水电站毕业设计计算书.doc

水头78.1118.7m装机270MW南镇水电站 毕业设计计算书摘要本设计是根据提供的原始资料对南镇水电站的机电初步设计，设计内容共分为四章：水轮机主机选型，调节保证计算及调速设备选择，辅助设备系统设计，电气一次部分设计。第一章水轮机选型设计是整个设计的关键，根据原始资料，初步选出转轮型号为HL220，共有10个待选方案。根据水轮机在模型综合特性曲线上的工作范围，初步选出3个较优方案，再根据技术经济性及平均效率的比较在较优方案中选出最优方案最终选出的最优方案水轮机型号为HL220，两台机组，转轮直径3.8m，转速187.5r/min，平均效率90.12%。计算最优方案进出水流道的主要尺寸及厂房的主要尺寸，绘制厂房剖面图。第二章调节保证计算及调速设备选择中分别在设计水头和最高水头下选取导叶接力器直线关闭时间，计算相应的和，使55%，并选取接力器、调速器和油压装置的尺寸和型号。第三章辅助设备设计中分别对水、气、油三大辅助系统设计，按照要求设计各系统的工作方式并按照各计算参数选出油罐、水泵及储气罐和空压机等设备。第四章电气一次部分设计中，先对接入系统进行设计计算，本设计中送电线路电压等级220kV，2回线路，送电导线型号；主接线设计对发电机电压侧、送电电压侧、近区负荷侧及电站自用电侧四部分考虑。发电机电压侧选用单元接线，选取主变型号为，送电电压侧选用桥型，近区负荷送电线路电压等级110kV，选用2回线路，送电导线型号。采用发电机出线接线，通过近区变压器升压送电，近区变压器型号为。自用电负荷侧采用暗备用的接线方式，其变压器的型号为。然后进行短路计算，取发电机出口侧、主变高压侧和近区变压器侧进行短路计算，分别求出的有名值；最后，按照额定电压和电流选取电气设备进行校验，至此，本设计完成。关键字：水轮机主机选型；水电站机电设计；蜗壳；尾水管；厂房；水轮机调节保证计算；水电站辅助设备；油、水、气系统；电气一次。51热动2班 张明月 0902020204 abstractIt is the mechanical and electrical initial design of Dongjiang hydroelectric power station, including: hydraulic turbine and power generator designed, governor and speed control equipment designed, auxiliary equipment designed and electrical part designed.In the chapter 1 of Hydraulic Turbine and Generator Designed, there is 1 kind of hydraulic turbine HL220 for selection, and there are 10 plans to be compared in this part. First, selecting better plans by comparing power output line of generator and working territories of hydraulic turbine. Second, choosing the best one by assessing investment and average efficiency of every better plan. Finally, deciding to make the third plan as the best one. In the plan, Ill use 3 units, the runner diameter is 3.8 meter,and the speed of running is 187.5r/min.In the chapter 2 of Governor and Speed Control Equipment designed, the layout of the station is a required use with an invest penstock. Therefore, it needs to calculate