，并向沙溪县供电约4-5万瓦。二、新江水电站新江水电站位于浙江北部钱塘江支流上，造成后接入江南电网向金华等地供电。新江

4、水电站坝址选在白镇上游5公里处，该处河谷狭窄，两岸陡峭，地基坚硬，坝址附近的地形见附图6-1。水库为多年调节，电站为坝后式，压力钢管长约110米，公路从右岸进入厂房。本电站装机有下列反案：方案序号Hmax米845803772H平均米735700650Hmin米650598551N装机万千瓦443632383430363328利用小时数小时318033503550310033003600306033003600保证出力万千瓦1211511本电站下游水位曲线见附图1-2，下游特征洪水位如下：万年一遇洪水位 35.6 (Q=19500米3/秒)千年一遇洪水位 34.6 (Q=15000米3/秒)本地

5、区年平均气温为16.0,实测最高气温为40.5,雨日约175天,以五月份为最集中.本电站建成后将承担峰荷,也承担部分基荷,有调相任务,本电站将在150公里外的金华变电所接入系统(电力系统结线见附图)并向白镇供电2-3万千瓦。三、秀湾水电站秀湾水电站位于四川省西川县，岷江支流上，电站建成后向四川系统供电。本电站坝址选在西谷村上游2.5公里处,为低坝引水式建流电站，有部分日调节能力。引水口至调压井的隧洞长600多米，调压井后压力钢管长103米，公路自右岸进入厂区。厂房附近地形见附图10-1。本电站装机有如下方案：方案序号Hmax米7665H平均米62056Hmin米52047N装机万千瓦24222

6、120利用小时数小时5000563060006130保证出力万千瓦757本电站下游水位曲线见附图，下游特征洪水如下：千年一遇洪水尾水位 896.5 (Q=13300米3/秒)百年一遇洪水尾水位 895.6 (Q=10015米3/秒)本地区年平均气温14.6,最高气温33.2,最低气温-4.7,平均水温为6.7,相对湿度较大,该河流含沙量亦较大。电站建成后将承担基荷。本电站将在距电站50公里处的映塘变电所接入系统（电力系统接线见附图），并向西谷村供电约2000千瓦。参考文献一、水轮机 刘大恺主编二、水轮机设节 沈祖诒主编三、水力机组辅助设备 范华秀主编四、水电站电气部分 季一峰主编五、水电站动力

7、设备设计手册 络如蕴主编六、水轮机设计手册 哈尔滨大电机研究所主编七、水电站的水轮机设备 （苏）莫洛仁夫主编八、发电厂（下册） 华中工学院主编九、发电厂变电所电气设备 湖南省电力学校主编十、电力工程设计手册（第一册） 西北、东北电力设计院主编十一、电力工程设计手册（第二册） 西北、东北电力设计院主编十二、水电站机设计技术规程十三、电力系统规划设计手册（影印摘编本）十四、电力工程 西安交通大学主编十五、水力机械 华东水利学院编 中国戒严出版社1961年版十六、水电站机电设计手册 电工一次 水利电力出版社十七、水电冲机电设计手册 水力机械 水利电力出版社混流式水轮机毕业设计指示书第一节 混流式水轮

8、发电机组选型设计一、选型设计要求根据给定的电站资料，选择水轮发电机及其附属设备。设计过程为：拟定几个可能的方案，对各初拟方案分别求出其动能经济性并进行综合比较，最后选出最佳方案。二、选型设计的程序（一） 按给定特征水头决定机组型号。（二） 拟定机组台数。（三） 确定水轮机的标准直径和标准转速。（1）利用型谱表给定的最优参数和限制工况参数计算水轮机直径D1，并选用标准值。（2）利用最优工况的和计算出的标准直径D1，计算水轮机转速n，并选用同步转速。（3）按计算所得的标准直径D1，同步转速n，分别用给定的特征水头（Hmax，Hr，Hmix）在综合特性曲线上画出水轮机工作范围，初步选出较优方案进行详

