1、精品完整版XXX水电站设计技术总结报告（此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！）XXX电站工程技施设计工作报告XXX设计院 目 录1 电站概况 32设计工作简述 33 电站技施设计依据 33.1 工程等别及建筑物级别 33.1.1 工程等别及建筑物级别 33.1.2 设计洪水标准 43.2 基本资料 43.2.1 水文、气象资料 43.2.2 特征水位及流量 43.2.3 泥沙 53.2.4 地质参数 53.2.5 地震设计烈度 63.2.6 主要建筑材料参数 63.2.7 安全系数 64工程总布置及主要建筑物 74.1首部枢纽布置及设计优化 74.1.1建筑物布置 74.1.2设计优
2、化 74.2 引水系统布置及设计优化 84.2.1建筑物布置 84.2.2设计优化 94.3 厂区枢纽建筑物布置及设计优化 104.3.1厂区枢纽建筑物 104.3.2设计优化 105水力机械、电工、金属结构及采暖通风 115.1水力机械 115.1.1电站概况 115.1.2电站特征水位 115.1.3水轮机工作水头 115.1.4水轮机型式、型号的确定 115.1.5发电机型式、型号的确定 125.1.6其它设备型号的确定 125.1.7油、水、气系统设备型号的确定 125.1.8主辅设备开启与关闭参数值的确定 135.2电工 145.2.1接入系统方式及主接线方案 145.2.2主要电气
3、设备的选择 145.2.3过压保护与接地 155.2.4电站自动控制 155.2.5继电保护 165.2.6二次接线及自动控制 165.2.7电气设备布置 175.3采暖与通风 185.3.1采暖 185.3.2通风 185.4金属结构 186消防 196.1火灾危险类别和建筑物耐火等级 196.2消火设施 197设计文件质量控制 198设计服务 198.1服务组织机构 198.2服务工作评价 209 附件 209.1设计机构设置及人员配置 209.2工程设计大事记 219.3主要工程平面布置图 211 电站概况xxx电站位于xxxxx水文站上游约1.1km。厂房距县城约47km。坝址以上流域
4、面积3069km，河道长130km。水库正常高水位3647.00m。总库容121万m，调节库容30万m，为日调节电站。溢流坝高11.7m，设计引水流量31.5m/s，设计水头21m，装机22500kW。坝址位于牙着库支流汇入xxx口下游附近，右岸引水渠道长3400m。前池长82m，压力管道长282.2m，保证出力2204kW。厂房装置两台HL240-LJ-160水轮机，装机容量5000kW。多年平均发电量3435万kWh。年利用小时6871h。2设计工作简述2006年3月18日，我院与xxx公司签订了xxx水电站技施设计合同。同年8月9日，工程开工，项目进入技施设计阶段。3 电站技施设计依据3
5、.1 工程等别及建筑物级别3.1.1 工程等别及建筑物级别xxx水电站属引水式电站，根据库容与装机容量根据中华人民共和国国家标准之防洪标准（GB50201-94）“水利水电枢纽工程的等别和级别”及中华人民共和国行业标准水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）之规定，以及审查批准的xxx水电站初步设计报告，本工程等别为V等小（2）型，其主要水工建筑物按5级建筑物设计，次要水工建筑物和临时建筑物均按5级建筑物设计。3.1.2 设计洪水标准根据防洪标准（GB50201-94）“水利水电枢纽工程的等别和级别”及水电枢纽工程等级划分及设计安全标准DL/T5180-2003之规定，首部枢纽、
