炳灵水电站灯泡贯流式水轮机设计说明书

1、毕业设计（论文）题 目 炳灵水电站 的设计 专 业 热能与动力工程 班 级 学 生 指导教师 2011 年炳灵水电站的设计摘 要炳灵水电站是黄河龙羊峡至青铜峡段水电开发规划中的第13个梯级水电站。电站总装机容量24万千瓦，共安装5台4.8万千瓦灯泡贯流式水轮发电机组，年均发电量9.74亿千瓦时。本次毕业设计通过查阅贯流式水轮机相关资料，首先对炳灵水电站转轮型号为gzhk-1rt-wp-620的贯流式水轮机进行设计，包括水轮机总体结构的设计，并对其中的主要零件进行设计优化。绘制出了总装配图，导水机构装配图，主轴零件图，操作油管装配图和导叶臂零件图。其次进行了电气一次部分的设计，设计选择了电气主接

2、线形式，进行短路电流计算和电气主设备选择，绘制出电气主接线图。本设计相关知识涉及水轮机结构、水电厂电气部分，机械制图以及贯流式水轮发电机组等部分，此外，还包括其相关的设计思路及方法。在本次设计中还大量使用了auto cad 软件进行绘图。关键词： 贯流式水轮机 结构设计 电气一次设计the design of bingling hydraulic power stationabstractbingling hydropower is the 13 cascade hydropower stations of longyangxia to qingtongxia section of yello

3、w river hydropower development planning .in the total installed capacity of 240,000 kilowatts power plant, the installation of five 48,000 kilowatts bulb turbine group, with an annual generating capacity of 974 million kw·h. firstly, we design the tubular turbine gzhk-1rt-wp-620 of bingling hyd

4、ropower through access to relevant information, including the overall structure of the turbine design, and one of the main parts design optimization. drawn out of the general assembly drawings, assembly drawings guide apparatus, the spindle parts diagram, assembly drawing and tubing operations guide

5、 vane arm parts diagram. second was a part of the electrical design, design options the main electrical wiring, to conduct short-circuit current calculation and the main electrical equipment selection, drawing out the main electrical wiring diagram. knowledge related to the design of the turbine str

6、ucture, hydropower electrical parts, mechanical drawing, and tubular hydro-generating sets and other parts, also including relevant design ideas and methods. in this design also makes extensive use of auto cad software for drawing.key word: tubular turbine structural design design of ectric primary

7、system目录abstract21.前 言11.1概述11.2设计内容21.3原始资料32.水轮机总体结构设计42.1 绘制轴面流道图42.2 基础环设计42.3 座环设计52.4 导水机构设计72.4.1 外配水环72.4.2 内配水环82.4.3 传动机构82.5 水轮机主轴设计232.6 水轮机主轴密封设计242.7 水轮机水导轴承设计252.8 转轮设计253. 电气一次设计273.1 电气主接线设计273.1.1 设计原则273.1.2 主接线方案初步设计283.1.3 方案比较303.2 短路电流计算313.3 电气主设备选择551.升压变压器572.断路器的选择583.隔离开关

8、的选择644. 电流互感器685.电压互感器选择736.高压熔断器的选择747.避雷器的选择758.高压绝缘子的选择769.发电机中性点接地方式774.总结771.前 言1.1概述随着我国经济突飞猛进的发展，人民生活水平不断的提高提高，生产和生活用电的需求也越来越大。然而能源问题已成为当今世界三大主要问题之一，传统能源的短缺和用其发电带来的污染，以及新能源开发技术的不完善，水电资源作为洁净的可持续能源越来越得到人们的青睐。据探测，我国水力资源丰富，但是目前的开发率和发达国家比起来还有很大的差距，因此开发水电已成为我国缓解资源短缺的重要手段之一！水力机组是水电站的核心设备，是整个水电枢纽工程最终

9、经济效益的归宿。因此，水轮机结构设计得是否合理就成为电站能否有效运行得关键。本次毕业设计通过查阅贯流式水轮机相关资料，对炳灵水电站转轮型号为gzhk-1rt-wp-620的贯流式水轮机进行设计，并且对炳灵水电站电气一次部分进行设计。相关知识涉及水轮机结构、水电厂电气部分，机械制图以及贯流式水轮发电机组等部分，此外，还包括其相关的设计思路及方法。本次设计在巩固原有专业课知识的基础上加深理解，并对贯流式机组的知识进行了拓展。更好的促进各科知识之间相互贯通，同时可以培养动手能力，创新能力，达到理论实践相结合的目的。在本次设计中，大量使用autocad绘图软件，节省了很多手绘的时间，锻炼了使用该软件的

