本科毕业论文---水电站设计调节保证计算.doc

目 录
摘要 1
Abstract 2
第1章 基本资料 3
1.1地理位置 3
1.2流域概况 3
1.3水文 3
1.3.1气象特性 3
1.3.2径流 4
1.3.3洪水 4
1.3.4河流泥沙 5
1.4地形地质条件 5
1.5电站基本参数 6
1.5.1 电站动能参数 6
1.5.2 水库特性 6
1.5.3 泥沙特性 7
第2章 水轮发电机组的选择 8
2.1机组台数的确定 8
2. 2水轮装置方式及水轮机型号的确定 8
2.3水轮机主要参数的确定 9
2.3.1确定水轮机的转轮直径 9
2.3.2效率修正值的计算 9
2.3.3确定水轮机的转速 10
2.3.4确定水轮机的吸出高 10
2.3.5水轮机的检验计算 11
2.4蜗壳和尾水管的选择计算 12
2.4.1蜗壳的水力计算及外轮廓的确定 12
2.4.2尾水管主要参数的选择 14
2.5发电机外形尺寸估算 16
2.5.1主要尺寸计算 16
2.5.2外形尺寸估算 17
2.6调速器和油压装置的型式及尺寸的确定 18
2.6.1判断调速器的型式 19
2.6.2接力器的选择 19
2.6.3主配压阀直径的选择 20
2.6.4油压装置选择 20
第3章 电站枢纽布置 22
3.1电站厂房 22
2.2 开关站 23
2.3 引水系统 23
第4章 引水系统设计 24
4.1引水线路初拟 24

I

4.2进水口设计 25
4.2.1进水口型式的选择 25
4.2.2有压进水口位置、高程的确定 25
4.2.3进水口尺寸的拟定 26
4.2.4进口设备 27
4.3引水隧洞设计 28
4.3.1有压引水隧洞断面形式及断面尺寸 28
4.3.2隧洞衬砌的主要类型选择 29
4.4压力管道的布置 30
4.4.1压力管道类型的选择 30
4.4.2压力管道引进及供水方式  30
4.4.3压力管道直径、管壁厚度及抗外压稳定的计算 31
4.4.4压力管道抗外压稳定校核 32
第5章 水电站厂房设计 33
5.1主厂房主要尺寸的确定  33
5.1.1主厂房的长度计算 33
5.1.2主厂房的宽度计算 35
5.1.3主厂房的各层高程计算 37
5.2 副厂房布置 41
第6章 调压室设计 43
6.1是否设置调压室判断 43
6.2调压室位置的选择 43
6.3调压室的布置方式与型式的选择 44
6.4调压室的水利计算 44
6.4.1调压室断面面积的计算 44
6.4.2调压室最高涌波水位计算 46
6.4.3计算调压室最低涌波水位计算 46
第7章 调节保证计算 48
7.1调保计算目的 48
7.2调节保证计算的内容 48
7.3调节保证计算的标准 48
7.3.1转速变化率容许值 48
7.3.2水击压力容许值 49
7.4已知计算参数 49
7.5调节保证计算的过程 50
7.5.1在设计水头下甩全负荷的调节保证计算 50
7.5.2在最大水头下甩全负荷的调节保证计算 55
谢 辞 59
参考资料 60
外文文献 62
附录 71

II

XX水电站设计 （A方案）—— 调节保证计算
摘要
本设计第一章为电站基本资料，主要介绍了该电站的地理位置、水文泥沙、工程地质以及电站的基本参数。第二章是水轮机主要参数的确定，通过已确定的装机容量以及电站工作水头的范围确定水轮机的型号、台数和主要参数，蜗壳、尾水管的型式和轮廓尺寸，以及发电机、调速器等的选择。第三章为电站的枢纽布置，分别确定了主厂房和副厂房以及高压开关站的相对位置。第四章为引水系统设计，包括确定进水口、高压管道的的型式、尺寸以及高压管道的抗外压稳定分析。第五章为厂房设计，主要包括主厂房尺寸的确定、厂房内设备的布置、厂区枢纽的布置、厂房的结构布置和副厂房的布置等。第六章为调压室设计，包括调压室位置及型式的选择，调压室面积，最高、最低涌波水位的计算。第七章调节保证计算，包括设计水头下与最高水头下的调节保证计算。
关键词：水轮机选型；厂房设计 ；引水系统 ；调节保证。