9、细计算。（四） 技术经济指标计算（1）动能经济指标计算1、在初拟方案中优选出3-4个待选方案。2、利用综合特性曲线绘制各待选方案的运转特性曲线。3、利用面积法求各方案运转特性曲线的平均效率。4、按效率差值求出电能差最后折算成投资差（0.30元/kw.h）。5、求最优方案的Hs值。（2）机电设备投资和耗钢量。1、机电部分包括：水轮机、发电机、调速器、辅助设备、起重设备、开关设备、变压器，以及设备运输、安装费用等，对每一方案应算出其总设备造价，并折算成单位千瓦投资。2、算出每一方案的总耗钢量和单位千瓦耗钢量。以上关于设备的投资和耗钢量估算，单价可参考表一，计算方法可参阅参考资料十五附录，或参阅参考

10、资料五，机电设备重量及价格亦可直查阅有关产品目录或样本。方案比较时电气主结线可先统一按“发电机一变压器”单元结线。高压按单母线结线。电气部分自动化设备总价按发电机变压器及开关总价的10%计。（3）水轮机运行性能比较根据水电站在电力4系统中的运行方式，水轮机在计算水头下的效率值，汽蚀性能，运行管理方式进行综合分析。三、各待选方案的综合比较上述各项计算可自编程序，采用微型计算机进行。表式参见表二表五。表一 主要机电设备参考单价表项 目参考价格水轮机2.5万元/吨发电机3.0万元/吨调速器80万元/台桥式起重机1.2万元/吨 变压器、开关设备4.0万元/吨 油压装置（不含油）3.0万元/吨表二 水轮

11、机方案比较综合表方 案项 目最大水头Hmax( 米) 最小水头Hmin（米）平均水头Hp（米）装机容量Ny(万千瓦)水轮机型号单机容量N（千瓦）机组台数转轮直径D1（米）机组转速（转/分）受阻容量（千瓦）计算水头（米）水轮机最高效率水轮机平均效率模型最高效率时的n1总 投 资（万元）单位千瓦投资（元/千瓦）总耗钢量（吨）单位千瓦耗钢量（公斤/千瓦）比较结果表三 水力机械投资估算表方 案项 目水轮机单重（吨/台）水轮机总重（吨）水轮机单价（万元/吨）水轮机总价（万元）调速器单价（万元/台）调速器总价（万元）起重机重量（吨）起重机单价（万元/吨）起重机总价（万元）辅助设备（包括主阀）投资（万元）安

12、装运输费（万元）总投资（万元）总耗钢量（吨）单位千瓦投资（元/千瓦）单位千瓦耗钢量（公斤/千瓦）表四 电气部分投资估算表方 案项 目发电机单重（吨/台）发电机总量（吨）发电机单价（万元/吨）发电机总价（万元）变压器、开关总价（万元）自动化设备总价（万元）设备安装运输费（万元）总 计（万元）单位千瓦投资（元/千瓦）单位千瓦耗钢量（公斤/千瓦）水轮机方案比较机电投资总表方 案项 目水力机械部分总投资（万元）总耗钢量（吨）单位千瓦投资（元/千瓦）单位千瓦耗钢量（公斤/千瓦）电气部分总投资（万元）总耗钢量（吨）单位千瓦投资（元/千瓦）单位千瓦耗钢量（吨/千瓦）机电投资总计总投资（万元）总耗钢量（元/千

13、瓦）单位千瓦投资（元/千瓦）单位千瓦耗钢量（吨/千瓦）四、最优方案主要参数。（列表）五、计算最优方案的进、出水流道1、 蜗壳计算。（画出单线图）2、 尾水管计算。（画出单线图）六、绘制厂房横剖面图1、 按主机及电机外形尺寸定出厂房主要尺寸。2、 按下游水位和Hs定出主厂房各层标高。3、按发电机层标高求出水轮机主轴长度。4、按主轴长度和起重机尺寸决定厂房高度。5、初步绘制厂房横剖面图，（待以下各节其他部分设计完成后，再作修改，正式绘制）。（一）厂房各层高程的确定。（1）根据已选定的机型计算出水轮机动性吸出高度Hs的大小以及下游最低水位（一台机组满负荷情况下泄流量水位）。确定水轮机的装置高程。根据