6、厂区建筑物洪水标准见表1。 洪 水 标 准表1项 目设计洪水校核洪水重现期(年)流量(m3/s)重现期(年)流量(m3/s)首部枢纽30500100589厂区枢纽30500505383.2 基本资料3.2.1 水文、气象资料(1) 水文xxx水电站坝、厂址的各级频率洪水流量成果见表2。坝、厂址的各级频率洪水流量成果表表2站名Qp(m3/s)p=0.5%p=1%p=2%p=3.3%p=5%坝 址636589538500469厂 址636589538500469 (2) 气象xxx电站位于xxx但地势高亢，气候寒冷。xxx县城年平均气温3，11月至次年3月气温均在0以下。工程区气候与县城类似，河谷
7、高程相对较低，气温略高于县城。年降水量600700mm。3.2.2 特征水位及流量(1) 首部取水口正常运行水位3646.40m。上游设计洪水位3648.72m，相应流量Q=500m3/s。频率P=3.33%。下游设计洪水位3642.26m，相应流量Q=500m3/s。频率P=3.33%。上游校核洪水位3649.20m，相应流量Q=589m3/s。频率P=1%。下游校核洪水位3642.58m，相应流量Q=589m3/s。频率P=1%。电站满发引用流量31.5m3/s。(2) 厂房设计尾水位3615.40m。尾水设计洪水位3617.75m，相应流量Q=500m3/s。频率P=3.33%。尾水校核
8、洪水位3618.02m，相应流量Q=538m3/s。频率P=2%。3.2.3 泥沙坝址处多年平均输沙总量49.7万吨，其中悬移质41.4万吨，推移质8.28万吨。3.2.4 地质参数坝基河闸即均为弱风化板岩，坝基砼与弱风化板岩的抗剪摩擦系数f=0.48，抗剪断f=0.64,c=300KPa.,允许承载力为0.8MPa。厂房地基为弱风化板岩，允许承载力为0.8MPa。渠道0+0000+580：渠道布置在I级阶地上，地形较开阔平缓，不存在边坡稳定问题。0+0000+209位于砂砾卵石层，下伏为卵砾石混粘质砂土；0+2090+608位于细砂层，各土层均中等密实。0+5803+400：渠道沿II级阶地
9、前缘斜坡布置，其中0+5802+280位于斜坡下部近坡脚，2+2803+390位于斜坡中下部。整个斜坡植被覆盖较好，坡面总体平整，无沟坎分布，利于布置渠道。斜坡组成主要为中等密实的漂卵砾石夹砂，根据坡度及坡高，目前边坡是稳定的。2+2812+874通过小型浅层土体滑坡，该滑坡目前已趁于稳定。渠道基础可完全置于漂卵砾石夹砂及砂卵砾石，中等密实，体积较均匀，力学性能好，承载力完全能够满足要求。允许承载力为0.3MPa。前池在下坡上，前池持力层为中等密实之砂卵砾深层，允许承载力为0.3MPa。压管前段镇、支墩地基为中等密实之砂卵砾深层，允许承载力为0.3MPa。后段镇、支墩地基为弱风化板岩，允许承载
10、力为0.8MPa。电站场地及附近块片石、沙、卵砾石质量优而储量丰富、远距近，运输方便。技施设计依据初步设计阶段工程地质资料进行设计。工程施工阶段根据施工开挖的地质资料，作了部分设计修改。3.2.5 地震设计烈度根据国家地震局1/400万中国地震动参数区划图（GB18306-2001），工程区地震动的峰值加速度为0.2g，地震动反应谱特征周期为0.40s 0.45s，对应地震基本烈度为度。水工建筑物抗震设防烈度为度。3.2.6 主要建筑材料参数砼容重 24kN/m3 钢筋砼容重 25kN/m33.2.7 安全系数本电站的拦河坝和厂房均建于软基上，各建筑物的抗滑稳定均按抗剪公式进行计算。其抗滑稳定
