热能与动力工程水动方向毕业设计.docx
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1、存档编号 华北水利水电大学 North China University of Water Resources and Electric Power 毕 业 设 计题目: 15-RY-04水电站初步设计 学 院: 电力学院 专 业: 热能与动力工程(水动) 姓 名: 杨正超 学 号: 201109414 指导教师: 任 岩 完成时间: 2015年5月25日 教务处制独立完成与诚信声明本人郑重声明:所提交的毕业设计(论文)是本人在指导教师的指导下,独立工作所取得的成果并撰写完成的,郑重确认没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。文中除已经标注引用的内容外,不包含其他人或集体已经发表或撰
2、写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。毕业设计(论文)作者签名: 指导导师签名: 签字日期: 签字日期:毕业设计(论文)版权使用授权书本人完全了解华北水利水电大学有关保管、使用毕业设计(论文)的规定。特授权华北水利水电大学可以将毕业设计(论文)的全部或部分内容公开和编入有关数据库提供检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段复制、保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交毕业设计(论文)原件或复印件和电子文档(涉密的成果在解密后应遵守此规定)。毕业设计(论文)作者签名: 导师签名:签字日
3、期: 签字日期:目录摘要IAbstractII说明书目录第一章 水轮机11.1概述11.2 水轮机型号及装机台数的确定11.2.1水轮机型号的选择11.3 各初选方案原型水轮机参数的计算21.4精选方案的确定及其参数的计算31.4.1精选方案的确定31.4.2精选方案综合特性曲线的绘制41.4.3精选方案发电机的选择121.5 最佳方案的确定及蜗壳尾水管的水力设计141.5.1最佳方案的确定141.5.2最佳方案蜗壳的水力设计及其绘制171.5.3最佳方案尾水管水力设计18第二章 电气212.1 设计原始资料212.2电气主接线初步方案的拟定212.2.1电气主接线设计的基本依据和要求212.
4、2.2对原始资料的分析212.2.3电气主接线初选方案的确定222.2.4初选方案的比较和精选方案的确定252.2.5精选方案的比较和最终方案的确定262.2.6主变压器的选择262.3厂用电设计272.3.1厂用电接线的确定272.3.2厂用变压器的选择282.4短路电流计算282.4.1 短路形成的原因282.4.2短路的危害282.4.3短路的类型282.4.4短路电流计算目的292.4.5短路电流计算的假定条件292.4.6最佳电气主接线方案短路电流的计算292.5 主要电气设备的选择与校验302.5.1断路器的选择与校验302.5.2隔离开关的选择与校验312.5.3母线的选择与校验
5、322.5.4 发电机出口绝缘子的选择与校验332.5.5 电压互感器及熔断器的选择332.5.6电流互感器的选择352.5.7避雷器的选择362.6电力系统中性点接地方式及消弧线圈的选择372.6.1 220kV电压等级的接地方式372.6.2 发电机中性点接地方式372.7继电保护372.8电气二次初步规划设计382.8.1控制方式和控制接线382.8.2电器测量仪表的配置39第三章 水力机组辅助设备403.1原始资料403.2起重设备的选择403.2.1起重机形式和台数的选择403.2.2起重机主要工作参数的选择413.3主阀的选择413.4调节保证计算423.4.1调节保证计算原始资料
6、423.4.2调节保证计算的任务433.4.3有压过水系统的LiVi计算433.4.4设计水头下压力上升值及尾水管真空值计算443.4.5设计水头下转速上升计算453.4.6最大水头下压力上升值校核453.4.7调节设备的选择453.5油系统463.5.1油系统的组成,任务和服务对象463.5.2用油量计算473.5.3油系统设备的选择483.5.4设备明细表,油系统图和操作程序表513.6气系统533.6.1气系统的组成、任务、供气对象及类型533.6.2高压气系统的设计543.6.3低压气系统的设计553.6.4气系统设备明细表及气系统图553.7技术供水系统563.7.1技术供水的对象及