14、已选定的尾水管型式尺寸，可定出水电站厂房水管底板高程。岩基上尾水管的底板厚度约为0.5米，较坏的地基底板厚度在3米以下。但尾水管出口顶部高程，应在下游最低水位以下至少0.75-1.0米。（2）水轮机层地面高程决定：根据蜗壳最大断面处顶部高程，加上蜗壳上部混凝土保护层的厚度（大致取1.0米左右），这样就可定出水轮机层地面高程。（3）发电机层地板高程的决定：发电机层地板高程，应高出下游最高水位以上，并且照顾到水轮机顶盖到发电机推力轴承之间，要有足够的空间（约3-4米）以利于运行维护。若下游最高水位变化较大，发电机层要布置在下游最高水位以上，则必增加机组主轴的长度与土建工程量，这时发电机层可以布置低

15、于下游最高水位，但对厂房要采取防洪措施。对园筒式发电机机墩，其园筒壁厚度大约在1-1.5米左右。圆筒内径（水轮机井）应有足够空间，能把水轮机从井中吊出。机墩上进入孔宽约1米，高约2米左右，按结构要求进入孔顶部应有1米左右的厚度。发电机层地板以上必须有足够高度，使吊车在吊起发电机转子或水轮机转轮时能在厂房内通行，不妨碍到其他机组运行以及人行。这样可以确定吊车梁上轨道的高程。再加上吊车的高度以及厂房梁架高度，可定出厂房顶的高程。（二）厂房宽度的确定主厂房的下部块体结构的宽度与厂房上部的宽度应相适应，下部块体结构平面尺寸，首先取决于蜗壳平面尺寸以及施工情况（二期混凝土），蜗壳四周混凝土厚度至少要有0

16、.8-1.0米，对大型机组，这个数字还要大些，加上机组下游侧（二期混凝土以外）还有一个外墙的厚度（约1-3米范围）以及在机组的上游侧主阀需要的宽度（在二期混凝土以外）和外墙的厚度，这样厂房下部块体结构平面尺寸（宽度）也可大致定出。厂房上部宽度除布置发电机外，而两旁必须有足够的通道），若厂房内布置有主阀，必须注意到阀门须在吊车范围线以内，并且要注意到厂房的柱子不能支承在蜗壳的上方。第二节 调节保证计算及调速设备选择设计一、任务选取导叶接力器直线关闭时间，使相应的和值不超过相应规程规定的数值，选取接力器，调速器和油压装置的尺寸和型号。二、 调保计算工况选择，应对设计水头和最高水头甩全负荷两种工况进

17、行计算，应使两个和均不超过规程的值。在电站布置型式为单机单管时，只要对一台机组甩全负荷进行计算。在引水式电站上，有时几台机共一根压力钢管，此时水击情况比较复杂，在初步设计时可简化计算，对联在一根钢管上的机组全部同时甩负荷计算，此为最危险的工况。此时把它们化为一个等效机组进行计算，即取分叉管最长的一台机组来计算分叉管的LV，而压力总管中的LV进行计算即可。三、调保计算步骤先对设计工况计算，给定Ts值，一般电站Ts可在4-8秒内选取，计算和；若超过允许值，则适当调整Ts，并再计算，如满足要求，则计算最大水头甩全负荷；此时因为最大水头带全负荷时导叶开度比较小，故实际关闭时间将不是Ts，而是或 式中：

18、和分别是在Hmax和Hp带全负荷时的导叶开度；和 分别是Hmax和Hp甩全负荷时导叶接力器的直线关闭时间，如最大水头甩全负荷时和超过规定值，则还要调整Ts，并重新对设计工况进行计算，如满足要求，则计算结束。四、调保计算公式建议参考参考资料二或六。转浆式水轮机的桨叶关闭时间可选为导叶关闭时间的5-7倍，并应适当考虑水流惯性，可参看考资料二。五、原始数据取得1、LV应按从进水口至尾水管出口分段进行计算然后叠加。其中钢管部分和尾水管部分的LV通常是全部计入的，而蜗壳LV有时取一部分（如一半），因为蜗壳并不是全部串联在管路中，压力钢管流道可取经济流速约5米/秒左右，遂洞内流速约为3米/秒左右。2、发电

19、机GD2，可根据同型号发电机在手册中查得。（参考资料五和七）或按下列公式近似计算：GD2=（4.5-5.5）（吨米2）其中：Di定子铁芯内径。Li定子铁芯高度（单位均为米）。六、调速设备选择计算：参看参考资料二和六。新的大中型电站一般应选用电调。选油压装置时先不考虑主阀等其他设备用。第三节 混流式水轮发电机组的辅助设备一、 水系统1、技术供水（1）确定哪些设备用水进行冷却、润滑、操作的，按参考资料三或参考资料所述的方法进行用水量估算，水温按250C考虑。（2）水源和供水方式根据电站水头，按参考资料十二的规定，确定供水方式。如所采用的供水方式不符合规程规定，应通过技术经济比较进行论证。供水设备选