11、安全系数分别按水闸设计规范（SL265-2001）和水电站厂房设计规范（SD335-89）取值，见表5。拦河坝和厂房抗滑稳定安全系数表表5荷载组合闸坝厂房基本组合1.201.15特殊组合()1.051.05特殊组合()1.001.00注： 特殊组合：适用于施工情况、检修情况及校核洪水情况； 特殊组合：适用于基本组合+地震情况。混凝土及钢筋混凝土的强度安全系数按水工钢筋混凝土结构设计规范中有关规定采用。4工程总布置及主要建筑物4.1首部枢纽布置及设计优化4.1.1建筑物布置根据初设报告选定坝线的地形、地质条件，考虑取水、防沙、泄洪的要求，来综合考虑首部枢纽的布置。坝址河段基本顺直。由于上游右岸一
12、冲沟横冲击之故，河床靠左岸，而右边之漫滩表面仅现巨石头、漂石，且高出枯水仅一米。右岸级阶地宽阔平坦，岸坡稳定。坝轴线基本垂直河岸。由左至右依次为：非溢流坝，溢流坝，两孔冲沙闸，进水闸。左岸非溢流坝长15米，最大坝高约14米，坝体采用砌石结构-C10细石砌MU30块石。坝上游面和坝顶采用C25硂衬面。采用C15硂作坝基，并上下游设1米深的齿槽。上齿上方作2.5米平台，可作帷幕灌浆压重并有利于架设灌浆平台，上面淤砂和水体有利坝体稳定。上下游面硂与砌体采用锚筋连接。溢流坝场47米。坝体成宽顶堰形，宽约3米。坝的上游坡上端垂直，下段折平，其目的在于增加压重，利于坝体稳定，并利于架设帷幕灌浆平台。此段中
13、上部采用W4F200C25硂。下游坡1:0.6，在坝址处用圆弧与护坦衔接，此部抗冲抗冻要求高，采用W4F200C25硂，面层作150mm厚C25钢纤维硂。坝底作W4C15硂，在坝踵和坝趾均设齿槽以利稳定。坝体采用砌石结构-C10硂砌MU30块石，并用锚筋与上下游硂连接。冲沙段长24.5米。设两孔冲沙27.5米 。在冲沙闸右侧与冲沙道轴线成30角，布置一孔进水闸3.83.8m。进水口前缘距冲沙道进口最近点20m，流道宽20米，正常水位是的引水平均流速0.175m/s，进水道底坎高程3640.61m。4.1.2设计优化首部枢纽的设计优化主要集中在防渗墙和地基处理上。（1）原设计方案根据根据坝址工程
14、地质情况，在原设计报告中对可能出现的管涌等渗透稳定和渗漏问题进行了防渗处理（以右坝肩垂直截水墙为主，结合水平铺盖的防渗体系）。（2）优化设计的提出要完成换填和截水墙墙处理工程，需形成深约1213m的基坑。这样工程投入较多，工期较长。为缩短工期，减少工程投资，经与业主多次协商，在技术可行的条件下，对防渗工程进行了优化。（3）主要优化措施取消垂直截水墙。优化前主要工程有右坝肩截水墙50m，后190m采用pvc防渗膜，高度7-8m。优化为取消右坝肩防渗体系。通过对坝上下游水位的复核计算，上下游最大水位差出现在正常蓄水工况，最大水位差约为10m，优化后地下不透水轮廓线（渗径）长52m，最大渗透比降为0
15、.1923，小于坝基岩体0.20.25的允许渗透比降，虽然两者基本相近，安全裕度较小，但可通过加强对渗流出口的反滤保护，解决渗径不够的问题。本电站坝基为中等透水层，渗透系数2.310-35.810-2cm/s，现取大值对坝基渗漏量进行计算。坝基透水面积约为600m2，渗流量Q0.348m3/s，此值占设计引用流量的1.1，占枯水期流量的3，由此看来，电站的水量损失较小，不会对电站的发电效益造成大的影响。4.2 引水系统布置及设计优化4.2.1建筑物布置引水系统主要由引水渠道、前池、压力钢管组成。（1）引水渠引水渠道开始于进水闸消力池后，止于前池前，长3400m。设计底坡为1/600,渠道内面墙