for a unit when it rejects whole load. In this part, straight closing time of wicket get servomotor should be calculated in design head and maximum potential head. Then, calculateand, 55%. Finally, choosing servomotor, governor and oil-handling facility.In the chapter 3 of Auxiliary Equipment, this part is designed for watering and drainage system, air supply system and turbine oil system designed. According to designing requirement, Ill select the right kind of turbine oil tanks, water pumps, air receiver and compressor. In the chapter 4 of Electrical part, first of all, it should design intake system. The voltage step of transmitted wire is 220kV, 2 lines, and the wire is . Secondly, it should design main wire. Generator side and 110kV side , load nearby side and using for station side should be included. Generator side: unit wiring, the transformer is. load nearby side: transmit and transformer unit; using for station side: single bus and wiring in sections. Thirdly, it should calculate short current, including . Finally, fixing out electrical equipment according to and . Thats all.Key words: Hydraulic turbline Screel case Regulate and guarantee to calculate Auxiliary Electrical part.目录原始资料3第一章 水轮机组选型设计8第一节 水轮机型号的初步选择8第二节 水轮机主要参数的确定8第三节 较优方案的选择10第四节 技术经济指标计算12第五节 最优方案选择14第六节 最优方案的进出流水道计算16第七节 厂房20第二章 调节保证计算及调速设备的选择23第一节 设计水头下甩全负荷23第二节 最大水头下甩全负荷25第三节 调速设备的选择27第三章 辅助设备29第一节 水系统29第二节 气系统34第三节 透平油系统36第四章 电气部分38第一节 接入系统设计38第二节 接入近区负荷设计38第三节 电气主接线设计39第四节 短路电流计算40第五节 设备选择43参考文献48原始资料之：南镇水电站南镇水电站位于浙江省西南部，在钱塘江的支流南江上，本流域分两级开发，南续水电站为第一段，电站建成后将投入江南电力系统，主要供电区为巨市等地。南江流域全境都为高山、深谷，坝址连在黄家镇上游15公里处，电站进入口设在大坝右侧，厂址选在坝下游5公里处，进水口至厂房间有压力洞，长1.2公里，后设调压井，调压井后至厂房间压力水管长约200米，厂房前分叉接至各台机组。 厂址附近河段大致为东西走向，进厂公路自上游沿右岸进入厂房。地形图见附图2-1。