20、择，确定滤水器型式和个数；采用水泵供水时，应首先确定设备配置方式，再根据水压水量要求选择水泵，并按参考资料十二的要求设置备用泵，校验吸水高、确定是否设置起动充水设施。采用射流泵供水时，应按参考资料五所介绍的方法，确定射流泵的主要参数。2、消火和生活供水（1）发电机消火：按已确定的发电机尺寸，定消火环管布置直径，并按参考资料三确定环管直径，定消火水量及水压要求。（2）厂房消火：按每个消火栓用水量2.5升/秒，两个同时工作考虑。（3）油库及变压器的水喷雾消火：另设系统，本设计可暂不考虑。（4）生活供水：考虑厂房内运行，检修人员的卫生用水及饮用水。用水量较小，可不予计算，但供水可靠性应予保证。（5）

21、根据电站水头及引水方式确定消火供水方式，选择供水设备。3、检修排水（1）排水体积估算 根据电站具体情况确定检修时下游尾水位。 钢管段：蝴蝶阀或进口闸门至蜗壳进口段。 蜗壳：分段计算，中心流线按长度量取，近似按圆台或棱台计算；或取始末断面平均值，近拟按圆柱体或棱柱体计算。 尾水管：分三段计算，直锥段按圆台计算。弯肘段中心流线按长度量取，取始末断面平均值，近似按棱柱体计算。水平段按棱台计算。（2）上下游闸门漏水量估算。（3）检修排水泵选择。4、渗漏排水（1）参考类似已建电站确定集水井有效容积，确定集水井在厂房中的位置。（2）选择渗漏水泵。5、绘制水系统图供水和排水，渗漏和检修排水，一般分开设置系统

22、，亦可考虑有一定联系，水泵互为备用。根据表达清楚的需要，供水、排水可绘在同一张图上，亦可分开绘两张图，图上应标明主要管道的管径，自流供水按V=1.5-7米/秒，与水泵连接的管道，按水泵出口流速。图上应示出必要的自动化元件。二、气系统1、 确定厂内压缩空气供气对象及各用户对气压的要求，设置厂内综合供气系统。2、 各用户的用气量计算，参阅参考资料三所介绍的计算方法计算中应注意以下问题：按照对电气主结线及运行方式的初步考虑，分析确定同时制动机组台数，进行制动用气计算。调相计算时，空压机选择，应考虑按全厂的所有机组同时进行调相的条件，但依次投入。调相用气量的大小随下游尾水位的高低而变化。调相贮气缸的选

23、择应考虑在调相可能的最高尾水位时压水所需的用气量。蝶阀围带用气量较小，可不予计算。但其气压要求应予保证。如电气部分选用空气断路器，则在厂外设压缩空气系统，本设计可暂不考虑。3、 选择贮气罐和空压机参阅参考资料三所介绍的计算方法，及参考资料所载的设备型号规格。4、绘制气系统图高低压系统可分开设置，亦可有一定联系。对于干燥要求较高的压缩空气用户，应对气考虑干燥措施，如热力干燥。对于供气可靠性要求较高的压缩空气用户，应有保证措施，如设置专用系统或设置经止回阀连结的专用贮气罐。三、透平油系统1、 确定透平油用户，设备用油量估算。参阅参考资料五。2、 桶和油处理设备选择，按参考资料三所介绍的计算方法，及

24、参考资料五所载的设备型号规格。四、成果要求1、 水、气、油系统设计说明书，计算书各一份。2、 水、气系统图各一份。第四节 电气部分一、设计要求（一）符合国家经济建设的各项方针和政策。（二）符合国家或部颁的各项设计规程和要求。（三）在满足必要的供电可靠性和灵活性及保证电能质量的前提下，力争降低投资及年运行费用。（四）尽量采用新技术和选用技术经济指标先进的设备及材料。二、 接入系统设计（一）分析已知条件1、分析本电站在电力系统中的地位，考虑本电站对系统送电的要求及最少送电回路数。2、根据电力系统地理接线图，考虑本电站可能接入的地点及电压等级。（二）估算送电容量1、送电容量=本电站最大出力 - 近区