1

Guanmenliang Hydropower Station (scheme A) —Regulation to ensure that the calculation
Abstract
The first chapter of this paper is the basic information for the power station,Introduces the basic parameters of the plant's location, hydrologic and sediment, engineering geology and plant. The second chapter is to determine the main parameters of the turbine, the turbine model is determined by the scope of the installed capacity and power stations working head has been determined, the number of units and the main parameters, volute, tail pipe type and outline dimensions, as well as a generator, governor other options. Chapter III power plant project layout, respectively, to determine the relative position of the main plant and auxiliary plant and high voltage switch stations.Chapter IV of water system design, including determining the type, size and resistance to outside pressure pipeline inlet pressure, high-pressure pipeline stability analysis. Chapter V of plant design, including the main plant to determine the size, arrangement of the plant equipment, structural arrangement and layout of the plant, such as plant vice-hub arrangement, plant.Chapter VI of surge chamber design, including the calculation of the location and type of surge chamber choice, surge chamber area, maximum and minimum water level surge waves.Chapter VII of the regulation to ensure that calculations, including under the design head and adjust the maximum head under the guarantee period.
Key words:Turbine Selection;Plant design;Diversion system;Regulation to ensure.

第1章 基本资料
1.1地理位置
XX水电站位于XX省XX县境内，地处鲜水河两源之一泥曲河上，下游为朱巴水电站，电站装机容量102MW，多年平均发电量4.04亿kW·h，年利用小时数3961h。坝址区位于XX县境卡娘乡XX大桥下游约3.5km河段，距下游的炉霍县城约45km，距道浮115km，距成都约660km，库坝区有通乡公路及林场专用公路，并在泥巴乡政府所在地附近与国道317线相接，交通较方便。从成都至炉霍有317国道直接相通，亦可经318国道在新都桥处经S215、S303省道到达。
1.2流域概况
鲜水河为雅砻江左岸的一级支流，古称鲜水、州江。上游分两源；主源称泥曲（又称泥科、泥渠河），发源于青海省达旦县青川交界处巴颜喀拉山南麓，源头多沼泽，泥曲河由北向南流。河长364km，平均比降5.9‰，集雨面积6876km2；次源为达曲河发源于甘孜县与石渠县交界的戈洛永扎那玛东西南坡，河长295km，平均比降6.1‰，集雨面积5543km2。两源在炉霍县城北汇合后称鲜水河。鲜水河由西北向东南流经仁达乡、孔色、在道孚县城下游折向南经瓦日、扎拖、瓦多乡等地，在雅江县城上游汇入雅砻江。鲜水河全长541km，河道平均比降13.9‰，流域面积19338km2。流域地理位置界于东经99°15′～101°27′，北纬30°12′～33°25′之间。
1.3水文
1.3.1气象特性
鲜水河流域地处青藏高原东缘的高山峡谷区，属川西高原气候，主要受西风环流和印度洋西南季风的影响，具有高原型季风气候特征。主要特点是：气温低，冬季长，无霜期短，降水少，干湿季分明；辐射强，日照丰富，风速大，气温随海拔的升高呈明显的垂直分布。流域内干、湿季分明：干季为11月至次年4月，受高空西风带南支气流控制，天气晴朗，气候干燥，多大风，降水少，多冰雹、雷电；5～10月为流域的湿季，由于南支西风急流逐渐北移到中纬度地区，与北支西风急流合并，西南季风盛行，携带大量水汽，使流域内气候湿润、降雨集中，雨量约占全年雨量的90～95%，雨日占全年的80%左右，并且日照少、湿度较大、日温差小。
XX电站的坝址区无气象站。鲜水河流域设有炉霍、道孚两个气象站，其中炉霍站位于炉霍县城，距离电站下坝址约39.1km，台站海拔高程3250.0m，与坝址区海拔高程接近，可以作为本阶段进行气象特性分析的依据站。
据炉霍气象站1957～2010年气象资料统计：多年平均气温6.6℃，极端最高气温31.2℃（2006年7月17日），极端最低气温-24.0℃（1989年1月19日）；多年平均降水量为675.8mm，最大日降水量为53.0mm（2001年7月20日）；多年平均相对湿度58%；多年平均蒸发量为1592.0mm；多年平均风速1.8m/s，历年最大风速21.0m/s，相应风向NW。
1.3.2径流
XX水电站坝址位于朱巴水文站上游约39.1km，集水面积占水文站控制面积的86.3%，因此可将朱巴水文站的径流成果按面积比换算至电站坝址。XX水电站上、下坝址距离仅2.5km，径流成果相近。XX水电站下坝址径流成果见表1-1。
XX水电站坝址径流成果表
表1-1
位 置
集雨面积
（km2）
项 目
均值
（m3/s）
各频率设计值（m3/s）
P=5%
P=50%
P=95%
XX水电站坝址
5921
年（6～翌年5月）
54.3
77.3
53.3
34.8
枯期（12～翌年4月）
20.2
27.8
20.0
13.8