方案序号Hmax米124.7118.7112.3H平均米106.0100.094.0Hmin米86.178.175.2N装机万千瓦282627242520利用小时数小时268031003100275029703350保证出力万千瓦1098本遇站下游水位曲线见附图，下游征洪水如下：千年一遇洪水位 124.6 (Q=9900米3/秒)百年一遇洪水位 119.40 (Q=7300米3/秒)电站建成后将承担峰荷及部分基荷，本遇站有调相任务。该地区属温暖多雨气候，年平均气温16.30C,实测最高气温410C，最低气温-4.10C,年平均雨日为170天左右，其中以五月份最多，为23天，11月最小，为7天。本电站将在相距80公里处的巨市变电所接入系统（电力系统接线见附图）。另向黄宗镇供遇约1-2万千瓦。第1章 水轮机组选型设计第一节 水轮机型号的初步选择一、水电站的主要参数Hmax=118.7m Hp=100m Hmin=78.1m Hr=95%Hp=95m。总装机容量270MW二、转轮的形式本电站水头范围为78.1118.7米，混流式水轮机应用水头较广，约为20700m，结构简单，运行稳定且效率高，单机容量由几十千瓦到几十万千瓦，本设计选用混流式 （1-1） 因此，以选择ns在185左右的水轮机为宜。HL220转轮的比转速与本电站的计算比转速最接近，空化系数较小，故决定选用HL220/A153转轮。第二节 水轮机主要参数的确定一、各方案参数计算按电站建成后，在电力系统的作用和供电方式，电站装机台数分别按2台、3台、4台、5台、6台五种方案进行比较。（一）水轮机设计水头下出力 （1-2）式中：发电机效率，取0.97； 机组的单机容量kW；（二）水轮机转轮直径初估时，可以近似取所选择的额定工况点的模型效率，再加上修正值，即，Q11值一般取特性曲线上最优单位转速n110与5%出力限制线交点 （1-3）式中：水轮机原型率； Pr机组的单机容量kW； Q11模型单位流量m3/s； Hr设计水头m；（三）计算原型水轮机的效率 （1-4）式中：水轮机模型最优工况效率； D1M转轮模型直径m； D1转轮原型直径m； （1-5）式中：水轮机原型最优工况效率； 水轮机模型最优工况效率；（四）同步转速n （1-6）式中：水轮机模型设计转速r/min；故，所以可以忽略，即 HA平均水头m； D1转轮直径m；（五）检验水轮机的运行范围最大水头、最小水头和平均水头对应的单位转速 （1-7） （1-8） （1-9）式中：n水轮机额定转速r/min； D1转轮原型直径m； H水头m；计算结果见计算书各方案计算数据列表。第三节 较优方案的选择一、较优方案的选择（一）选择方法将以上各待选方案的n11max、n11A、n11min三条直线画在各自的模型综合特性曲线上，以每两个方案为一个比较组。选择三条直线包围高效区最好，并且n11A通过最高效率区的方案为较优的方案。当在一张图上有两个或两个以上的方案都能较好的包围高效区时，则用迭代法计算水轮机的单位流量，包括设计水头与最大水头。绘制（Q11min，n11max）（Q11r，n11r）的连线，尽可能多的包围最高效率区。其中Q11r超过了出力限制线，说明D1选的太小；若小于出力限制线，则说明D1选的太大。计算的公式如下： （1-10） （1-11）（二）在模型综合特性曲线上比较方案的几点说明 1. 在最小水头下，水轮机不能发出额定出力，此时水轮机受到出力限制线的限制，所以不需要试算最小水头下的Q11； 2. 在最大水头和设计水头下的Q11值，是利用原型水轮机效率计算出来的Q11，但是Q11和此水头对应的n11的交点的模型水轮机效率加上修正值并不一定等于，因此需要试算，求出较准确的Q11； 3.试算法的基本过程：首先假定一个，计算出一个Q11，再由Q11和对应水头的n11在图上找到一点，并查出此点的，将此转换成原型效率（按限制工况点效率误差计）。再代入计算出Q11，此时可比较两次计算的Q11是否相同。若不等，重复前面的过程，直到两次计算的Q11相同为止。为了减少试算次数，一般只要前面两次单位流量相差值小于5%即可停止迭代式算。 4.绘制,的连线，找到与出力限制线的交点，读取其n11值，反算得设计水头HR，此值用来计算运转特性曲线的水轮机出力限制线。二、进行较优方案的选择方案编号1、5、11都能较好地包围最高效率区，对这几个方案进行迭代式算，进一步确定较优方案。