7、作用563.7.2水源、供水方式、设备配置方式的确定563.7.3用水设备对水温、水压、水质的要求563.7.4用水量的计算573.7.5技术供水设备的选择573.8排水系统583.8.1检修排水583.8.2渗漏排水系统59第四章 厂房614.1基本资料614.2主厂房的布置634.2.1发电机层的布置634.2.2水轮机层的布置644.2.3蜗壳层的布置654.2.4安装间的布置654.3副厂房的布置664.3.1副厂房的组成664.3.2副厂房的位置664.4厂房的采光、通风、防潮68计算书目录第一章 水轮机691.1概述691.2 水轮机型号及装机台数的确定701.2.1水轮机型号的选
8、择701.2.2装机台数的选择701.3 各初选方案原型水轮机参数的计算711.3.1 方案一(ZZ460,2台,单机容量160MW)各参数的计算711.3.2 方案二(ZZ460,4台,单机容量80MW)各参数的计算761.3.3 方案三(ZZ560,2台,单机容量160MW)各参数的计算821.3.4 方案四(ZZ560,4台,单机容量80MW)各参数的计算881.3.5 各方案机组技术参数列表如表1-7所示。941.4 精选方案的确定及其参数的计算941.4.1 精选方案的确定941.4.2精选方案综合特性曲线的绘制951.4.3精选方案发电机的选择1041.5 最佳方案的确定及蜗壳尾水
9、管的水力设计1171.5.1最佳方案的确定1171.5.2最佳方案蜗壳的水力设计及其绘制1201.5.3最佳方案尾水管水力设计123第二章 电气1282.1 设计原始资料1282.2电气主接线初步方案的拟定1282.2.1电气主接线设计的基本依据和要求1282.2.2对原始资料的分析1292.2.3电气主接线初选方案的确定1302.2.4初选方案的比较和精选方案的确定1332.2.5精选方案的比较和最佳方案的确定1362.2.6主变压器的选择1382.3厂用电设计1392.3.1厂用电源引接方式的确定1392.3.2厂用电接线形式1402.3.3厂用变压器的选择1412.4短路电流计算1412
10、.4.1 短路形成的原因1412.4.2短路的危害1412.4.3短路的类型1422.4.4短路电流计算目的1422.4.5短路电流计算的假定条件1422.4.6最佳电气主接线方案短路电流的计算1422.5 主要电气设备的选择与校验1512.5.1断路器的选择与校验1512.5.2隔离开关的选择与校验1592.5.3母线的选择与校验1622.5.4 发电机出口绝缘子的选择与校验1672.5.5 电压互感器及熔断器的选择1692.5.6电流互感器的选择1722.5.7避雷器的选择1762.5.7.1避雷器的基本原理1762.6电力系统中性点接地方式及消弧线圈的选择1782.6.1 220kV电压
11、等级的接地方式1782.6.2 发电机中性点接地方式1782.7继电保护1792.7.1继电保护的概念1792.7.2继电保护的任务和作用1802.7.3电力系统中各电气元件的机电保护设计1802.9电气二次初步规划设计1832.9.1控制方式和控制接线1832.9.2电器测量仪表的配置183第三章 水力机组辅助设备1853.1原始资料1853.2起重设备的选择1853.2.1起重机形式和台数的选择1853.2.2起重机主要工作参数的选择1863.3主阀的选择1883.4调节保证计算1883.4.1调节保证计算原始资料1883.4.2调节保证计算的任务1903.4.3有压过水系统的LiVi计算
12、1903.4.4设计水头下压力上升值及尾水管真空值计算1963.4.5设计水头下转速上升计算1983.4.6最大水头下压力上升值校核2013.4.7调节设备的选择2033.5油系统2063.5.1油系统的组成,任务和服务对象2063.5.2透平油系统用油量计算2063.5.4油系统设备的选择2123.5.5设备明细表,油系统图和操作程序表2183.6气系统2203.6.1气系统的组成,任务,供气对象及类型2203.6.2高压气系统的设计2203.6.3低压气系统的设计2223.6.4气系统设备明细表及气系统图2253.7技术供水系统2253.7.1技术供水的对象及作用2253.7.2水源及供水
13、方式,设备配置方式的确定2263.7.3用水设备对水温,水压,水质的要求2263.7.4用水量的计算2273.7.5技术供水设备的选择2283.7.6绘制技术供水系统图2303.8排水系统2303.8.1检修排水2303.8.2渗漏排水系统234第四章 厂房2364.1基本资料2364.2主厂房主要尺寸的确定2384.2.1主厂房总长度L的确定2384.2.2主厂房总宽度B的确定2414.2.3主厂房各高程的确定242参 考 文 献297致 谢298附录A 毕业设计任务书299附录B 开题报告305附录C 外文资料原文309附录D 外文资料译文314附录E 附 图31815-RY-04水电站初
