毕业论文-魏村西抽水站设计

魏村西抽水站设计`1目录第一部分泵站设计土建部分 31.1兴建缘由 31.2工程位置、规模、作用 31.3基本资料及工程设计标准 31.4工程布置和主要建筑物 51.5机电和金属结构 6 72.1设计流量的确定 72.2水位分析及特征扬程的确定 72.3工程设计等级 7 83.1方案比较 83.2方案的选择 4.1枢纽布置及站房结构型式 4.2引河及前池设计 4.3进水流道的设计 4.4出水流道设计 4.5上下游连接建筑物的形式和布置 4.6交通和附属建筑 5.1站房结构型式与布置 5.2站房平面尺寸的确定 5.3站房各部分高程的确定 5.4站房主要结构设计设计 315.5水泵工况点的校核 5.6防渗渗计算 395.7稳定计算 6.1基本情况 516.2底板弯矩计算 6.3配筋计算 7.1概况 7.2气象资料 62魏村西抽水站设计`27.3电源情况 8.1站负荷计算 8.2主变的选择 8.3供电母线的选择(35kV架空线的选择) 8.4主接线 9.1短路计算布置图 9.2各组件电抗计算 679.3短路点的短路电流计算 10.1计算简图 10.2启动压降的计算 11.1电动机回路电器设备的选择 11.36kV电压互感器开关柜的选择 11.46kV母线的选择 11.56kV母线支持绝缘子和穿墙套管的选择 11.6站变开关设备的选择 11.7变低压侧电气设备的选择 11.8主变高压侧电气设备的选择 11.935kV电压互感器开关柜的选择 11.1035kV侧站变的开关柜的选择 11.1135kV母线的选择 11.1235kV母线支持绝缘子的选择 12.1电动机保护 12.2主变的保护 魏村西抽水站设计3第一篇泵站土建部分毕业设计1综合说明1.2工程位置、规模、作用1.3.1自然条件1.3.2地质条件表1—1土层分布情况序号N(击)土层项高天然湿容重孔隙比量%C系数容许承载力灰黄、褐黄色重中粉质下部夹薄层砂壤土①V27.8~黄灰及灰褐色淤泥质中重粉质壤土，夹薄层粉砂，局部呈现互层状，含有机质②▽79灰黄及黄色中、重粉质③8▽灰黄色中、重粉质壤局部呈现互层状④▽灰黄及灰色轻粉质砂壤土，夹薄层重粉质壤土，局部呈现互层状，含白色云母片⑤V魏村西抽水站设计`4根据江苏省水利勘测总队《常州市魏村水利枢纽工程地质勘察报告(施工图阶段)》,站址处土层自上而下分布情况如表1—1。1.3.3水位特征值百年一遇最高高潮位7.45m50%频率高潮平均值4.94m97%保证率最低低潮位2.31m71年4～10月最低旬平均低潮位1.65m解放后出现的最高涝水位5.76m泵站开机灌溉时，站前高水位4.31m泵站开机排涝时，站前水位3.04m最低通航水位2.50m1.3.4设计参数泵站具有双向抽水要求，其抽水能力均为60m³/s,站上并附设汽-10,挂-80单车道公路桥一座。表1—2站身稳定计算水位组合工况计算工况长江内河(m)水位差(m)正向校核设计反向校核设计5表1—3泵站灌排净扬程工况计算工况长江内河(m)水位差(m)抽排涝水校核设计灌溉补水校核设计魏村泵站为二等大(2)型建筑物，工程级别为二级水工建筑物。地震：按6度考虑1.3.6气象资料风力：设计按8级风考虑，校核按10级风计算。极端最高气温：41℃;雷暴日数35日/年；1.3.7负荷类型1.3.8供电电源由位于站址西南的变电所架设10km专线供电。其输电电压为110kV或35kV两种。