1.3.3洪水
XX水电站坝、厂址设计洪峰流量计算采用朱巴站设计洪峰流量成果用面积比指数n=2/3次方搬移至坝、厂址处，XX水电站坝、厂址设计洪量计算采用朱巴站的设计洪量成果用面积比指数n=1搬移至XX水电站坝、厂址处，得到XX水电站坝、厂址设计洪水成果。由于本阶段泥曲河段无历史洪水资料，因此在XX水电站坝、厂址校核洪水基础上增加15%作为安全修正值。XX水电站坝、厂址设计洪水成果分别见表1-2、表1-3。
XX水电站坝址 设计洪水成果表
表1-2 流量： 洪量：亿
项目
设 计 值
P=0.05%
（加15%安全修正值）
P=0.05%
P=0.1%
P=0.2%
P=0.5%
P=1%
P=2%
P=5%
P=10%
P=20%
Qm
828
720
677
635
577
532
487
424
375
324
W1d
0.599
0.521
0.492
0.462
0.422
0.391
0.360
0.317
0.282
0.245
W3d
1.64
1.43
1.36
1.28
1.17
1.09
1.00
0.88
0.792
0.692
W7d
3.47
3.02
2.86
2.68
2.46
2.29
2.11
1.86
1.67
1.46

XX水电站厂址 设计洪水成果表
表1- 3 流量： 洪量：亿
项目
设 计 值
P=0.5%
（加15%安
全修正值）
P=0.5%
P=1%
P=2%
P=5%
P=10%
P=20%
Qm
686
597
551
504
439
388
335
1.3.4河流泥沙
鲜水河干流泥沙含量不大，悬移质泥沙侵蚀模数较小，据道孚水文站泥沙资料统计，多年平均含沙量315g/m3，多年平均输沙模数97.5t/(km2·a)。
1.4地形地质条件
水库正常蓄水位3385m，库区回水至尽达下游，库长约13.5km，河道弯曲，日结力背斜以上河段河流总体流向SE，日结力背斜～下坝址河流流向为WE。库岸多呈“V”型谷，河谷较狭窄两岸山体雄厚，岸坡坡度一般为35°～45°，左岸以基岩为主，右岸植被发育，以浅表层覆盖层为主。局部段分布第四系松散堆积体。库区阶地不太发育，仅见三处Ⅰ级阶地，拔河高约为4～10m，台面宽缓平坦，为基座阶地。库区两岸冲沟较发育，规模较大的有布维柯、甲柯沟等9条较大支沟，其中甲柯及其上游侧右岸一条小沟、指日沟和日则沟常年水系发育，沟谷深切，沟床纵坡降缓，沟岸岩体较破碎，分布较多坡、残积覆盖层。沟口未见规模较大的新泥石流堆积，主要为堆积的洪积扇。
XX水库为峡谷型水库，两岸山体雄厚，基岩大部分裸露，虽然工程区地震烈度较高，为Ⅷ度地震区，水库蓄水后，库水抬升较大，最大壅水高78m，但库内无区域性断层发育，且为变质砂板岩，水库蓄水后变质砂板岩蓄能条件差，渗透性总体较弱，水库蓄水后诱发地震的可能性小。
坝址为砂板岩地层，区内水文地质条件简单，根据坝区地下水的赋存条件，可分为第四系松散堆积层孔隙水和基岩裂隙水两种类型。第四系孔隙水主要分布于河谷地带的松散堆积物中，受大气降水、冰雪融水及两岸地下水补给，向河谷排泄。
1.5电站基本参数
1.5.1 电站动能参数
装机容量 102MW
枯水年枯水期平均出力 12.9MW
年利用小时数 3961h
多年平均年发电量 4.04亿kw .h
1.5.2 水库特性
正常蓄水位 3385m
死水位 3360m
校核洪水尾水位 3246.39m
设计洪水尾水位 3245.91m
正常尾水位(机组满发) 3243.49m