表1-1：优选方案列表方案转轮型号台数单机容量kW转轮直径m转速r/min2HL22021350003.8187.56HL2204675002.752508HL2205540002.53003、 反算设计水头 绘制（Q11min，n11min）（Q11r，n11r）的连线，找出与出力限制线的交点，然后进行设计水头的反算。第四节 技术经济指标计算一、动能经济指标（一）绘制转轮运转综合特性曲线等效率曲线的绘制： 1.在水轮机工作水头范围（）内取5个水头值（包括、）。计算各水头对应的单位转速，以各值在模型综合特性曲线上作水平线与其等效率线相交得一系列交点，根据交点处的和计算出原型水轮机的效率和出力P。然后对每个水头值作等效率曲线。 2.在曲线上做某效率值水平线与曲线相交，找出各交点的P、H值。 3.建立PH坐标系，并在其中绘出计算中所选水头值的水平线，将2中得到的各交点按其H、P值对应点到PH坐标系中，连接各点即得到某效率值的等效率线。4. 绘制出力限制线。在之间，是一条P=NG的直线L1，在HminHR之间的出力限制线是HR和Hmin在额定出力时对应的出力的连线L2，L1和L2的交点即为（HR，Pr）。图1-1方案二运转特性曲线图1-2方案六运转特性曲线图1-3方案八运转特性曲线（二）根据所绘制的运转特性曲线计算各方案的平均效率1.利用面积法求各方案的平均效率 （1-12）表1-2 各方案平均效率方案268平均效率（%）90.1289.9288.04二、机电设备投资和耗钢量包括：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，对每一方案算出其设备总价，并折算成单位千瓦投资。算出每一方案的总耗钢量和单位千瓦耗钢量，计算过程见计算书。第五节 最优方案选择一、各待选方案的综合比较表1-3：机电投资汇总项目方案2方案6方案8水利机械部分总投资(万元)2017.592316.032510.345总耗钢量(t)694.82629.4612.55单位千瓦投资(万元)74.7385.7892.98单位千瓦耗钢量(万元)25.7323.3122.69电气部分总投资(万元)8361.6410416.9811003.02总耗钢量(t)1432.41675.961598.75单位千瓦投资(万元)309.69385.81407.52单位千瓦耗钢量(万元)53.0562.0759.21机电投资总计总投资(万元)10379.2312733.0113513.365总耗钢量(t)2127.222305.362211.3单位千瓦投资(万元)384.42471.59500.5单位千瓦耗钢量(t)78.7885.3881.9表1-4：水轮机方案比较综合表项目方案2方案6方案8水轮机型号HL220HL220HL220单机容量（kW）1350006750054000机组台数245转轮直径（m）3.82.752.5机组转速（r/min）187.5250300水轮机平均效率（%）90.1289.9288.04总投资(万元)10334.6312568.3113305.735单位千瓦投资(万元)385.75471.59500.5总耗钢量(t)2127.222305.362211.3单位千瓦耗钢量(t)79.7885.3881.9二、确定最优方案经观察比较，方案2的平均效率最高，并且单位千瓦投资最少，故确定方案2为最优方案。3、 最优方案主要参数表1-5：最优方案参数列表转轮型号HL220最大水头Hmax m118.7最小水头Hmin m78.1平均水头HA m100单机容量N kW135000水轮机额定出力kW139175.3机组台数2转轮直径D1 m3.8机组转速n r/min187.5飞逸转速n r/min203.56水轮机平均效率0.9012额定流量Qr155.4水轮机吸出高度Hs m-0第六节 最优方案的进出流水道计算一、转轮的计算图1-4 转轮尺寸示意图表1-6 转轮参数10001087.211608605324423345922538004130.6440832682021.6167.2885.41744.2855二、蜗壳计算（一）蜗壳型式、断面形状和包角的确定由于本站应用水头在78.1m118.7m，水头大于40m，采用金属蜗壳，蜗壳断面为圆形，当蜗壳尾部用圆断面不能和座环蝶形边相连接时，采用椭圆形断面，蜗壳的包角为345。（二）座环的确定水轮机的座环是承受水轮发电机组的重量、蜗壳上部部分混凝土重量以及水压力，并将其传递到电站基础上去的部件。