25、供电负荷 - 本电站自用电负荷 + 有可能通过本站转送的容量。2、水电站自用电负荷按电站装机容量的（0.3-1.0）%估算，电站容量越大，比例数越小。（三）根据（一）、（二）两项，以及各级电压线路的输送容量与送电距离的关系（参见参考资料四1-5节），提出几个技术上可能的接入系统的方案。1、 方案应包括接入系统地点，电压等级和送电回路数。2、 方案不宜过多，应剔除明显不经济方案。（四）选择各方案送电线路的截面1、计算送电线路工作电流（安）式中：P送电容量（千瓦）；nxl送电回路数；U送电线路定线电压（千伏）；cos送电功率因数，考虑到电力系统的经济性，升压变的功率损耗和近区负荷用电及自用电负荷的

26、功率因数较低等原因，送电功率因数（cos）可取略高于发电机的额定功率因数（cos），如cos=0.8，取cos=0.85，取cos=0.9等。2、一般按经济电流密度选择送电线路导线截面。参见参考资料四15节，参考资料十4-9节。3、送电线路导线通常选用钢芯铝铰线（LGJQ型）。参见参考资料十一401节。4、按最大允许长期工作电流校验导线截面。参见参考资料四49节，参考资料十49节和附录14节。5、按电晕条件校验导线截面。参考资料同上。6、列表说明接入系统方案。表式见表六。表 六方 案一二三接入系统地点送电线路电压等级KV送电回路数送电线路长度KM送电线路导线型号（五）各方案技术经济比较（如方案

27、优缺点明显，比较可以简化）。1、技术比较从运行方式、安全性、可靠性、灵活性及扩建或分期建设的可能性等诸方面，阐述和比较各方案的优缺点。2、经济比较1）可只比较各方案中不同的部分。2）由于方案的电压等级及回路数不同，有可能影响主接线，因此，必要时应结合主接线方案一并进行比较。3）投资（K）比较，包括送电线路投资，本电站及接入系统处增加的变压器和配电装置（按单元计算）的投资等。为简化起见。不考虑因为方案功率损耗增加而增加的装机投资。投资指标参见参考资料十三，参考资料十附录14节。4）年运行费用（C）比较（1）计算折旧费用（a）折旧费（a），占其投资（K）的百分比，可参考表七。表 七变压器配电装置送

28、电线路铁塔混凝土杆6%（610）%4.5%3%（2）计算维护费用（CP）（3）计算送电线路年电能损耗为简化起见，不比较送电线路及变压器的无功功率损耗。送电线路最大有功功率损耗(千瓦)(千瓦)式中：nxl送电回路数；nxl线路电力损失常数（千瓦/兆瓦2 。公里），参见参考资料十附录14；PXLO每回线路最大送电功率（兆瓦）；PXL每回线路长度（公里）；L每回线路最大线电流（安）；IXL导线单位长度电阻（欧/公里），参见参考资料十40-1节。R0送电线路年电能损耗，参见参数资料十四。式中： 最大功率损耗时间，其值查表八。表 八最大负荷利用小时数（Tzd） 功率因素（cos）0.80.850.90.

29、950.9最大功率损耗时间（）200015001200100080070025001700150012501100950300020001800160014001250350023502150200018001600400027502600240022002000450031553000290027002500500036003500340032003000550041004000395037503600600046504600450043504200650052505200510050004850700059505900580057005600750066506000655065006400

30、8000740073507250(4)计算变压器年电能损耗一台双绕组变压器最大功率中随负荷变化的部分（千瓦）或 （千瓦）式中：变压器电力损失计算常数（千瓦/兆瓦2），参见参考资料十附录1-4； SB变压器最大负荷（兆伏安）； 变压器短路损耗（千瓦）； 变压器额定容量（千伏安）； 一台三绕组变压器最大功率损耗中随负荷变化的部分。 （千瓦）式中：P1、P2、P3和Q1、Q2、Q3相应地为通过1、2、3绕组的有功功率和无功功率（千瓦）；V1e1绕组的额定电压（千伏）。三绕组变压器的参数计算，参见参考资料十四，2-3节。变压器的年电能损耗中的不变部分，等于变压器的空载损耗Po（千瓦），其值参见参考资料