16、底为砼，糙率n=0.017。各种断面均作矩形，底宽3.8m，正常发电时水深3.1m，净空0.5m。前池前648m内，考虑机组甩负荷是雍水高1.08m，应相应增加净空。前段接地面高程约3650m，渠顶高程约3647m，因此深挖并且不宜浅填，采用断面C做重力墙砌石拱。气后超挖少，排水容易，渠顶复土500mm，因此采用断面A、B。在地形坡度较陡时，采用断面D、3、F.在斜坡较缓，渠基外边沿至稳定边坡水平距离不少于3m时，并且外渠墙埋深不少于3m，采用断面D，作组合切体渠墙。当上述条件不能满足，采用断面E，外渠墙作重力式（M7.5水泥砂浆砌MU30块石），重力墙墙基外边缘至稳定边坡距离不少于2m。在浅
17、层滑坡位置，渠线向级阶地偏移，削载稳定边坡，采用断面F。出断面C外，其他断面均复土500mm。（2）压力前池满负荷正常运行时之水位为3638.91m。因事故机组突然丢负荷时，溢流堰溢流0.89m，前池最高水位为3640.00m，池顶高程3640.60m。前池溢水流向厂房上游河床。设陡槽长32m，内空断面7x1.5m。陡槽底加糙，槽末进入消力池10m，再接48m泄槽，泄水入xxx。在消力池上，为防止泄水时溅水上桥而结冰，将桥面比路面提高一米，与10%路坡上桥。桥板作F200C25钢筋砼盖板通行车辆。进水平台设在池末，作正向进水，侧向冲砂。由于为双管双机，作二进水室，各宽3.2m。作W6F200C
18、25厚0.4m胸墙，墙前设3.2x5m拦污栅，墙后设3.2x3.2m检修闸门槽。检修门一扇，二槽共用。压管进口前设3.2x2.8m工作门二扇。（3）压力管道压力管道采用两管两机的供水方式，两管方案管径2500mm，进水室底板高程3631.29，考虑前池沉砂要求后，前池长52m，渠池渐变段长30m，进水室宽3.2m，加上上镇墩池尾控制部分长21m，前墙宽与池同。两管方案结构上简单，运行方便灵活，机组前不需蝴蝶阀，本站流量大，水头低，管道短，是较适合的。4.2.2设计优化引水系统设计优化主要反映在引水渠道衬砌结构的优化，以及压力管道材料的优化。（1）衬砌结构优化为加快工程施工进度和节约投资，对引水
19、明渠的断面结构进行了优化。初步设计断面为薄壁C20砼，优化后为m7.5砂浆浆砌块石衬砌，渠道地板厚30cm，边坡厚度根据地质情况厚30-50cm，m10砂浆抹面,每隔20m设一道收缩止水缝，缝宽2cm，沥青油毡嵌缝，并用m2.5砂浆填缝。优化后虽然缩短了渠道维护时间间隔，但大幅节约了投资，从使用年限与经济来说，总体上是经济合理的。（2）压力管道优化本电站为低水头发电机组，设计水头21m，采用两机两供发电，压力管道材料为16Mn钢管。由于水头低，钢管直径不大，因此，为节约投资，压力管道采用玻璃钢管，管径由原来的2.5m变为2.4m，支墩间距减半。玻璃钢管具有一定韧性，低糙率（约为0.0084）等
20、优点，改为玻璃钢管后，增加水头0.25m，比原年发电量提高约1%。4.3 厂区枢纽建筑物布置及设计优化4.3.1厂区枢纽建筑物本站装机22500 KW，两台HL240-LJ-160水轮机，两台SF2500-28/3250发电机。机组间距9m，主厂房长35.28m，进深13.39m。副厂房比主厂房长2.5m，宽7.7m，二层。上部建筑面积850。变压器两台，置于厂房南面地坪上。厂房位于级阶地，地形较宽阔平缓，不存在边坡稳定问题。因覆盖层厚度不大，基岩强风化层不厚，厂房基础完全置于弱风化板岩上，承载力较高，完全能够满足要求，地基中无软弱夹层及破碎带，稳定性能好。厂房对河床高差不大，开挖边坡不高，不