10、能力。1.2设计内容（一）根据给定的炳灵电站贯流式的型号和转轮直径等参数进行水轮机结构设计。 1.按给定水轮机型号和转轮直径等参数，确定水轮机的主要特征尺寸，对水轮机整体结构进行设计； 2.确定水轮机主轴尺寸；3.根据机组型式和电站自然条件进行主轴密封和水导轴承设计； 4.绘制水轮机总装配图及主要部件组装图和零件图。 （二）导水机构传动系统设计及主要零件的设计 1.根据机组的型式进行导水机构设计并绘制导水机构装配图； 2.对主轴的形式及尺寸等进行设计并绘制主轴零件图；3.对导叶臂的形式及尺寸进行设计并绘制导叶臂零件图；4.绘制操作油管装配图；（三）机组电气部分设计1.对电站的电气一次部分进行设

11、计，其中包括电气主接线方案设计，确定主变压器型式、台数、容量，以及各级电压配电装置的接线方式等。2.对短路电流进行计算。 3.对电气主设备进行选择，包括断路器、负荷开关和隔离开关、高压熔断器、限流电抗器、电压互感器、电流互感器、避雷器、裸导体、支柱绝缘子及穿墙套管、消弧线圈以及电缆。（四）外文翻译 1.阅读外文文献；2.精读其中三篇，并且选择一篇翻译。1.3原始资料本次毕业设计的基本参数如下：（1）水轮机型号：gzhk-1rt-wp-620额定水头：16.1m额定流量：332.5 m3/s额定转速：107.1r/min最大水头hmax: 25.7m 最小水头hmin: 11.6m 最大飞逸转速

12、 : 330 r/min （2）发电机型号： sfg48-56/6700额定功率 : 48 mw /(50.526mva) 额定功率因数： cos=0.95(滞后)xd'' = 0.27额定电压： un=13800 v额定电流: in=2113.9 a 额定频率: fn=50 hz 相数: m=3 定子绕组接线方式: “y” 额定转速: 107.1 r/min飞逸转速: 330（非协联工况）r/min绝缘等级: f 冷却方式: 密闭循环强迫通风空气冷却旋转方式: 顺水流方向看顺时针（3）炳灵水电站现有电压等级110kv和330kv两条出线，其中：炳积线（1111线）为110kv

13、，距离积石山变电站为：19.68km寺炳线（3089线）为330kv，距离炳灵变电站为：36.221km（4）电站总装机容量24万千瓦，共安装5台4.8万千瓦灯泡贯流式水轮发电机组。2.水轮机总体结构设计2.1 绘制轴面流道图根据水头及形式接近的已有贯流式水电站资料，设计出炳灵水电站贯流式发电机组的轴面流道，其形式及相关尺寸如图1-1所示： 2-1 轴面流道图2.2 基础环设计基础环下游焊在尾水管上，采用钢板焊接结构，基础环要承受转轮室传来的水力震动，要求与混凝土结合牢固。根据已有贯流式水电站资料，设计出基础环的结构。如图1-2所示： 2-2 基础环2.3 座环设计座环是机组的主要支撑，承受机

14、组大部分重量、水的压力、浮力、正反向水推力、发电机扭矩等，并将这些负荷传递到基础混凝土上，因而具有足够的强度、刚度。座环是整个机组的安装基础，水轮机的导水机构，发电机定子、组合轴承支撑环都固定在其法兰上。受运输条件限制，座环装配分为内锥、外锥、上游外锥。座环內锥采用钢板焊接结构，受运输条件限制分为不等的4半，水平方向设计两个固定导叶，垂直方向2个进人筒。根据已有贯流式水电站资料，设计座环的结构，如图1-3所示： 图2-3 座环1）其用钢板材料为zg20mnsi，厚度为60mm，采用焊接结构。2）所有过流表面打磨光滑至表面光洁度为3.2，其余表面为12.5；3)固定导叶进口端节距误差不超过0.0