最大运行方式1.4工程布置和主要建筑物1.4.1站房形式及主要尺寸61.4.2进出水流道1.4.3进出水建筑物(1)上下游引河长江侧、内河侧引河均为底宽43.5米，高程v±0.00,边坡1:3(2)前池前池长22m,其中斜坡段14m,斜坡i=0.23。1.5机电和金属结构(1)主机泵安装2000ZLQ15—2.8轴流泵配套TDL215/21—24800kW电动机五台套，总装机容量4000kW,抽水能力75m³s。(2)变配电工程(包括套闸、节制闸和枢纽管理处用电)1.5.2金属结构设备上下游进出水流道均采用快速闸门，共16扇，进水流道选用QPPYII2x32—8型液压启闭机1072设计参数的确定由设计任务书可知泵站具有双向抽水的要求，其向长江抽排流量位75m³/s,向内河提灌流量为2.2水位分析及特征扬程的确定由表1-2的特征水位可推知泵站灌排净扬程，如表2-1所示。表2-1泵站灌排净扬程工况时期长江(m)内河(m)抽排涝水正常最大灌溉补水正常最大由于泵站以抽排涝水为主，故以抽水时的正常净扬程加上估计的水头损失所得水位进行机组的选型，以其最大扬程进行校合电机是否超载，并校合灌溉补水正常运行时工况点是否在高效区。2.3工程设计等级魏村西泵站为二等大(2)型建筑物，工程级别为二级水工建筑物。83.1方案比较由于该泵站以排涝为主，故以排涝水位进行选泵。初步估算水力损失为0.6m,则由H=H+so²由于只有一台原型泵即该泵站正在用的D=2.05m;n=187.5r/min可供参考，另配有南水北调工程所用的模型泵，故此处将选出一模型泵与正在用的原型泵进行比较。3.1.2方案一Q=75m³/s,n=5,则有选用三台泵泵的单宽流量Q=75/3=25m³/s,通过先选模型泵再根据相似条件得原型泵的尺寸。模型泵的选取：根据《水泵及水泵站》中水泵的相似律可知比转速是水泵进行分类和性能比较的综合判据，随着比转速的变化，水泵发生一些有规律的变化。故要使模型泵与原型泵具有相似的工况，应选比转速与原型泵相似的模型泵。由《水泵及水泵站》原型泵选用模型泵时应选择n,相近的，故选用一模型泵D=300mm,n=1450其在高效区时H=3.7m;Q=385L/s9若将叶片调至0°此时有H=3.2m;Q=370L/s原型泵与模型泵的n,近似相等。故该模型泵可选由《水泵与水泵站》中水泵的相似律知识有得D。=2.56m取为2.6m根据根据图3-1由模型泵转得到的原型泵性能曲线故可向厂家订购三台D=2.6m;n=150r/min原型泵，其在正常水位下运行时工况点在高效区,将模型泵的性能曲线转化为原型泵的性能曲线，如图3-13.1.4方案比较由《水泵及水泵站》中的水泵动力机配套知识有计算过程中参考图3-1由性能曲线可得在设计工况n=83.5%(A点)(2)五台2.05m的泵由性能曲线得，在设计工况，η=88%(A点)当H=4.04m时，η=79.6%,Q=21.0m³/s(BP>P₀₂图3-22000ZLQ15-2.8型水泵综合性能曲线3.2方案的选择根据《水泵及水泵站》中水泵选型有水泵选型的原则：1)充分满足一定的设计标准内供排水及灌溉要求；2)水泵在运行中效率高；4)机电设备及土建投资费用低；5)运行和管理和维修方便。水泵台数太少，机电设备运行效率高，管理人员和相对费用也较低，能源消耗和运行费用较省。但台数太少难以适应流量的变化要求，运行调度不方便，当水泵发生故障时影响较大。台数多，适应性强保证率高，但台数过多，水泵过小，效率过地能耗较高，运行成本高，不便管。