14、步设计摘要:本设计为15-RY-04水电站初步设计,主要包括水轮机选型设计、电气一次设计、水力机组辅助设备及主厂房布置等四部分的设计内容。 水轮机选型设计部分:依据原始资料初步确定机组的台数和机型,从而形成了四种设计方案,然后对四种方案的技术参数进行计算和比较,精选出两种方案作为备选方案;同过绘制两个方案的综合运转特性曲线和等吸出高度线,进行比较后确定一个方案作为设计的最终方案,然后,算出所确定方案的蜗壳和尾水管参数。 电气部分:结合电站实际情况,形成三种初选方案,比较三种方案的供电可靠性及灵活性,选出两种精选方案,然后通过综合投资的比较,最终确定接线方式为双母线分段的接线方式,确定了四个短路
15、点,并对四个短路点进行短路电流计算,得出短路电流值。在此基础上对设备的型号及形式进行了选择。最后绘制出一张电气主接线图。 水力机组辅助设备部分:首先进行起重机的计算与选择,然后进行调节保证计算,选出合适的导叶关闭时间,由此选择出合适的调速器和油压装置的型号,对油、气、水的用量作了详细的计算,并选择了各种设备的型号与所需台数。分别绘制油、气、水的系统图。 主厂房布置:根据已经计算的发电机、蜗壳、水轮机的尺寸,确定了厂房的宽度和长度,依据计算的结果确定了各个面的高程。根据电站实际情况对安装场与中控室作了布置,并绘制出了厂房横剖面图及发电机层、水轮机层和蜗壳尾水管层等三个层的平面布置图。关键词:水轮
16、机、水力机组辅助设备、调节保证计算、蜗壳、尾水管。Preliminary design of 15 - RY - 04 hydropower stationAbstract:The preliminary design of 15-RY-04 hydropower station, including turbine type design, an electrical design, hydraulic unit auxiliary equipment and plant layout of the main four parts of the design elements.Selecti
17、on and design of turbine parts:the original basis for the initial units to determine the number and type of Taiwan, thus the four designs, and then the four programs of technical parameters were calculated and compared. namely, the two programs as options; Drawing off with two programs integrated op
18、erating characteristic curve and such a high level of absorption lines, After comparing a program to determine the final design of the program, and then calculated by determining program scroll and a tail pipe parameters. The electrical parts : the actual combined power station, formed three primari
19、es, Comparing the three options of supply reliability and flexibility to select the best two programs, then pass the comprehensive investment, final wiring for the pentagon wiring, set four short-circuit, also four points short of short-circuit current calculation, the value of short-circuit current
20、. Based on this model of the equipment and the format of choice。Finally map out a main electrical wiring plans.Hydraulic unit auxiliary equipment : First lifting of calculation and choice, then adjust guarantee, selection of the appropriate guide vanes closing time, thus suitable choice governor and
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