15、015da；4)顶盖与底环把合面平行度误差不超过0.025 毫米/米；5)分瓣结构的合缝面光洁度为6.3，合缝面间隙一般不超过0.05 毫米，局部允许有0.150.3 毫米凹陷部分（深度小于接合缝的1/3，长度不超过接合缝总长的1/5），但不允许有突起。2.4 导水机构设计2.4.1 外配水环根据已有贯流式水电站资料，设计外配水环的结构，如图1-4-1所示： 图 2-4-1 外配水环外配水环由钢板焊接而成，由于运输条件限制分成4瓣，外配水环和导叶配合面为球面，半径4526mm，外配水环上有24只导叶套筒孔，导叶轴线与主轴中心线夹角60°，并等距分布。2.4.2 内配水环根据已有贯流式

16、水电站资料，设计内配水环的结构，如图2-4-2所示： 2-4-2 内配水环内配水环采用钢板焊接结构，由于运输条件限制分成两半。内外配水环共同构成导叶区域的流道，与导叶的配合为球形，半径2387mm，球形部分均布24只导叶下轴孔，导叶轴线与主轴中心线夹角为60°，在其下部设有扇形板，是水导轴承的支承部件。2.4.3 传动机构导叶轴颈可按转轮直径 d1，使用水头h1，导叶的相对高度b0/d1，从水轮机设计手册中146 页表8-10 初选轴颈db，选得db =210mm.（1） 导叶套筒导叶套筒是固定导叶上中轴套的部件，采用zg30铸造。套筒结构与主轴材质、密封结构和顶盖的高度有关。目前多

17、数采用整体圆筒的模式，因为本次设计的机组的水头不是很高，所以导叶套筒上无需设计导叶止推装置。本次设计中采用的套筒的尺寸大小如下表1-1：参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）db210d740d1510d88d2340h50d3210h140d4230h2210d5240h395d6465z8h 参考760表1-1 导叶套筒图2-4-3 导叶套筒（2） 导叶轴颈密导叶中轴颈密封多数装在导叶套筒的下端，目前不少机组中已改用“l”型密封，实践证明，封水性能很好，结构简单。其尺寸大小如下表1-2：表1-2 中轴颈密封参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）da210h18d121614d2260

18、24图2-4-4 中轴颈密封导叶下轴颈的密封主要是防止泥沙进入，发生轴颈磨损。下轴颈密封一般采用“o”型橡皮圈密封结构，其尺寸大小如下表1-3：表1-3下轴颈密封参数符号数值（mm）da210d170d10图2-4-5 下轴颈“o”型密封（3） 导叶轴套导叶轴套目前已广泛采用聚甲醛，这样不仅简化了结构，而且节省了大量的有色金属，降低成本。上轴套尺寸系列如表1-4 所示：表1-4 上轴套尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）dc190h95d1190h18d2210h212d3209.41d4250图2-4-6 上轴套中轴套尺寸系列如表1-5 所示：表1-5 中轴套尺寸参数符号数值（mm）

19、参数符号数值（mm）db210h210d1210h140d2230h28d3229.6d58d42401图2-4-7 中轴套（4） 导叶臂根据叉头传动机构装配尺寸从水轮机设计手册上165 页的表8-23查出导叶臂及其销孔尺寸如下表1-6,1-7：表1-6 导叶臂参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）db210h250-0.4dc190dl1210d1280de60d2310k10d2260r125dm60df11.5d3m24t0.3d432表1-7 导叶臂销孔尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）dcn60dc11.5r95h60b230h180图2-4-8 导叶臂（5） 连接板根据

20、叉头传动机构装配尺寸从水轮机设计手册上167 页的表829到表8-30查出连接板尺寸如下表1-8：表1-8 连接板尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）d1280dr265r1170h60k0.02h180dcn60d4l25d290d3l1=l2120d1120f11.5d2m20图2-4-9 连接板（6） 套筒根据连接板，从水轮机设计手册上168 页的表833查出轴套尺寸如下表1-9：表1-9 轴套尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）dn80h88d290h18d195c2.5图2-4-10 轴套（7） 叉头根据连接板从水轮机设计手册上167 页的表8-31查出叉头尺寸如下表

21、1-10： 表1-10 叉头尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）d1m64l170d280dl1105d375dr70d4115r15h160r18h100c12h130s24图2-4-11叉头（8） 连接螺杆根据连接板从水轮机设计手册上168 页的表832查出叉头尺寸如下表1-11：表1-11 连接螺杆尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）d1m64b26d270b18d358r2s60c3l150图2-4-12 连接螺杆（9） 分半键根据上轴直径，从水轮机设计手册上169 页的表834查出分半键尺寸如下表1-12：表1-12 分半键尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）