大中型泵站一般取4~8台。故由配套总功率进行比较得选用五台的较为经济，另外从运输安装的方便性来看选用五台较为适中。3.3电机选型确定配套功率时，必须按照水泵工作范围内最大轴功率来计算。配套轴功率的计算式如下：其中N为水泵工作范围内对应的最大轴功率。(泵型的选择中已计算)根据前面的方案的比较已选择5台2.05m的水泵，其单台所需配套功率为598kW,为安全起见选择TDL215/21-24型同步电动机，其额定功率为800kW。电机得技术参数参数见下表：表3-1TDL215/21-24型同步电动机技术参数型号容量额定电压额定电流启动电流数额定转速6启动转矩额定转矩牵入转矩额定转矩最大转矩额定转矩励磁电压励磁电流符合系数4枢纽布置及进出水建筑物设计4.1.1枢纽布置(1)此站的泵站枢纽中泵站工程部分主要有：引河、前池、站房、出水池、输水河道。(2)站房的定位由《泵站工程》中站址的选择有1)站址应选择在排灌区内最优的地形位置上，对于排灌结合的泵站为了减少泄水建筑物的工程量，2)保证取水、排水方便；3)泵站站房应尽量设置在坚实的地基上，如遇流沙和淤泥层，应作必要的地基处理。4)泵站尽量建在交通便利初；5)站址地形要开阔，有利于泵站建筑物的布置与施工，有利于以后的改建；6)考虑综合利用的要求。根据以上的要求以及魏村水利枢纽处的地形，将站址选在得胜河东南侧地面高程为9.5m处。(3)泵站枢纽的布置度不大的场合。综合考虑各种因数魏村西站采用双向流道闸站结合型式。4.1.2站房结构型式因上文枢纽布置采用双向流道闸站结合型式，即站身直接挡水。故采用块基型泵房。综合考虑魏村西站采用块基型，平面蜗壳双向进水流道。4.2引河及前池设计4.2.1前池的型式由《泵站工程》前池分为两大类，即为正向进水式和侧向进水式。因此处不受地理条件的限制，为得到较好的水力条件采用正向进水式。4.2.2前池尺寸的确(1)为了进入流道的水流较为稳定，前池的前8米取为平直段(2)扩散角a由《泵站工程》可知扩散角是影响前池尺寸和水流流态的主要因素。扩散角过小会增大池长，工程量和造价也随之增大；扩散角较大，主流可能会产生脱壁、偏折，池内产生回流和旋涡，使池中水流不畅顺。根据有关试验和工程经验，前池扩散角采用α=20°~40°。(3)河底纵向坡度由《泵站工程》可知底坡过大会恶化水泵的进水条件，其次回增大水力损失，底坡过缓，则土方开挖量增大，综合水力和工程要求，池底坡度一般采用扩散角αε(20°,40),将前池的倾斜段长度L=14m,前池的宽度B=44m。由于流道底版垂直水流的长度为36.4m,进行底坡和扩散角的验算故底版设计满足要求，具体尺寸见图`图4-1前池尺寸图由魏村水利枢纽示意图知：下游的河堤有两曾不同的高程，分别为5.5m和7.5m;上游的河堤也有两层不同的高程，分别为6.0m和9.5m;上下游的河底高程都为0.0m,此处取引渠的护坡坡度为1:3。泵站段的引渠宽度已经确定为43.6m。其采用35cm的浆砌块石护坡，黄砂、块石各10cm。由以上的数据可得引渠的尺寸图图4-5引河断面尺寸图引河的尺寸应该满足过流能力，其流速应该满足不淤，不冲的要求。4.3进水流道的设计图4-6进水流道长度方向尺寸图由《魏村泵站双向进水流道设计》及《泵站工程》,可知其中h。为水泵叶轮中心线至水泵坐环法兰面的高度，对于一定的水泵其值一定。由叶轮直径D=2.05m,取为1.41m。h₁为喇叭管的高度，h,一方面影响流道高度，一方面影响水流条件。