最低尾水位(一台机) 3242.61m
最大水头 142.3m
最小水头 98.6m
设计水头 118m
加权平均水头 123.7m
1.5.3 泥沙特性
多年平均含沙量 0.315kg/m3
汛期（6～9月）多年平均含沙量 0.481kg/m3
年平均过机含沙量 0.063kg/m3

第2章 水轮发电机组的选择
2.1机组台数的确定
水电站总装机容量等于机组台数和单机容量的乘积。在装机容量确定的情况下，可以拟定出不同的机组台数方案。当机组台数不同时，则单机容量不同，水轮机的转轮直径、转速也就不同，从而引起工程投资、运行效益、运行条件和产品供应情况的变化。
选择机组台数时，应对加工制造能力和运输条件、总投资、水电站的运行效率和运行灵活性，运行维护工作量的大小等因素进行综合考虑。本次设计次用3台102/3=34(MW)水轮机。
2. 2水轮装置方式及水轮机型号的确定
水轮机的装置方式可分为卧轴和立轴两种，其中卧轴布置方式布置简单，不需向下开挖但占地面积较大，一般用于小型电站或水头较低的贯流式水电站。立轴布置方式具有占地面积小的特点，但需向下进行较大的土石开挖，增加土建投资成本。为缩小厂房面积，高水头大中型电站一般均采用立轴布置方式。根据原始资料，本次设计电站的最大水头达142.3m，故应按照立轴方式布置机组。根据不同型式水轮机对水头适用范围的要求，混流式与斜流式水轮机可满足设计要求。同样工作参数下，斜流式水轮机的空化系数大于混流式，为防止空化，斜流式需要较低的安装高程，因此其开挖深度大于混流式；混流式水轮机的结构比斜流式简单、造价低、维护方便、运行可靠，所以本设计采用混流式水轮机。由水电站的水头范围(98.6m～142.3m)查水轮机的系列型谱，采用HLD06a水轮机，适用水头范围80m～150m。
2.3水轮机主要参数的确定
2.3.1确定水轮机的转轮直径
已知水电站水轮机出力为Nd=34000KW,取发电机效率ηd=95%,则发电机功率=34000/0.95=35800(KW)。
查《水电站机电设计手册》（９）P227表1-5得HLD06a型水轮机的参数： =0.25m，最优工况效率，限制工况效率86.8%，，,由于在限制工况处原型水轮机的效率要高于模型水轮机，所以初步假定原型水轮机在该工况点的效率为89%。
由和可得
(2-1)
故==1.95m，计算出的转轮直径应该符合水轮机转轮的标准尺寸系列。通常是选用比计算值稍大的标准直径作为水轮机的标准直径。查《水电站》（22）P76表4-6，取与之接近而偏大的标准直径D1=2.0m。
2.3.2效率修正值的计算
原型水轮机的最高效率为：
ηmax=1-(1-) (2-2)
式中，--模型机的最高效率
--模型机直径
--原型机直径
故 ηmax=1-(1-)=1-(1-0.91)×=0.941=94.1%
考虑到制造水平的差异，根据水轮机的标称直径去ε=1%；本设计中，认为原型水轮机所采用的蜗壳和尾水管与模型水轮机的相似，故取，则效率修正值由下式计算：
（2-3）
代入数值可得
=0.941-0.91-0.01-0=0.021
水轮机在限制工况点的效率为
η=+Δη=0.868+0.021=0.889=88.9%
与原来假设值接近,符合要求。
2.3.3确定水轮机的转速
因为可不予修正。所以取原型水轮机的最优单位转速和模型机的最优单位转速相同，即取=70r/min。
水轮机转速的计算公式：
（2-4）
式中，--单位转速
--加权平均水头
代入数值可得