在此采用带蝶形边座环，其锥角=55其有关尺寸见下表：表1-7：座环参数 单位：mDaDbKrh5.8550.150.350.813（三）蜗壳参数计算1.蜗壳进口断面(1).进口断面流量 （1-13）(2).进口断面流速 （1-14）(3).进口断面半径 （1-15）(4).进口断面中心距 （1-16）(5).由进口断面尺寸求出蜗壳系数和蜗壳常数 （1-17） （1-18）(6).进口断面外径 （1-19）2.圆断面计算 （1-20） （1-21） （1-22） （1-23）3.椭圆断面的计算椭圆断面的起始角为： （1-24）椭圆短半径: （1-25）与圆的同等面积: （1-26） （1-27） （1-28）椭圆断面长半径: （1-29） （1-30）椭圆断面中心距: （1-31）椭圆断面外径: （1-32） 具体计算结果见计算书。三、尾水管计算图1-5：尾水管计算示意图如图所示，水轮机流道尺寸按推荐的尾水管各部尺寸确定，如下表：表1-8：尾水管尺寸 单位mmhLL1Bh4h6h5D1D42600450017502740135267612371087.213529880171006650104125137.62568.84700.64131.365137.6尾水管支墩：b=0.100.15B5=1242mmR=36b=6210mmr=0.20.3b=311mml1.4D1=7600mm3、 主阀的选择 根据水利机械P175表4-1，电站水头小于200米选用蝶阀。 蝶阀直径：D=6.0m附件：接力器：两个9501555摇摆式接力器 油压设备：YS-12.52/40 旁通阀：600 空气阀：600第七节 厂房一、水轮发电机外形尺寸估算图1-6 发电机尺寸示意图表1-9 发电机尺寸表1.平面尺寸（单位 cm）：1107.941347.94855.036405205000发电机主轴直径2、 轴向尺寸（单位cm）：366.185.503171.01213.76110263.3697.827431.706二、厂房尺寸的确定（一）确定安装高程1.水轮机安装高程： 2.尾水管底板高程： 3.进水阀层地面高程： 4.水轮机层地面高程： 5.尾水管底部开挖高程： 6.发电机层地面高程： 发电机层高程大于千年一遇洪水位，所以下游不设防洪墙。7.吊车轨道顶的高程： 8.天花板高程： （二）厂房宽度的确定1.上游侧宽度的确定 由于蝶阀布置在住厂房内部，需加大厂房宽度，取Bs=12.56m2.下游侧宽度的确定：主厂房总宽 （三）主厂房长度1.机组段长度由蜗壳、尾水管、发电机等设备在垂直水流方向上的尺寸决定，同时还应考虑机组附属设备及主要通道。吊物孔的布置及所需尺寸，机组段长度以最长的层宽决定：2.附加段长度（针对非与安装场相邻的端机组）：2.28m 3.安装场长度： 4.厂房的总长度为： 第二章 调节保证计算及调速设备的选择电站在运行过程中，常会遇到由于各种事故，机组突然与系统解列，从而造成甩负荷。在甩负荷时，由于导叶迅速关闭，水轮机的流量会急剧变化，因此在水轮机过水系统内会产生水击，调节保证计算就是在初步设计阶段计算出上述过程中最大的转速上升及最大的压力上升值。调节保证计算一般应对两个工况进行，即计算设计水头和最大水头。计算它们在甩全负荷时的压力上升和速率上升，并取其大者。调节计算的标准：（一）压力变化计算标准电站设计水头99.3m介于40100m，蜗壳允许最大压力上升率为30%50%，即，尾水管的真空度不大于89m；（二）转速变化计算标准当机组容量占电力系统运行总容量的比重不大或担任基荷时，为机组甩全部负荷时的转速升高的允许值。第一节 设计水头下甩全负荷一、已知计算参数 （2-1）二、管道特性 （2-2） （2-3）三、水流惯性时间常数： （2-4）四、压力上升计算（一）压力上升计算 1.最大压力上升 （2-5） 2、各管段的压力升高 （1）压力钢管末端最大压力升高 （2）蜗壳末端最大压力升高 （2-6） （3）尾水管中最大压力降低 （2-7） （6）尾水管中最大真空度为： （2-8）五、转速上升计算假定甩负荷后，导叶开始动作到最大转速时刻之间的水轮机出力随时间呈直线关系减至零。甩负荷时机组的速率上升： （2-9）由以上计算可知，本电站机组设计水头下甩全负荷时压力升高与转速升高均在允许范围内，取。