22、dc190b27.85dm60k5l210c1.5b58b132.05l1260h140l2215h 220h10h340图2-4-13 分半键（10） 剪断销根据连接板，从水轮机设计手册上170页的表835查出剪断销尺寸如下表1-13：表1-13 剪断销尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）dcn60dc4r1.5d25h15.5d259h213d365h60d460l56b5l133b14图2-4-14 剪断销（11） 叉头销根据套筒，从水轮机设计手册上170页的表836查出剪断销尺寸如下表1-14：表1-14 叉头销尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）dn80dch210d

23、80gbd68d175gbb4.5d279r2d371c3h98d04h135r1.5h163图2-4-15 叉头销（12） 端盖根据轴颈，从水轮机设计手册上171页的表837查出端盖尺寸如下表1-15：表1-15 端盖尺寸参数符号数值（mm）参数符号数值（mm）db210h135d1330r95d21921m30d378226d445364d5235d6115h45图2-4-16 端盖（13） 补偿环根据叉头销，从水轮机设计手册上172页的表838查出补偿环尺寸如下表1-16：表1-16 补偿环参数符号数值（mm）d90d1105h5图2-4-17 补偿环2.5 水轮机主轴设计根据已有贯流式

24、水电站资料，设计主轴的结构，如图1-5所示：主轴材料为锻35a，轴身直径1000mm，与水、电径向轴承配合处直径分别为955mm和 930mm，轴身长5070mm，轴内径280mm，转轮端法兰直径1653mm，发电机转子端法兰1490mm，两端法兰分别与转轮、转子用螺栓联接，并有销子传递扭矩。 图2-5 水轮机主轴2.6 水轮机主轴密封设计主轴密封是防止流道内压力水通过转动与静止部分之间的间隙漏至灯泡体内部，它由工作密封与检修密封组成。根据已有贯流式水电站资料，设计主轴的结构，如图1-6所示： 图2-6 水轮机主轴密封工作密封为水压自平衡端面密封结构形式，通过水压腔的作用将均匀分布的轴向力加在

25、密封块上。检修密封采用空气围带式密封，停机检修时，围带内通入压缩空气使围带扩张，防止流道内的水进入灯泡体内。2.7 水轮机水导轴承设计根据已有贯流式水电站资料，设计水导轴承的结构，如图1-7所示：2-7 水导轴承2.8 转轮设计根据已有贯流式水电站资料，设计转轮的结构，如图1-8所示： 图2-8 转轮转轮名义直径为6.2米，缸动式结构，4只叶片，叶片可根据水头、负荷，通过调整至最佳位置，与导叶协联，以保证水轮机在高效率下运行。转轮由转轮体、转轮体芯、叶片和叶片操作系统构成。（1）转轮体材料为zg20mn,在叶片转角范围内成球形，球面外壁开有4个孔，内装铜轴套，为叶片系统的外部轴承，转轮体与主轴

26、法兰用10个m120的螺柱把合，设有2个140圆柱销传递扭矩。（2）转轮体芯材料为35crmo,与转轮体用10个m90的螺柱相连接，并有2个100圆柱销传递扭矩。3）叶片操作系统由接力器缸、活塞、转臂、连杆等组成，采用缸动式结构，活塞固定不动，来自受油器开关腔的压力油进入接力器缸，通过接力器缸的运动，带动连杆、转臂操作叶片转动。3. 电气一次设计3.1 电气主接线设计3.1.1 设计原则电气主接线是水电站由高压电气设备通过连线组成的接收和分配电能的电路。电气主接线根据水电站在电力系统中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足运行可靠、简单灵活、操作方便、易于维护检修、利于远方监控

27、和节约投资等要求。在电气主接线设计时，综合考虑以下方面：（1） 保证必要的供电可靠性和电能质量安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠和电能质量是对主接线最基本的要求。在设计时，除对主接线形式予以定性评价外，对于比较重要的水电站需要进行定量分析和计算。（2）具有经济性在主接线设计时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。欲使主接线可靠、灵活，将导致投资增加。所以必须把技术与经济两者综合考虑，在满足供电可靠、运行灵活方便的基础上，尽量使设备投资费用和运行费用为最少。（3） 具有一定的灵活性和方便性，并能适应远方监控的要求。主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行方式的转换。不仅正常运行时能安