h,越大，流道出口的流速布越易得到调整，但增大h,的值又增大了H的值，根据经验平面蜗壳式双向进水流道，h₁/D=0.5魏村西抽水站设计`~0.65取h,=1.1m,有h₁/D=0.56。4.3.2喇叭管进口直径D,的确定有D₁/D=1.046平面蜗壳式双向进水流道B=(2.584.3.4进口段B=5.6m,进水流道的进口流速v=0.8∽1.0m/s,取为0.9m/s取为3.0m因进口要作成圆弧，高度可能略有变化。进口段盖板直线渐缩上翘角α=10°~30°设计中α应与出水流道扩散角，流道进口断面综合考虑，a太大易使流道长度过短，站房结构布置困难，此处取为12°。4.3.5流道长度流道长度流道的长度应根据土建设计和金属结构布置确定。此处考虑水泵层的主通道的宽度取为2.8m(符合运输最大件的要求),泵座部分所占的空间约为3.8m(由水泵的大小决定),由于上文中已确定进口的高度H和进口段盖板直线渐缩上翘角α,通过计算进水流道的长度即流道进口到叶轮中心线的距离为10m。4.3.6导水锥和喇叭管的线性设计由《泵站工程》中平面蜗壳流道的设计可知：绘出喇叭管和导水锥的形状曲线。可以选择一定的椭圆曲线或圆弧曲线，画出喇叭管和导水锥的曲线，然后在绘出流速变化曲线加以验证，也可以先假定流速的变化规律曲线，据此求出各过水断面的面积，由面积变化规律先初拟喇叭管的曲线，在求出导水锥的曲线。此处简化，直接根据有关资料确定大概满足要求的喇叭管和导水锥的曲线，不在用流速变化曲线进行验证。(1)导水锥的线型设计为了得到较好的流态，导水锥的线型采用1/4椭圆弧，取导水锥的下部直径与喇叭管进口直径相同即为3m,上部直径与水泵的轮毂直径相同即为0.65m。则有椭圆的方程为由椭圆方程可作导水锥的曲线。(2)喇叭管的线型设计喇叭管的线型同样采用1/4椭圆弧，同样以距泵轴所在直线1.5m垂直线为y轴，以叶轮中心线所在直线为x轴，则有椭圆的中心为(0,0),椭圆弧y轴方向的轴长b=h₁=1.1m则有椭圆的方程平面蜗壳式双向进水流道喇叭管与泵座直锥相切，由几何关系可得直锥方程为y=4.7x-1.8带入椭圆方程得(1.20+22.09a²)x²-17.672a²x+2.3244a²=0由相切关系得v=0则a=0.32m则有椭圆方程为根据椭圆方程可作1/4圆弧，即为喇叭管曲线。根据前面的计算设计得进水流道的立面尺寸如下。图4-8进水流道的具体尺寸图4.4出水流道设计由《泵站工程》平面蜗壳型双向进水流道可知平面蜗壳双向出水流道类似倒置的平面蜗壳进水流道，故只需求出以下的控制尺寸即可得平面蜗壳双向出水流道的尺寸图。4.4.1流道底版高程的确定由《泵站工程》,知：▽=Hmm-h,由有关资料知流道出口的淹没深度太大会降低出水池底板的高程，增加工程造价。淹没深度过小有可能产生汽蚀，影响流态。对于平面蜗壳双向出水流道根据大量的实验有：v,为出口流速控制在1.2m/s左右，此处取为1.2m/sh,=0.07∽0.15m取为0.14m取底版高程为▽=3.94-0.14=3.8m4.4.2流道的宽度为了上下的衔接，出水流道的宽度取同进水流道，仅是蜗壳壁面倾斜角o=40°。并且宽度方向中的a=1.3m,B=5.6m4.4.3中部高度的确定中部流速控制在1.5m/s左右，B=5.6m取为1.8m4.4.4流道出口高度的确定出水流道出口处的流速控制在1.2m/s左右取为2.3m此时的流速为1.22m/s4.4.5叭管进口直径D,的确定同进水流道4.4.6导水锥同进水流道4.4.7流道长度流道长度流道长度流道长度即流道进口到叶轮中心线的距离，具体计算过程同进水流道，最终取为10m。