第二节 最大水头下甩全负荷一、最大水头下机组流量Q （2-10） （2-11）二、压力引水系统平均流速 （2-12） （2-13）三、确定水流惯性时间常数Tw和最短关闭时间TSH （2-14） （2-15）四、压力上升计算（1）最大压力上升： （2-16）（2）压力钢管末端最大压力升高： （3）蜗壳末端最大压力升高： （2-17） （3）尾水管中最大压力降低： （2-18）（4）尾水管中最大真空度： （2-19）尾水管的真空度不大于89m，能满足水击压力的影响。五、转速上升计算由设计水头下机组甩全负荷计算知，机组惯性时间常数Ta=14.26s，节滞后时间常数Tc=0.5565s。甩负荷时机组的速率上升： （2-20）由以上计算可知，本电站机组最大水头下甩全负荷时压力升高与转速升高均在允许范围内，取。第三节 调速设备的选择调速设备一般包括调速柜、接力器和油压装置三大部分。一、调节功计算及接力器的选择（一）调节功的估算 （2-21）（二）选取接力器直径大型调速器的导叶接力器容量选择一般是按经验公式计算出接力器直径，然后选取与其接近且偏大的系列直径。取油压装置额定压力为2.5MPa，采用标准导水机构且用两个单缸接力器操作，选取接力器直径为600mm。（三）接力器最大行程（1）导叶最大开度: （2-22）（2）接力器最大行程: （2-23）（3）接力器总容积: （2-24）二、调速器的选择（1）主配压阀直径主配压阀直径为150mm。主配压阀直径大于80mm为大型调速器，此即为大型调速器。由此可选取电气液压型调速器DT-150。三、油压装置的选择为了满足机组调节和安全运行的要求，通常每台水轮机装设一台油压装置，每套油压装置均设两台油泵，其中一台工作，一台备用。油压装置分为分离式和组合式，本电站选择组合式。额定压力为2.5MPa，压力槽容积分为两大部分：空气所占的部分，约为2/3，其余为油。调速装置压力油槽容积： （2-25）选取YZ-10型分离式油压装置。第三章 辅助设备第一节 水系统一、技术供水系统（一）用水量估算本电站技术供水对象为：发电机空气冷却器70%，推力与导轴承油冷却器18%，水轮机导轴承的润滑冷却水和水轮机主轴密封润滑用水5%，水冷式变压器6%，其余用水设备1%。 （1）发电机空气冷却器用水量：Qk=650m3/h （2）推力轴承与导轴承冷却器用水量：发电机总用水量故技术供水总用水量 （3）水轮机导轴承冷却器用水量： 拟采用水润滑橡胶瓦水导轴承，润滑水兼作冷却用。 （3-1） （4）水冷式变压器冷却器用水量： （3-2） （5）其余设备用水量： （3-3）（二）水温水温一般取为，且本地区取到的水不存在困难，故以验算。（三）水压1.机组冷却器进口水压一般不超过2105Pa，压力降47.5mH2O，取冷却器进口水压1.8105Pa，压力降6mH2O。2.水冷式变压器进口处水压一般不超过（0.50.8）105Pa，取为0.6105Pa。3.水冷式空压机的水压可不限于20m水柱，可以略为加大，以不超过30m水柱为限，取为25 m水柱。（四）水质（1）一般需要满足如下要求1. 水中不含有悬浮物；2. 含沙粒径在0.025mm以下，含沙量在50g/L以下；3. 冷却水应是软水，暂时硬度不大于4. 要求PH植为中性，不含游离酸；5. 力求不含有机物，水生物及微生物；6. 含铁量不应大于0.1mg/L；7. 不含油分；（2）水轮机导轴承对水质的要求1. 含沙量及悬浮物必须控制在0.1g/L以下,泥沙粒径应小于0.01mm；2. 润滑水中不允许含有油脂及其它对导轴承和主轴有腐蚀性杂质；(五)水源及供水方式1.水源以蜗壳取水为主用水源，下游取水为备用水源。2.供水方式由于水电站在78.1118.7m范围内，且其运行范围在70120m内，大于40m，需要增设减压设备，故本电站采用自流减压供水。3.设备配置方式(1).主用水源采用单元供水，备用水源采用集中供水。(2).设主水源(蜗壳取水)取水口两个，备用水源（下游取水）取水口一个，分层布置。 (六)技术供水系统及设备1.取水口直径选择取水口分为工作取水口和备用取水口。(1).工作取水口工作取水口布置在蜗壳45处，可以有效的防止水流中的漂浮物。每台机组使用一套取水设备，取水口过流栅流速0.25到0.5米每秒，取为0. 4m/s。公称直径Dg=1000mm。