28、全可靠地供电，而且无论在系统正常运行还是故障或设备检修时都能适应远方监控的要求，并能灵活、简单、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。显然，复杂地接线不会保证操作方便，反而使误操作机率增加。但是过于简单的接线，则不一定能满足运行方式的要求，给运行造成不便，甚至增加不必要的停电次数和停电时间。（4） 具有发展和扩建的可能性随着经济的发展，已投产的水电站可能需要扩大机组容量，从主变压器的容量、数量到馈电线路数均有扩建的可能，有的甚至需要升压，所以在设计主接线时应留有发展余地，不仅要考虑最终接线的实现，同时还要兼顾到分期过渡接线的可能和施工的方便。3.1.2 主接线方案初步设计根据以上几

29、点，对炳灵水电站的主接线拟定以下几种方案。方案1: 2组扩大单元接线与1组单元接线，设置发电机断路器，330kv与110kv侧均为单母线接线，1组扩大单元接线通过双绕组变压器升压到330kv，另一组扩大单元接线通过3绕组变压器升压分别送至330kv和110kv，单元接线通过双绕组变压器升压至330kv。 图3-1-1 方案一接线方案2: 5组单元接线，设发电机断路器，2组单元接线部分通过双绕组变压器升压至110kv，1组单元接线通过3绕组变压器分别升压至330kv和110kv，2组单元接线部分通过双绕组变压器升压至330kv，330kv与110kv侧均为单母线接线。 图3-1-2 方案二接线方

30、案3:2组扩大单元接线与1组单元接线。1组扩大单元接线通过双绕组变压器升压至330kv，另一组通过双绕组变压器升压至110kv，1组单元接线通过双绕组变压器升压至330kv，设发电机出口断路器，330kv和110kv均采用单母线接线。 图3-1-3 方案3接线3.1.3 方案比较（1）技术比较：a) 水电厂的电气主接线应力求简单，主变台数和高压断路器数量应尽量减少，方案1比方案2少2台变压器，断路器、隔离开关也各少2个，因此，方案1比方案2更有优势，其布置紧凑，占地少，可减少土石方开挖量和回填量。b）方案1接线简单，开关设备少，使得操作简单，灵活性好。c）方案2故障可能性较小，可靠性比方案1高

31、。d)方案3与方案2相比，有着和方案1同样的优点；但是与方案1相比，其可靠性较低。（2）经济比较a）方案1、3的开关设备比方案2的少，方案3最少，可节省投资。b)方案1中除了开关设备之外的其他电器设备，与方案2相比，经济上没有太大差异。c)方案2的线路复杂，主变、开关设备多，因此造成运行维护费用将高于方案1.（3）方案选择：经过以上比较，综合考虑，认为方案1在技术、经济上有最大的综合优势，因此选择方案1.3.2 短路电流计算3.2.1 现在对方案一的电气主接线进行短路电流计算：其网络等值图如图2-2-1所示：图3-2-1 网络等值图现在选择5个可能的短路点分别计算其短路电流：统一取：sd=10

32、0mva ud=uav x s1和s2为无限大容量系统：xs1 = xs2=0计算图中的各个电抗值：发电机g1到g5：x1 = x2 = x3 = x4 = x 5 =0.27x100/(48/0.95)=0.534t1: x6=0.14×100/63=0.222t2: x7=0.14×100/120=0.117t3: uk(1-2)%=25% uk(2-3)%=8% uk(1-3)%=15% uk1%=( uk(1-2)% + uk(1-3)%- uk(2-3)%)=16% uk2%=( uk(1-2)% + uk(2-3)%- uk(1-3)%)=9% uk3%=( u

33、k(2-3)% + uk(1-3)%- uk(1-2)%)=16% x8=(-0.01) ×100/120=-0.008 x9=0.16×100/120=0.133 x10=0.09×100/120=0.075l1: x11=x·l·=0.4×36.221×100/3302=0.013l2: x12=x·l·=0.4×19.68×100/1102=0.065 3.2.2分别计算各个短路点的短路电流：（1）k1点：化简等值电路图如下： 图3-2-2 网络等值图(a)x13=x2/x3=0