31、十三，参考资料十一，23一1节。变压器的电能损耗 (度 )式中：nB并联运行变压器台数；T变压器年运行小时数。（5）计算年运行小时数（元）y 经济比较用价，取0.30元/度（6）计算年运行费用（元）（7）进行经济比较，结果列表说明。表式见表九。表 九方 案一二三投资K万元年运行费用C万元补偿年限T年比较结果a、投资及年运行费用最小的方案是经济上最好的方案。b、如投资及运行费用各有优劣时，应以某一方案为基准，其它方案与之比较，求补偿年限。 标准补偿年限TB取6-7年。当TTB时，投资较小的方案经济上有利；当TTB时，投资较大的方案经济上有利；当T=TB时，两方案经济价值相等，通常选用电压较高的送

32、电方案。3、综合技术经济比较结果，选择最佳的接入系统设计方案。应注意，如在后续设计中，如主变或配电装置的配置情况与本段设计中设想有不同，则应反复比较，以选择最佳的接入系统设计方案。（六）如有近区供电要求，应作近区供电方案的设计，步骤同上。但因近区供电一般负荷较小，故可据情适当简化。对于35千伏以下电压级的供电线路，应校验线路电压降，且不得大于10%，参见参考资料四，15节。三、主接线设计（参见参考资料四 第六章，参考资料十二第三章）（一）分部考虑主接线，通常可分以下几部分：1、 发电机电压侧；2、 送电电压侧；3、 近区负荷侧；4、 电站自用电侧。（二）发电机电压侧的主接线设计1、水轮发电机额

33、定电压的选择，可参见表十。表十容 量兆瓦2525100100200300额定电压千伏6.310.510.513.815.7515.75182、发电机电压侧的主接线，通常采用单元接线，联合单元接线或扩大单元接线，必要时也可采用单元十扩大单元接线（机组台数为奇数）。对于容量较小（20100兆瓦）的机组，亦可选用单母线或单母线分段接线。3、与此同时，应选择主变压器的台数和容量，主变压器一般选用三相式，如受地形及运输条件限制，亦可选用单相变压器组。主变压器的容量按连接的发电机额定容量选择变压器。容量在100000千伏安以下时，应选用标准容量产品，且富裕容量一般不应超过额定容量的10%；容量在10000

34、0千伏安及以上时，允许按连接的发电机额定容量选择非标准系列容量的变压器。4、水轮发电机的单相接地电容电流大于5安时，发电机中性点应该通过隔离开关，接入消弧线圈。（微法/相）式中：K系数，对于B级绝缘的发电机，取0.04；S发电机容量（千伏安）；Ue发电机额定线电压（千伏）；n 转速（转/分）。 水轮发电机单相接地时的电容电流 （安）式中：f发电机额定频率，我国为50赫芝。应接入的消弧线圈的计算容量，可按下式计算： （千伏安）式中：Ue发电机的额定相电压（千伏）。5、发电机变压器单元接线，发电机电压侧可只装隔离开关而不装断路器，但需要由此变压器向全厂公用电变压器供电时例外，如主变为三绕组或自耦变

35、压器，当发电机停机时两个升高电压级之间无交换功率必要时，亦可不在发电机电压侧装设断路器。（三）送电电压侧1、110千伏以上电压级通常采用桥形（4个进出线单元）或角形（36个进出线单元）接线。只在水电站容量特大。在电力系统中地位特别重要，且进出线在4回以上时，才采取双母线，双母线带旁路，断路器双母线等接线。35110千伏电压级亦可采用单母线或单母线分段接线。2、110千伏及以上电压系统变压器的中性点，通常经隔离开关直接接地。3、当有两级送电电压，同时各电压侧通过容量为变压器容量的20%及以上时，一般选用三绕组变压器，如此两级电压均为中性点直接接地系统。在技术经济上合理时，亦可选自耦变压器。根据以