(2).备用取水口在下游取一备用取水口，分三层布置，取水口直径按两台机组技术供水量考虑。取水流速为0.5m/s。公称直径的Dg=1200mm。2.排水管出口机组冷却水排水管出口设置在最低尾水位以下。3.滤水器(1).每个主取水口后设置一个滤水器，采用转动式滤水器，取公称直径Dg=1000mm。每个备用取水口后设置一个，取公称直径Dg=1200mm。(2).水导轴承润滑水要求比较高，在工作和备用水管上，均设专用滤水器。4.管道技术供水管道采用钢管，水轮机导轴承润滑水在滤水器后的管段，采用镀锌钢管，防止铁锈进入导轴承。(1).工作供水干管直径取管内流速3m/s。标准直径d=350mm.(2).备用供水干管直径取管内流速3m/s.取标准直径d=500mm.(3)至机组各冷却器支管管径取管内流速为3.5m/s.至推力轴承冷却器，取标准直径150mm。至空气冷却器， 取标准直径70mm。至导轴承冷却器，取标准直径50mm。至水冷式变压器，取标准直径80mm。至水冷式空压机，取标准直径20mm。 至水导轴承润滑，取标准直径70mm。5. 供水泵的选择 在技术供水系统中，本电站选用双吸离心泵作为技术供水泵。选择水泵时，应注意满足下列条件：流量扬程在任何工况下都能满足供水用户的要求；应经常处在较有利的工况下工作，即工作点经常处于高效率范围内，有较好的汽蚀性能和工作稳定性；允许吸上高度较大，比转速较高，价格较低。水泵选择查水电站动力设备表8-13选择水泵如下：选取水泵：14Sh-6型水泵参数：Q=1250m/h H=125m =78% n=1470rpm二、消防和生活供水（一）消防用水用户、水压和水源1.用户：电厂消火用水主要是指主厂房消火栓、发电机灭火用水、变压器开关站、电缆层等电气设备的消防用水。2.水压：分为低压消防用水和高压消防用水两个系统。低压消防用水主要是供主厂房消火栓和发电机灭火用水，压力通常在5105Pa以下；高压消防用水主要是供变压器、油库等处的水喷雾灭火装置，压力通常在（58）105Pa以内。3. 水源：消防水源采用蜗壳取水，自流减压供水。（二）消防用水用户用水量1.发电机消防用水采用喷孔射水灭火方式。(1).发电机采用喷水灭火方式时，消火环管上对着线圈的方向交错钻有两排钻孔，现取孔径d=4mm，孔间距60mm，取标准管径70mm。末端水压为15MPa时，供水端所需压力为17mH2O，喷水量为7l/s。2.厂房消火用水一般用消火栓和灭火器。厂房消火栓采用2的消火软管，配用直径为15mm的喷嘴。工作水压一般使用7.5kg/cm2，厂房消火用水量一般按同时工作2股水柱，每股水柱水量在2.5l/s以上作为计算依据，灭火延续时间按2h考虑，Q=22.5=5l/s。消火栓保护半径:28.54m。通常为布置整齐，使用方便，采用每个机组段设一个消火栓，采用单列布置。3.油库及变压器的水喷雾消防供水另设系统暂不予考虑。4生活供水：从压力钢管取水，通过过滤供给生活用水。三、检修排水（一）排水量计算取决于蜗壳、尾水管和压力钢管内积水量，以及上、下游堵水闸门漏水量。此时尾水位按一台机组满负荷发电，一台检修时的尾水位计算。机组安装高于尾水位，检修时，压力钢管和蜗壳里没有积水。检修排水总容积：V=669.44m3（二）上、下游闸门漏水量估算闸门总漏水量：（三）检修排水泵的选择选取水泵：16JD4902型水泵参数：Q=490m3/h H=30m =73% n=1460rpm水泵运行方式：选用2台。根据闸门漏水量，故运行方式采用：开始2台泵同时投入运行，待积水抽干后，用1台泵排上、下游闸门漏水，余下一台作为备用。四、渗漏排水计算（一）渗漏水量的估算厂内渗漏水量主要来源是水轮机顶盖和大轴密封漏水，而大轴密封又占其中绝大部分。（二）集水井容积的确定查已建成相似电站YZ，厂内漏水量取1 m3/minV集=（3060）q=160=60() （3-4）（三）渗漏排水泵选择选择12JD2403，水泵的参数：Q=252m3/h H=23.2m =71% n=1480rpm（四）渗漏排水泵的操作方式采用自动操作,由液位信号器控制工作水泵和备用水泵的启停，并在水位过高时发出报警信号,然后工作水泵开始工作。第二节 气系统一、气系统用户1.油压装置压力油槽充气，额定压力2.5MPa；2.机组停机时制动装置用气，额定压力为7105Pa；3.