34、.267x14=x4/x5=0.267图3-2-3 网络等值图(b)x15=x13+x7=0.384x16=x10+x12=0.14x17=x8+x14=0.259 图3-2-4 网络等值图(c)经过-y变换：x18=x16+x9+=0.345x19=x17+x9+=0.638 图3-2-5 网络等值图(d)经过网络变换：x20=x11·x6·()=0.255x21=x18·x6·()=6.778x22=x19·x6·()=12.534x23=x15·x6·()=7.544计算各个电源对短路点的短路电流：a) s1

35、,s2为无线大容量系统：公式： 计算结果如表2-1所示： 表 2-1i*is13.92216.408s20.1480.619b) g1至g5为水轮发电机组：公式： (注：先由公式计算，然后查阅水电站机电设计手册（电气一次）p93图3-7至3-10的水轮发电机运算曲线得出，当的值超过3.00时，使用公式计算)计算结果如表2-2,2-3所示：（t=0s时） 表2-2xca*i*ig10.274.148.751g2，g37.6230.1310.554g4，g512.6660.0790.334对于g1，当t=0s,0.2s,1s,2s,4s时的计算结果如表所示： 表2-30s0.2s1s2s4si*4

36、.143.293.103.083.07i8.7516.9556.5536.5116.490（2）k2点：化简等值电路图如下： 图3-2-6 网络等值图(a)x13=x613+x1=0.756x14=x10+x12=0.14x15=x8+=0.259 图3-2-7 网络等值图(b)经过-y变换：x16=x9+x14+=0.345x17= x9+x15+=0.638 图3-2-8 网络等值图(c)x18=x11·x7·( + )=0.139x19=x13·x7·( + )=8.072x20=x16·x7·( + )=3.684x21=x1

37、7·x7·( + )=6.812x22=计算各个电源对短路点的短路电流：a) s1,s2为无线大容量系统：公式： 计算结果如表2-4所示： 表 2-4i*is17.19430.098s20.2711.134b) g1至g5为水轮发电机组：公式： (注：先由公式计算，然后查阅水电站机电设计手册（电气一次）p93图3-7至3-10的水轮发电机运算曲线得出，当的值超过3.00时，使用公式计算)计算结果如表2-5,2-6所示：（t=0s时） 表2-5xca*i*ig14.0780.2450.518g2，g30.274.1417.503g4，g56.8840.1450.613对于g2

38、，g3，当t=0s,0.2s,1s,2s,4s时的计算结果如表所示： 表2-60s0.2s1s2s4si*4.143.293.103.083.07i17.50313.909 13.10613.02112.979（3）k3点：化简等值电路图如下：图3-2-9 网络等值图(a)x13= x4/x5=0.267x14=x9+x12=0.14x15= x2/x3=0.267图3-2-10 网络等值图(b)经过网络变换：x17= x11·x9·( + )=0.153x18= x16·x9·( + )=8.383x19= x15·x9·( + )

39、=4.258 图3-2-11 网络等值图(c)经过网络变换：x20=x14+x8+(+)=0.124x21=x17+x8+(+)=0.136x22=x18+x8+(+)=7.442x23=x19+x8+(+)=3.78计算各个电源对短路点的短路电流：a) s1,s2为无线大容量系统：公式： 计算结果如表2-7所示： 表 2-7i*is17.35330.763s28.06433.737b) g1至g5为水轮发电机组：公式： (注：先由公式计算，然后查阅水电站机电设计手册（电气一次）p93图3-7至3-10的水轮发电机运算曲线得出，当的值超过3.00时，使用公式计算)计算结果如表2-8,2-9所示

40、：（t=0s时） 表2-8xca*i*ig13.760.2660.562g2，g33.820.2621.108g4，g50.274.1417.503对于g4，g5，当t=0s,0.2s,1s,2s,4s时的计算结果如表2-9所示： 表2-90s0.2s1s2s4si*4.143.293.103.083.07i17.50313.909 13.10613.02112.979（4）k4点：化简等值电路图如下： 图3-2-12 网络等值图(a)x13=x1+x6=0.756x14= x2/x3=0.267x15=x12+x10=0.14x16= x4/x5=0.267 图3-2-13 网络等值图(b)