36、上（二）、（三）节，应确定各方案的主变台数，容量及型式。（四）、近区负荷侧1、近区负荷侧接线，在满足供电要求的前提下，应力求简单，可采用线路一变压器组，桥形或单母线接线。2、35千伏系统变压器的中性点，通常通过隔离开关经消弧线圈接地，单相接地电容电流和消弧线圈容量的计算，参见参考资料四16节。10千伏及以下系统中性点通常是不接地的。3、近区负荷在符合上述（三）一3条件时，亦选择三绕组变压器变主变压器，兼供近区负荷。4、发电机容量在60000千瓦以上时，不采用发电机电压直配架空线供近区负荷方式，小于以上容量，如确有必要时，则应按过电压保护的要求，采用相应的措施，详见参考资料四，56节。（五）自用

37、电负荷侧1、中型水电站应具有两个独立的自用电电源，全厂公用电和机组自用电，可以共用变压器混合供电。大型水电站应不少于三个独立的自用电电源，其中一个可由地区电网取得。大容量、多机组的水电站，可考虑由各单元不经断路器直接引出机组自用变，全厂另设公用自用变。当全厂停机时，应保证至少有一个自用电电源。2、机组自用电供电电压一般为低压380/220伏，全厂公用电可以也用一级低压供电。只有大型水电站，枢纽布置分散时公用自用电方由一级高压（310千伏）及一级低压供电。3、自用电变压器容量应根据自用电负荷及保证自起动电压的要求选定。在本设计中，亦可近似地推算求得。4、自用电通常采用单母线分段接线，各分段间应相

38、互联络，可以备用。（六）技术经济比较1、主接线应根据上述要求，分析设计电站的情况，考虑几个技术上可行的方案，进行技术经济比较。本设计考虑的重点应放在发电机电压侧和升高电压侧。技术经济比较方法参见本节二（五）。2、如前所述，主接线方案的选择，应结合接入系统设计一并考虑。3、如在后续设计如设备选择中，发现与本段设计中设想有不同，则应反复比较，以求得最佳主接线方案。四、短路电流计算（参见参考资料四、第二章）（一）计算目的本设计中短路电流的计算目的在于选择电气设备。（二）计算原则1、 计算最大运行方式下三相短路故障。2、 短路计算按运算曲线法进行。3、 自用电低压侧短路不进行计算。（三）计算程序1、

39、绘制计算电路图2、选择短路计算点。通常新建工程设计中，均以母线短路时的短路电流作为选择电气设备的依据，因此，本设计中短路计算点可以选择：（1）升压电压侧母线；（2）近区供电高压侧母线；（3）发电机电压侧母线，无母线时选发电机出口；（4）有高压供电的自用电高压母线或自用变出口；（5）自用电或近区供电出线，如加装电抗器以限制短路电流时，则选择电抗器出口（即不考虑电抗器与出线断路器之间短路）。3、选定基准值，计算参加短路计算的各元件电抗标么值。4、绘制等值电路图。5分别不同的短路点，对等值电路图进行简化，求出短路的总电抗或各类电源对短路点的转移电抗。6、求短路电流、标么值，无限大电源系统直接计算，有

40、限容量电源按发电机类别查运算曲线。利用叠加原理求总电流。7、按设计要求，求出、 的有名值。8、列表整理计算结果。表式参见表十一。表十一短路点供给短路电流的电源平均额定电压短路电流短路容量IichSKVKAKAKAMVA无限大系统XX水电站 XX火电站合计（四）计算注意事项1、计算时均选用平均额定电压（参见参考资料四、表2-4）；计算电源的额定电流时亦选用平均额定电压。2、电源至短路点的电抗时即可视为无限大电源系统。各无限大电源可以合并；发电站类型相同，且至短路点的计算电抗相近时亦可合并，以简化计算，否则，应按个别变换法进行计算。3、对于多角形等复杂电路，可以用变换法及串、并联运算，逐步交换，予以简化。亦可参见参考资料十表3-5、3-6直接交换。4、查运算曲线用标么电抗值，必须是已归算到该供电电源总容量的计算电抗。对于水轮发电机（有阻尼绕组），查曲线时，其电抗应再加0.07。5、计算冲击短路电流，有发电机端短路情况时，只将该发电机按式进行计算，其它并非直接在机端短路的发电机，仍应按式计算，然后再叠加求总的冲击短路电流。五、电气设备选择（参见参考资料四、第四章，参考资料十第四章）（一）本设计中需要选择的电气设备及其选择条件，参见表十二：表十二设备名称形式额定电压额定电流额定容量阻抗电压断流容量短路动稳定短路热稳定百分电抗