21、存在稳定问题。仅在厂西北面作局部堡坎。发电机层高11.3m ，设置20吨桥式起重机，地处8度地震区，故采用现浇钢筋砼框架结构。柱截面5501000mm，梁截面4001200mm。屋面结构为预制空心板。尾水渠宽18m,深3.5m,长38m。砌墙为浆砌块石挡土墙，渠底护M7.5水泥砂浆砌MU30块石厚500。4.3.2设计优化发电机层以上即高程3618.30以上的上部厂房混凝土结构优化为钢结构厂房，钢结构设计与制作又钢结构厂家完成。此优化既节约了工期，又使厂房美观。5水力机械、电工、金属结构及采暖通风5.1水力机械5.1.1电站概况电站开发方式为引水式，引用流量Q=31.0m3/s，额定水头21m
22、，电站装机2台，总装机容量5MW。多年平均发电量3435.5万kW.h，年发电利用小时数6871h，保证出力2204KW。5.1.2电站特征水位压力前池水位最高水位： 3640.00m正常水位：3638.91m最低水位：3637.54m尾 水 位设计尾水位：3615.40m设计洪水位：3617.75m最低尾水位：3615.00m5.1.3水轮机工作水头最大水头Hmax：22.33m额定水头Hp：21m最小水头Hmin：20.21m全年加权平均水头：22.11m5.1.4水轮机型式、型号的确定在本电站初步设计中选择的水轮机型号为HL240-LJ-160。在电站机组设备订货时，根据各水轮机厂的设计
23、制造特点。业主、厂家和设计三方在技术协调会上共同对本电站的基本参数与水轮机的型号进行计算分析比较，最终确定本电站的机组型号为：水轮机型号为：JP502-LH-160。5.1.5发电机型式、型号的确定在本电站初步设计中选配的发电机型号为SF-2500-28/3250，根据各水轮发电机厂的设计制造特点，由制造厂最终确定选配的发电机型号为：型号 SF-K2500-16/2600形式 悬式额定功率 2500kW功率因素 0.8额定电压 6300V额定转速 375r/min飞逸转速 945r/min惯性矩（CD2） 31.41tm25.1.6其它设备型号的确定1；水轮机调速器 WBCJ-2/2-4.0，
24、专用调速器2；桥式起重机 35t/5t 双梁单小车桥式起重机5.1.7油、水、气系统设备型号的确定5.1.7.1油系统（1）绝缘油系统；绝缘油主要用于变压器，由于现在的工艺水平较高，主变运行稳定，检修间隔时间长，对本电站不设绝缘油系统。（2） 透平油系统；透平油主要用于机组轴承润滑和调速器油压装置及球阀油压装置用油。设置1.5m3贮油罐2个；LY-100压力滤油机一台；ZJCQ-4真空滤油机一台；KCB-7.5R齿轮油泵一台。5.1.7.2水系统 （1）供水系统；主要用于机组技术供水，主要包括机组轴承冷却器，主轴密封供水，由于电站水头满足用水压力要求，直接从蜗壳取水，采用集中供水方式，设置两台
25、DLS80滤水器，相互备用，备用水泵兼作消防供水水源。（2）排水系统；主要用于机组技术排水，主要包括机组轴承冷却器，主轴密封，顶盖排水，等。厂房内所有的渗漏水排至集水井，集水井配置两台深井泵200RJC125-18抽水至尾水。5.1.7.3气系统低压气系统；低压气主要用于机组制动、检修吹扫用气，工作压力0.8MPa，低压气系统的主要设备有SF-1.2/8低压空压机两台，1.5m3贮气罐1个。5.1.8主辅设备开启与关闭参数值的确定5.1.8.1主要设备开启与关闭参数值的确定快速闸门关闭与开启时间1关闭时间5762秒现场试验最终确定2开启时间5762秒现场试验最终确定注：在机组转速下降到150