查《水电站》（22）P77表4-7选用与之接近而偏大的发电机标准同步转速，取n=428.6r/min。
2.3.4确定水轮机的吸出高
根据所选的D1=2.0m、n=428.6r/min和水轮机的设计水头Hr=118m,可计算出设计工况点水轮机的最大单位流量和相应的单位转速。
根据式（2-1）得

由和可在《水电站机电设计手册》（９）P29，图1-33中查得对应的空蚀系数=0.052，从《水电站》（22）P52图3-16中可查出空蚀系数的修正值=0.02，由此可求得水轮机的吸出高为：
（2-5）
代入数值可得
=
2.3.5水轮机的检验计算
（1）水轮机出力检验计算
当n/1r=78.91r/min，Q/1max=0.80m3/s时，对应的模型机的效率ηM=0.868，原型机效率η=0.868+0.021=0.889，水轮机的出力为N=9.81×118×34.76×0.90=35771KW<35800KW，符合要求。
（2）水轮机的吸出高验算
计算出的吸出高=-2.11m>-4m,满足电站要求。
（3）工作范围的检验计算
在最大水头Hmax=142.3m时，有
在最小水头Hmin=98.6m时，有
在HLD06a型水轮机的主要特性曲线图上，分别画出Q/1max=0.80m3/s，n/1min=71.86r/min和n/1max=86.33r/min为常数的直线，这些直线所围成的阴影部分（如下图）就是水轮机的工作范围，其基本处于特性曲线的高效率区，符合设计要求。

图2-1 水轮机效率检验图
2.4蜗壳和尾水管的选择计算
因为水电站的水头H>40m,故应采用金属蜗壳，蜗壳包角为345°。
2.4.1蜗壳的水力计算及外轮廓的确定
已知最大流量Qmax=34.76m3/s，则蜗壳的进口断面流量为。
流速为
（2-6）
式中，K--流速系数，可在《水电站》（22），P95图4-21中查得K=0.82
故。
进口断面面积
进口断面半径为
则水轮机主轴中心线到蜗壳进口外边缘的半径为
（2-7）
式中ra--水轮机座环的固定导叶外半径，可在《水电站机电设计手册》（9），P128表2-16中查得Da=3.45m，Db=2.85m，K=100mm，r=200mm。
故
以每隔15°为一个计算断面，同理可以计算出各断面的外缘半径，计算表如下：
表2-1 蜗壳基本参数计算表
φi(º)
Qi（m3/s)
ρi(m)
Ri(m)
345
33.31
1.09
3.91
330
31.86
1.07
3.86
315
30.42
1.04
3.81
300
28.97
1.02
3.76
285
27.52
0.99
3.71
270
26.07
0.97
3.66
255
24.62
0.94
3.60
240
23.17
0.91
3.55
225
21.73
0.88
3.49
210
20.28
0.85
3.43
195
18.83
0.82
3.37
180
17.38
0.79
3.30
165
15.93
0.75
3.23
150
14.48
0.72
3.16
135
13.04
0.68
3.09
120
11.59
0.64
3.01
105
10.14
0.60
2.93
90
8.69
0.56
2.84
75
7.24
0.51
2.74
60
5.79
0.46
2.64
45
4.35
0.39
2.51
30
2.90
0.32
2.37
续表2-1 蜗壳基本参数计算表
15
1.45
0.23
2.18
0
0.00
0.00
1.73
将蜗壳各计算断面的外缘连接起来，便可得到蜗壳平面度的单线图，如图所示：