机组作调相运行时转轮室压水用气，额定压力为7105Pa；4.检修维护时风动工具及吹污用气，额定压力为7105Pa；5.水轮机导轴承检修密封围带充气，额定压力为7105Pa。二、供气方式1.电站压缩空气用户均布置在主厂房内，从供气可靠性、经济性、合理性和运行维护等方便考虑，采用厂内压缩空气系统综合向各用户供气。2.油压装置压油槽供气，为了提高其干燥度，空压机后设气水分离器和储气罐，采用二级压力供气。储气罐的高压空气经减压后供给压油槽。3.低压用户合用空压机，储气罐按各用户的要求来设置。三、设备选择（一）厂内高压压缩空气系统 1.空气压缩机选择 空压机台数一般选2台，首次充气时同时工作，选用2台高压空压机为V-1/40,一台工作，一台备用，风冷式。 2.贮气罐选择根据油压装置型号，供气方式和厂房布置条件,选择贮气罐容积为2m3。 3.管道选择一般按经验选用压力油槽容积12.5m3，干管选用322.5mm的无缝钢管，支管按油压槽进气管接头尺寸选用25的管子。（二）厂内低压压缩空气系统 1.制动用气 选取一个8m3的标准贮气罐。供气管道选择：通常按经验选取。供气干管50，支管25，环管15 2.调相用气 选用2个8m3的标准贮气罐。 3.低压空压机的选择：在厂内低压系统中，机组制动用气由其单独储气罐来保证，耗气量也较小。调相压水耗气量大，故应按恢复调相储气罐压力所需时间的要求来选择空压机生产率。同时，为了保证风动工具能连续稳定地工作，还必须以风动工具的连续工作要求进行校核。选取2V-6/8型风冷式空压机两台。正常情况下，一台工作，供风动工具及吹扫用气，一台备用。调相压水后两台同时启动，以恢复储气罐工作压力，压力恢复后由一台补气。 4.管道直径选择按经验选取，选用标准直径干管150，接入转轮室的支管100。其他供气管，按经验选取，风动供气干管25。 空气围带充气：轴承检修密封围带充气，充气压力通常采用0.7MPa，耗气量小，不需专用设备，从制动干管引出。管道直径按经验选取，蝶阀围带供气管15。表2-1供气设备明细表序号设备名称型号规格数量1高压空压机V-1/40排气量1m3/min，额定压力40kg/cm22台2低压空压机2V-6/8排气量6m3/min，额定压力8kg/cm22台3高压储气罐2m3额定压力30kg/cm21个4制动储气罐8m3额定压力8kg/cm21个5调相储气罐8m3额定压力8kg/cm22个第三节 透平油系统一、透平油系统供油对象发电机推力轴承、导轴承、水导轴承、调速系统及蝶阀操作系统。二、用油量估算 .运行油量（设备充油量）： 事故备用油： 补充备用油量：系统总的用油量： 三、油桶及油处理设备选择1贮油设备选择：净油槽：选1个容量为50m3的油罐。运行油槽：选两个容量为25 m3的油罐。中间油槽：选1个容量为40m3的油罐。事故排油槽： 重力加油槽：对于混流式机组，漏油量少，加油的机会也少,可不设置，而用移动式小车添加油。2.净油设备的选择：压力滤油机（LY）和真空滤油机（ZLY）的选择压力滤油机型号LY-150；真空滤油机型号：ZLY-100油泵的选择：选取油泵型号 KCB-300-2型齿轮油泵两台，一台固定式油泵供设备充油用；一台移动式，用于接受新油和排油。3管径、管材的选择推力轴承油槽供油管直径： 50 mm ；推力轴承油槽排油管直径： 80 mm ；导轴承油槽供油管直径： 40 mm ；导轴承油槽排油管直径： 40 mm ；油压装置供油管径：YZ-10型 80mm ； 油压装置排油管径：YZ-10型 80mm ； 总油管供油管直径： 80mm； 总油管排油管直径： 100 mm第四章 电气部分第一节 接入系统设计一、接入系统分析 南镇水电厂总装机27万KW，年利用小时数为3100小时，建成后担负峰荷及部分基荷，有调相任务，故其对系统送电的可靠性要求较高，采用2回线路送入系统。本电站在相距80公里的巨市变电所接入系统。二、估算送电容量接入系统的最大输送容量P：三、确定可行方案由本电站对系统送电的可靠性要求可知，接入系统采用2回线路。每一回线的最大输送容量P2：查发电厂电气部分表1-3各级电压线路输送容量与送电距离的关系表，查得送电电压为220KV。四、选择送电线路的截面 选用型导线。第二节 接入近区负荷设计一、估算送电容量近区的最大输送容量P：二、确定可行方案由本电站对系