26、r/min时气制动投入。5.1.8.2辅助设备开启与关闭参数值的确定低压空气压缩机序号名称（或部位）整定值备 注1气罐过高报警信号0.83Mpa2空压机停止0.80Mpa3空压机起动0.70Mpa4气罐过低报警信号0.65Mpa5气罐安全阀动作0.85Mpa现场试验动作为准调速器1油罐过高报警信号4.2Mpa2油泵停止4.0Mpa3油泵起动3.6Mpa4油罐过低报警信号3.2Mpa5油罐低油压停机2.8Mpa现场试验可作调整6油罐安全阀动作4.5Mpa现场试验动作为准5.2电工5.2.1接入系统方式及主接线方案（1）接入系统方案根据xxx县地方电网现状，xxx水电站建成后，采用35kV电压一回
27、经卧龙二级水电站送电至城关变电站，与xxx县地方电网连接。（2）主接线方案电站装机二台，发电机电压侧采用两机两变、发-变组接线方式，35kV升高电压侧单母线接线，35kV出线一回。35kV母线接一台厂用变压器降压至0.4kV，二台机组6.3kV母线侧跨接一台厂用变压器，任何时刻只允许投入其中一段母线。（3）厂用电方案本电站配置2台厂用变压器。分别取自35kV母线、6.3kV母线。两台厂用变压器低压侧母线分段运行，两段母线（段、段）间设母联开关，装设备用电源自动投入装置，使两电源互为备用。（4）设计优化施工图设计阶段在接线方案上主要对厂用电获取方式作了优化。原初步设计方案为，厂用变高压侧分别接至
28、两台发电机出口母线上，该方案存在当只有一台机组运行或两台机组均停机时，厂用电必须由系统经主变降压后才可获得电源，供电可靠性不高，灵活性较差，同时又增加了经主变降压后的电能损耗。优化后，厂用电源分别由35kV母线、6.3kV母线获取，即35kV母线接一台厂用变压器降压至0.4kV；二台机组6.3kV母线侧跨接一台厂用变压器压至0.4kV，这样将有效克服原方案弊端，提高了厂用电供电的可靠性、灵活性，减少主变电能损失。电站建成后，其接线方案是经以上设计变更后的接线方案为最终方案。5.2.2主要电气设备的选择xxx县xxx水电站地处高海拔地区，主厂房海拔高度3618米，且昼夜温差大，工作环境较差，给运
29、行维护带来不便。因此，除主变压器外，高压开关设备均采用户内型；6.3kV、35kV配电设备均选用高原型户内配电装置。主变压器加强外绝缘，6.3kV厂用变选择环氧干式变压器，35kV厂用变选择户外油浸式变压器。设备选择均按正常工作条件选择，即设备的额定电压和额定电流均应大于最大工作电压和电流，以短路电流进行校核。5.2.3过压保护与接地（1）过压保护xxx水电站对雷电过压主要采用以下防护措施：直击雷的保护直击雷对电站的危害对象主要是厂区水工建筑物及升压站电气设备。对厂区主、副厂房等水工建筑物，按照房屋建筑的要求在屋顶设避雷带保护，避雷带与厂房保护接地系统连接。对升压站主变等户外设备设一根独立避雷
30、针保护。独立避雷针的接地电阻值应不大于10。如接地电阻不能满足要求时，可采用降阻剂降低接地电阻等措施，或者与电站保护接地网相连，但应符合规范的要求。雷电侵入波的保护在35kV母线、6.3kV出线母线上装设过电压保护器；架空线路进厂末端均装设过电压保护器，以阻止雷电波的入侵。（2）接地系统电站接地系统由专用接地扁钢焊接所形成的接地网构成。在主、副厂房和升压站的基础下面，以及尾水出口底板等处埋设水平接地带和垂直接地体，在主、副厂房的各层楼板内敷设水平接地网，各层接地网用扁钢连通，组成全厂主接地网。为了有效降低接地电阻，全厂自然接地体如压力钢管、进水口底板、闸墩钢筋及厂房混凝土结构钢筋等均与接地网焊接相连。总接地网电阻值应不大于4。独立避雷针采用独立的接地网。5.2.4电站自动控制该电站按“无人值班、少人值守”的控制方式设计，采用分层分布式全开放结构的计算机监控系统，系统由主控层和现地单元层组成。主控层由二台主站/操作员站、一台工程师站/通信工作站及网络打印服务器，打印机、网络设备等组成。负责管理全站的运行，实时监视与控制，设备运行统计记录及