图2-2 蜗壳单线图
2.4.2尾水管主要参数的选择
尾水管的型式很多，目前常用的有直锥形，弯锥形和弯肘形三种型式。弯肘形尾水管不但可以减小开挖深度，而且具有良好的水力性能，效率可达75%~80%，本设计采用此种型式尾水管。
查《水电站机电设计手册》（9）推荐的肘管尺寸参数列于下表
表2-2 推荐的肘管尺寸参数
D1
h
L
B5
D4
h4
h6
L1
h5
1.00
2.6
4.5
2.72
1.35
1.35
0.675
1.82
1.22
依据上表，因为本电站水轮机的直径为2.0m由此可以确定各项数据如下：
表2-3 尾水管各项数据
D1
h
L
B5
D4
h4
h6
L1
h5
2.00
5.20
9.00
5.44
2.70
2.70
1.35
3.64
2.44
（1）进口直锥段
进口直锥段是一段垂直的圆锥形扩散管，其内壁设金属里衬，以防止旋转水流和涡带脉动压力对管壁的破坏，其单边扩散角θ的最优值为θ=7°~9°，本设计取θ=9°。
故，其中D3锥管进口直径，近似取转轮出口直径2.0m。

（2）中间弯肘段（肘管）
中间弯肘段常称为肘管，它是一段90°转弯的变截面弯管，其进口断面为圆形，出口断面为矩形。由于肘管形状复杂，所以肘管内一般不设金属里衬，所需具体参数见上表。
（3）出口扩散段
出口扩散段是一段水平放置、两侧平行、顶板上翘α角的矩形扩散管。其顶板仰角一般取α=10°～13°。当出口宽度过大时，可按水工结构要求加设中间支墩，支墩厚度，并考虑尾水门槽布置要求。设计中满足要求。
（4）尾水管高度
尾水管高度h是指水轮机底环平面至尾水管底板的高度，它是决定尾水管性能的主要参数。增大h可提高尾水管的效率，但将增加厂房土建投资；减小h会影响尾水管的工作性能，降低水轮机效率，甚至影响机组运行的稳定性。查《水电站机电设计手册》（9）取h=2.6D1=2.6×2.0=5.2（m）
（5）尾水管的水平长度
尾水管的水平长度L是指机组中心线至尾水管出口断面的距离。本设计取L=4.5D1=4.5×2.0=9.0（m）。
综上可画出尾水管的平面尺寸图，如下图：

图2-3 尾水管的平面尺寸图 单位(cm)
2.5发电机外形尺寸估算
2.5.1主要尺寸计算
（1）极距τ （2-8）
式中，sf——发电机额定容量；
P——磁极对数，本设计为７对；
Kj——系数，一般为8～10。
故
（2）定子内径Di