4.4.8导水锥和喇叭管的线性设计(1)喇叭管的线型设计采用1/4椭圆弧并以距泵座所在直线1.5m垂直线为y轴，以泵座所在直线为x轴，则有椭圆的中心为(0,0),椭圆弧y轴方向的轴长b=h,=1.2m则有椭圆的方程平面蜗壳式双向进水流道喇叭管与泵座直锥相切，由几何关系可得直锥方程为y=4.7x-1.88带入椭圆方程得0.81+22.09a²x²-17.67a²x+2.3244a²=0由相切关系得v=0则a=0.35m则有椭圆方程为根据椭圆方程可作1/4圆弧，即为喇叭管曲线，(2)导水锥的线型设计则有椭圆的方程为由椭圆方程可作导水锥的曲线。综合得出水流道的具体尺寸如下图-TT的图4-9出水流道的具体尺寸图4.5上下游连接建筑物的形式和布置4.5.1连接建筑物的布置由《水工建筑物》中两岸连接建筑物的知识可知：上下游翼墙的布置采用反翼墙的形式，所谓反翼墙是翼墙自底板向上下游延伸一段距离，然后转弯90°插入堤岸内，转弯圆弧的半径约为2～5m,为了使水流扩散均匀上下游翼墙每侧平均扩散角宜采用7°~12°,如θ>12°水流易脱离翼墙表面。由上面有关数据的限制初步设计反翼墙的延伸段到进水池的末端，而转弯圆弧的半径为2.4m,扩散角为12°。其布置基本能够满足要求。4.5.2两岸连接建筑物的结构形式和尺寸由《水工建筑物》可知：两岸连接建筑物主要是挡土墙。其形式有重力式、悬臂式、空箱式及连拱空箱式等五种。其中各种挡土墙的适用情况和经济高度不同。根据上游的地面高程为9.5m,下游的地面高程为7.5m,,根据总体布置图可知各挡土墙所需的埋深不同，故不同位置的挡土墙的高度不同。通过计算所需挡土墙的高度有；14m、12m、10.5m、8.5m、6.4m、4.3m。由于各种挡土墙的经济高度不同，故前4种高度选择选择扶壁式挡土墙，且用钢筋混凝土结构，后2种选用重力式挡土墙。由《水工建筑物》知：对于扶壁式挡土墙，直墙与底板所需要的厚度与扶壁间距成正比。对于钢筋混凝土结构，为了施工方便间距不宜小于30.m,一般为3.0~4.5m。为了适应不均匀沉降，可以把3~6跨作为一段，每段长10~20m,段与段之间设有沉降缝。扶壁厚度多为30~40cm,如扶壁很高，下部厚度可以适当加大。直墙顶厚一般为15~20cm,但不宜小于12cm。底板宽度为b=(0.8～0.9)h,前趾长度为(1/3～1/5)b,底板厚度为(1/10～1/12)n。对于重力式挡土墙，其各部分的尺寸在书中也有说明，此处不在详细说明。由上述的要求以及挡土墙所需的高度得各种挡土墙的具体尺寸。(1)H=14m的扶壁式挡土墙图4-10挡土墙尺寸(1)(2)H=12m的扶壁式挡土墙的扶壁式挡土墙40040004004000挡土墙尺寸(2)图4-12挡土墙尺寸(3)的扶壁式挡土墙的尺寸图4-13挡土墙尺寸(4)(5)H=6.4m的重力式挡土墙图4-14挡土墙尺寸(5)(6)H=4.3m的重力式挡土墙图4-15挡土墙尺寸(6)4.6交通和附属建筑由《水工建筑物》波高其中v为计算风速，D为吹程h=0.5×0.0166×10⁵⁴×0.167¹3=由《水工建筑物》,桥面高程较最高水位应有0.5m的安全超高，故桥面高程最低值由长江侧，内河侧最高水位分别为7.45m,5.76m,综合考虑节制闸等因素，站上附设汽-10、挂-80单车道公路桥一座，其中长江侧工作桥(公路桥)桥面高程v9.5m,与长江江堤高程一致，桥面宽5.0m;内河侧工作桥面宽1.35m,桥面高程▽8.0m,与电机层相平。