41、 图3-2-13 网络等值图(b)x18=x8+x16=0.259 图3-2-14 网络等值图(c)x19=x9+x15+=0.345x20=x9+x18+=0.638计算各个电源对短路点的短路电流：a) s1,s2为无线大容量系统：公式： 计算结果如表2-10所示： 表 2-10i*is176.92313.458s22.8980.507b) g1至g5为水轮发电机组：公式： (注：先由公式计算，然后查阅水电站机电设计手册（电气一次）p93图3-7至3-10的水轮发电机运算曲线得出，当的值超过3.00时，使用公式计算)计算结果如表2-11,2-12,2-13,2-14所示：（t=0s时） 表2

42、-11xca*i*ig10.3822.920.258g2，g30.3882.850.504g4，g50.6451.680.297对于g1，当t=0s,0.2s,1s,2s,4s时的计算结果如表所示： 表2-120s0.2s1s2s4si*2.922.462.582.652.78i0.2580.217 0.2280.2340.246对于g2，g3，当t=0s,0.2s,1s,2s,4s时的计算结果如表所示： 表2-130s0.2s1s2s4si*2.852.412.552.632.76i0.5040.426 0.4510.4650.488对于g4，g5，当t=0s,0.2s,1s,2s,4s时的

43、计算结果如表所示： 表2-140s0.2s1s2s4si*1.681.581.781.962.16i0.2970.279 0.3150.3470.382（5）k5点：化简等值电路图如下： 图3-2-15 网络等值图(a)x13=x1+x6=0.756x14=x2/x3=0.267x15=x4/x5=0.267 图3-2-16 网络等值图(b)x16=x7+x14=0.384x17=x8+x15=0.259图3-2-17 网络等值图(c)经过网络变换：x18=x11+x9+(+)=0.153x19=x13+x9+(+)=8.885x20=x16+x9+(+)=4.513图3-2-18 网络等值图

44、(d)经过网络变换：x21=x18+x10+(+)=0.276x22=x19+x10+(+)=16.036x23=x20+x10+(+)=8.213x24=x17+x10+(+)=0.467计算各个电源对短路点的短路电流：a) s1,s2为无线大容量系统：公式： 计算结果如表2-15所示： 表 2-15i*is13.6231.902s215.3858.075b) g1至g5为水轮发电机组：公式： (注：先由公式计算，然后查阅水电站机电设计手册（电气一次）p93图3-7至3-10的水轮发电机运算曲线得出，当的值超过3.00时，使用公式计算)计算结果如表2-16所示：（t=0s时） 表2-16xc

45、a*i*ig18.1020.1220.032g2，g38.3040.1200.064g4，g50.4722.281.209对于g4，g5，当t=0s,0.2s,1s,2s,4s时的计算结果如表2-17所示： 表2-170s0.2s1s2s4si*2.282.032.152.352.53i1.2091.077 1.1401.2471.3423.3 电气主设备选择选择设计的一般规定1一般原则：（1）应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要。（2）应按当地环境条件校核；（3）应力求技术先进和经济合理；（4）选择导体时应尽量减少品种；（5）扩建工程应尽量使新老电器型号一致；

46、（6）选用的新产品，均应具有可靠的实验数据，并经正式签定合格。2有关的几项规定主设备应按正常运行情况选择，按短路条件验算其动、热稳定，并按环境条件校核电器的基本使用条件。正常运行条件下，各回路的持续工作电流应按水电站机电设计手册电气一次分册，表6-2计算。验算主设备时，所有短路电流的有关规定见第二节。 （3）验算导体和110kv以下电缆短路热稳定时，所用的计算时间，一般采用主保护的动作时间加相应的断路器全分闸时间。如主保护有死区时，则应采用能对该死区起作用的后备保护的动作时间，并采用相应处的断路电流值。电器和110kv及以上充油电缆的断路电流计算时间，一般采用后备保护动作时间加相应的断路器全分闸时间，断路器全分闸时间包括断路器固有分闸时间和电弧燃烧时间。 (4)验算短路热稳定时，导体的最高允许温度参照水电站机电设计手册电气一次分册，表75所列数值。(5)验算短路动稳定时，硬导体的最大应力不应大于下表所列数值。重要回路的硬导体应力计算，还应考虑共振的影响。材料硬铜硬铝钢最大允许应力137106（pa）69106（pa）157106（pa） （6）环境条件。选择主设备时，应按当地环境条件校核。当气温、风速、温度、污秽、地震、覆冰等环境条件超出一般电器的基本使用条件时，应通过技术经济比较后分别采用下列措施