（3）定子铁芯长度lt
（2-9）
式中，Sf—发电机额定容量（KW）；
ne—额定转速（r/min）；
Di—定子内径；
C—系数，《查水电站机电设计手册》P160表3-5取C=5×10-6。
故
（4）定子铁芯外径Da(机座号)
因为ne>166.7r/min所以
2.5.2外形尺寸估算
（1）定子机座外径D1
300<ne<500r/min，D1=1.25Da=1.25×3.45=4.31（m）
（2）风罩内径D2
Sf>20000KW，D2=D1+2.4=6.71(m)
（3）转子外径D3
式中δ为单边空气空隙，初步估算时可以忽略不计
（4）下机架最大跨度D4
1000<Sf<100000KW，D4=D5+0.6,式中D5为水轮机基坑直径，查《水电站机电设计手册》（9）P162表3-6，D5=3000mm，D4=D5+0.6=3.6(m)。
（5）推力轴承外径D6和励磁机外径D7
推力轴承外径D6和励磁机外径D7可根据发电机容量从《水电站机电设计手册》(9)P162表3-7中查取。取D6=3000mm，D7=2000mm。
（6）定子机座高度h1
Ne>314r/min，
（7）上机架高度h2
，采用悬式发电机。
悬式承载机架h2=0.25Di=0.25×281.69=70.42（cm）。
（8）推力轴承高度h3，励磁机高度h4，副励磁机高度h5和永磁机高度h6
推力轴承高度h3，励磁机高度h4，副励磁机高度h5和永磁机高度h6可在《水电站机电设计手册》P163表3-8中选取，取h3=1500mm，h4=2000mm，h5=1200mm，h6=800mm。
（9）定子支座支承面至下机架支承面或下挡风板之间的距离h8
悬式非承载机架：h8=0.15Di=0.15×281.69=42.25（cm）
（10）下机架支承面至主轴法兰底面之间的距离h9
查《水电站机电设计手册》（９）取h9=1000mm。
（11）转子磁轭轴向高度h10
有风扇时：
（12）发电机主轴高度h11
h11=(0.7～0.9)H，式中H为发电机总高度，即有主轴法兰地盘底面至发电机顶部的高度。
H=h1+h2+h3+h4+h5+h6+h8+h9=326.31+70.42+150+200+120+80+42.25+100=1088.98(cm)。
取h11=0.7H=0.7×1088.98=762.29(cm)
（13）定子铁芯水平中心线至主轴法兰盘底面距离h12
h12=0.46h1+h10=0.46×326.61+269.95=420.05(cm)
发电机尺寸图如下：

图2-4 发电机平面尺寸图
2.6调速器和油压装置的型式及尺寸的确定
调速器一般由调速柜、接力器、油压装置三部分组成。中小型调速器的调速柜、接力器和油压装置组合在一起，称为组合式；大型调速器分开设置，称为分离式。
2.6.1判断调速器的型式
假设调速器为中小型，调速功
（2-10）
式中，Hmax——水轮机的最大工作水头，m；
Q—最大工作水头下水轮机发出额；定出力时的流量，m/s；
D1—水轮机转轮标称直径，m；
200～250—系数，本设计取200。
水轮机所需的调速功>30000N•m
调速功A已超出中小型调速器调速功的范围，假设错误，故本设计调速器为大型调速器。应计算主配压阀直径来选定调速器型号。
2.6.2接力器的选择
接力器的直径可近似用下列公式计算
（2-11）
式中，λ—计算系数，取0.032；
b0—导叶高度，m；
D1—转轮标称直径；
Hmax—水轮机最大水头。
已知Z0=16，查《水电站机电设计手册》（９）P254表6-4知，λ=0.032，=0.224,D1=2.0m，Hmax=142.3m故
根据计算的dD查标准接力器系列选相邻偏大直径dD=400mm。
已知a0max=22，D0m=290mm，Z0=16，Z0m=24，取D0=1.15D1=1.15×2=2.30m。