4.6.2附属建筑节制闸闸孔净宽6+12+6=24m;边墩、中墩厚度1.5×4=6m,闸室长18m。泵站节制闸间以导流墩相隔。由《泵站工程》中站房的结构型式的内容可知大中型对进水条件要求较高，通常采用专门设计的有压进水流道取代其金属吸水管道或无压进水综上所述同时结合前面的流道设计，该站为立式轴流泵，平面蜗壳双向流道整体式泵房。5.1.2站房的平面布置(1)在机房的进线端另设配电间。这种布置不仅可以缩小机房跨度，而且使电机层显得整齐美观。设置在机房的一端，此处将它们设置在内河侧。孔的大小根据最大构件的外形尺寸决定。运输时的最大构件为叶轮，叶轮的直径为2.05m,考虑吊(2)楼梯的设计。楼梯的宽度考虑两个人通过时，通常不小于1100～1200mm,此处取b=1300m。平台的宽度b'>b,此处靠近吊物孔一端的平台b'=1500mm,靠近墙体一端的。考虑水泵层通道与其的连接的特殊性(具体的参看水泵层图),b'=2580mm。根据常用适宜踏步尺寸表以及楼梯的常见坡度范围为25°~45°,每跑通常为3~18步。此处楼梯的踢面高取为160mm,踏步宽为250mm,则坡度为32°。电机层到联轴器层设为二跑，每跑10步。联轴器层到水泵层设为四跑，每跑8步。(3)检修间的布置由《泵站设计规范》知大中型泵站检修间多置在机房的一端，长度等于机组中心距的1～1.5倍。因机组的中心距为7.6m,故此处取检修间的长度为8.1m。跨度同电机层。(4)拦污栅外，少用槽钢和角铁，以减小水头损失。拦污栅栅条的间隙，主要根据所在河流漂浮物的数量和类别决定；同时根据水泵口径参照有关规范决定。此处选取拦污栅时主要根据进水单流道的宽度和进口高度在《泵站毕业设计参考资料》下册中查得。由于魏村西站进水流道进口的H=3200,单宽B=2800mm,故所选的拦污栅的具体尺寸：B=2800,H=4000mm,栅格厚度t=18mm,栅格的净距b=50mm,栅格倾斜角0=90°,栅格形状断面系数β=1.60。5.2站房平面尺寸的确定站房的长度由于流道的宽度已知，B=5.6m中墩b=1m,边墩b=1.2m,因为有五台机组为防不均匀沉降分两条沉降缝，缝两端的墩厚1m,故站房总的长度L=36.4m。站房的跨度要考虑吊车的放置，吊车的跨度有一定的规格，此处选站房的跨度B=12m。5.2.1各类长度的确定(1)主厂房的长度由电机层平面示意图可见主厂房的长度包括各机组段长度的总和和检修间和楼梯间长度。图5-1站房平面示意图=(5-3)×6.6+2×4+2×7.6+9+3L。为包括缝墩的机组中心距，7.6mL为不包括缝墩的机组的中心距，6.6mn、n,分别为包括缝墩和不包括缝墩的中心距的个数(2)联轴器层的长度L₁、水泵层长度L₂由站房的纵剖面图可知联轴器层和水泵层都是比主厂房少一个检修间的长度，故有5.2.2各类宽度的确定(1)电机层的宽度的确定电机层的宽度主要由电机盖板直径和两个主通道组成。由于电机已定，其盖板的尺寸已定，此处为4.2m。根据《泵站设计规范》为了有足够的安装、维修空间，主通道的宽度不小于2.5m,同时考虑上部起重机的跨度都是有一定的等级(参考《泵站毕业设计资料》下册),一般为9.5m,10.5m等，故综合考虑取电机层的净宽为12m。(2)联轴器的宽度的确定由站房的剖面布置图得，此处将联轴器的净宽度设计成与电机层的净宽相等，即为12m(1)水泵层宽度的确定由站房的剖面图可知，流道的形状尺寸已确定了水泵层的宽度，流道总长为20m,两混凝土的厚度各为1m,得水泵层的宽度为18m。5.3站房各部分高程的确定5.3.1电机层底板高程的确定由《泵站工程》可知：电机层地面高程根据联轴器位置高程和电动机的轴伸长度决定，同时为了为了便于布置主机的通风道，考虑到安装、巡视、检查的要求，在决定电机层高层时尚要注意以下要求：(1)注意使排风道出口▽。高于进口最高水位，即先假定风道的高度为1m(根据经验偏大)=5.45+1=6.45δ为安全超高,此建筑物为二等建筑物由《水工建筑物》得6=0.5m(2)联轴器层的净空高度范围必须开门做通道以利安装、检查，并与开有吊物孔的机组位置连通，电机下部的净空高度也有一定的要求，如果此兼做巡回通道用，其净高不得小于2.0m,如不做通道用，也不得小于1.0m。8为安全超高，此建筑物为二等建筑物由《水工建筑物》得δ=0.5m(3)同时电机层的高程还要考虑上游高水位的影响，计算出上游的浪高，同安全超高比较，取值D为吹程D=5B=5×44.8=224m,B为河道平均宽度√为出口最高水位，7.45m由《泵站工程》知：水泵安装高程根据进口最低运行水位和水泵的汽蚀性能决定，有▽轮=▽%+H,√为进口最低运行水位Hs为水泵允许净吸程有此处由已选的泵型，根据厂家提供的数据，取▽=0.19m魏村西抽水站设计`由进水流道的设计过程中已经计算出叶轮中心到进水流道底板的距离H=3.41mH=1.2+0.5+2.8=4.5m取大值得H=6.62m即吊钩的最低的位置需比电机层地面高6.62m。5.3.7起重设备的选取(1)起重机的选取置每隔0.5m选定，主钩提升高度安装时将水泵转轮吊入水泵层的条件决定。吊运部件与固体物之间的距离，垂直方向不小于0.5m,水平方向不小于04m,吊车顶与厂房屋顶大梁之间的净距不小此站机房的跨度为12m,电机层到水泵层的高度约为9m,而最重件为导叶体重3.1吨。根据以上参数，考虑使用寿命和富余量选15/3电动双桥式电动机。其具体参数如下表表5—1,15/3电动双桥式起重机技术参数表起重量跨度起升高度中级工作制c=25%总容量主要尺寸置起升运行速度容量重量电动机起升运行付钩主钩主钩付钩主钩付钩小车大车起重机最大轮压、吊车起重机总重主钩付钩小车大车轨道面至起重机顶面距离操纵室顶面至主梁底面距离高念恶类通主钩付钩习3工工吨米米/分吨型号毫米习品(2)吊车轨的选用表5—2吊车轨的技术参数如表标准长度断面积单位长重量(公斤/米)高h底面宽b顶宽c腰厚d9另注：混凝土垫层与接头钢板总厚40mm魏村西抽水站设计`图5-2吊车轨的尺寸图(3)吊车梁的选择由《泵站工程》知吊车梁有T型截面梁、工字型截面梁、变截面梁。T型截面梁便于固定吊车轨道，具有较大的横向刚度，适宜承受吊车的横向水平制动力，而且设计和施工成熟。故此处选用T型吊车梁。由《泵站毕业设计参考资料》吊车梁的选与其所承受的荷载以及吊车的跨度有关，此处主要根据跨度选择。选用的吊车梁为DL-6Z表5—3,DL-6Z型吊车梁的技术参数如表量(t)内力:一根吊车梁梁重积(m)号号钢材用量Qtt总重量图5-3T型梁的尺寸图(4)起重机设备总体布置图图5-4起重机设备总体布置图5.3.8站房总的布置图通过计算吊钩的极限位置是距电机层地面6.62m,而所选的吊车其吊钩的极限位置是付钩距轨面0.52m,得轨面的最低高程√=6.62-0.052+8.0=14.568m;由吊车梁和吊车轨的技术参数知它们的总的高度H=0.9+0.16=1.06m,牛腿的最低高程V=14.568-1.06=13.51m,此处为了给运输操作留有较为方便的空间，取牛腿的高程为15.1m,;因吊车顶距轨面的距离H=2.047m,而轨面的高程可以计算即▽=15.1+1.06=16.16;得小于0.3m,故取屋面大梁底面的高程V=18.8m。