接力器最大行程Smax：
取
则两接力器的总容积Vs(m3)为：

2.6.3主配压阀直径的选择
已知Ts=4s，通过主配压阀油压管的流量为：
则主配压阀直径d(m)为：
（2-12）
式中，vm—管内油压的流速，取vm=2m/s。
故
由计算的d查《水电站》(22)P110表5-1，选择与主配压阀直径接近偏大的标准调速器DT-100。查《水电站机电设计手册》P267表6-7知：机械柜尺寸：，基础板尺寸：，电气柜尺寸。

图2-4 调速器外形尺寸图
2.6.4油压装置选择
油压装置的工作容量以压力油罐的总容积作为表征，压力油罐的总容积Vk为Vk=(18～20)Vs，取。
按计算的Vk=0.96m³，选择与压力油箱总容积相近偏大的标准油压装置YS-1.0型。查《水电站机电设计手册》（９）P295表6-15知压力油罐筒外径D1=930mm、基础架外径D0=1070mm、总高H=2457mm、筒高h=1694mm，回油箱油箱长度m=1916mm、油箱宽度n=1900mm、油箱体高k=890mm、油箱总高L=1535mm。
图2-5 YS型油压装置外形尺寸图
第3章 电站枢纽布置
3.1电站厂房
根据首部枢纽的布置，大坝为混凝土面板坝，溢洪道、引水隧洞、导流洞均布置在右岸，因此考虑把厂房布置在右岸。在右岸布置一支隧洞作为引水隧洞，其后靠近厂房位置设置上游调压室连接引水隧洞与压力管道，以减小水击压力，布置地面厂房。
本电站厂房有关的布置原则为：
（1） 要求电站进水口前水流平顺，无漩涡及横向水流。
（2） 当溢流坝与厂房段并列布置时，应尽量将前者布置在主河槽，以保证泄水顺畅。
（3） 为减少下泄水流对发电和航运的不利影响，常在溢流坝与其他建筑物之间设置导墙。
（4） 当河流含沙量大，坝前淤积严重时，应采取排沙措施，冲沙孔或排沙洞常布置在厂房进水口附近，其高程可根据运用要求来确定。应防止由于泥沙淤积造成尾水壅高，降低发电水头。
厂房布置平面上采用顺河流方向依次布置副厂房、主厂房和回车场。上游副厂房为钢筋混凝土预制框架结构，共分两层。第一层为实验室、修理间、电缆室、继电保护盘室、充电机室、蓄电池室、储酸室以及行人走廊等, 高程与发电机层相同。第二层为中央控制室、会议室、资料室和计算机室等。
主变压器布置应尽量靠近主厂房，以缩短昂贵的发电机电压母线长度，减小电能损失和故障机会，并满足防火、防爆、防雷、防水雾和通风冷却的要求，安全可靠。由于本设计挡水坝与厂房位置较远，选择将主变压器布置在厂房上游侧靠近厂房的位置。其高程与发电机层同一高程，设有运输轨道通往安装场。主厂房水轮机层以下大体积混凝土与大坝之间的接缝，采用了一般浇筑缝，缝为平缝，不留间隙，不设填料，以利于高尾不位时，厂坝间能互相传递部分水压力，作为厂房稳定安全的后备措施。
由于电站水头较大，采用包角为345度的金属蜗壳。
2.2 开关站
220千伏开关站，布置左岸,配电装置采用半高型布置，其构架采用田字形封闭式框架结构。一回进线，二回出线，间隔跨度为15米。
110千伏开关站布置在厂坝之间坝体平台上。配电站装置采用半高型布置，线线搭架采用双母线的高型构架，共有5个母线塔架和4个隔离开关构架。构架采用钢横担、钢塔头、水泥管塔身的混合结构。共有八个间隔，三个进线间隔，三个出线间隔，一个母线间隔，一个避雷器和电压互感器间隔。
35千伏开关站，布置在厂房左端，配电装置采用中型布置，构架采用户外高型布置为单母线，有一回进线和二回出线。站内为混凝土地面。
2.3 引水系统
引水系统由进水口、引水系统