至此站房各主要高程已经确定，即得站房剖面图。5.4站房主要结构设计设计5.4.1屋顶的设计由《泵站工程》机房通常采用坡屋顶及平屋顶两种型式。坡屋顶坡度较大，平屋顶坡度很小。(1)屋架屋面荷载由屋架承受并传给墙或立柱，屋架除承受屋面荷载外，还和立柱构成机房的刚架。由常见屋架型式表，根据跨度选择预应力钢筋混凝土梯形屋架。此屋架端部较高，自重大，跨度12、15m,适用于大中型泵房。(2)屋面板由《泵站毕业设计资料》可知屋面板有：预应力多孔板、钢筋混凝土槽形板、预应力槽形板。此处根据跨度选取预应力多孔板。为梯形屋架的具体构造如图图5-5屋顶构造图5.4.4风道的设计由《泵站毕业设计资料》中通风设备一节可知泵房的通风降温有两种方法即自然通风和机械通风。自然通风比较经济，因此应优先考虑。在大中型泵站中当自然通风不能满足要求时，才采用机械通风。魏村泵站设置机械通风，通风的形式为电动机局部通风，即把电动机封闭起来，热风经风道排出，不散发到室内，其降温效果好，而且经济。机械通风的计算内容包括选定风道截面，计算风压损失，最后由风压损失和通风量选择风机型号。此处仅计算风道截面。风道截面的计算每台电动机的热量g的计算η为电动机的效率；N为电动机的额定功率。Q=860×(1-0.85)×800=103泵房每小时通风质量G的计算tn-t当机械通风时取15～18°℃泵房每秒通风体积V的计算由于最热月平均气温为33.4℃,此时空气容重为1.152kg/mv=26857/(1.152×3600)=6.里通风机最近一段流速v为6∽12m/s,一般取为10m/s通风面积s=6.48/10=0.648m²初步选通风宽度B=(4.2-2.8)/2=0.7m则有风道高度H=0.64/1.4=0.457m,考虑余量取H=0.5m5.4.5辅助设备的选择和布置(1)技术供水系统本泵站主要用水对象有：主电机上、下油缸冷却器用水、水泵填料密封润滑用水、消防用水及厂房工作人员生活用水等，供水系统采用直接供水方式，设技术供水泵两台，放置于水泵层，互为备用。(2)排水系统排至排水廊道。机组检修时，由进水流道下埋设的DN250排空管道通过排水长柄阀控制将流道积水排检修结束后，通过平水阀、充水管将进水流道充水至工作水位，提起检修闸门。渗透排水选用100QW50-35-11潜水排污泵(Q=50m³/h,H=35r/min,N=11kW)2台套，互为备用，由液位信号器实(3)透平油系统主电机运行用油量约0.9m³,考虑补充备用油量，设容积为1.0m³的净油箱和污油箱各一只，油处理设备配有2CY-3.3/3.1-1型齿轮油泵一台，BASY1.8/280型移动式压力滤油机一台(配套烘箱一台),真空高压顶车系统由主设备生产厂家配套供应，当机组停机时间超过48小时以上，在开机前手动操作高压油泵将机组转动部分顶起，使推力轴承瓦面上形成油膜。(4)高压油系统本泵站叶片调节系统初定为液压全调节。全站4台机共用一套油压装置，型号为YS-4型分离式，设置两台V-1/40高压空压机通过高压气罐向压力油罐压气，互为备用，压力油管路采用无缝钢管。(5)水力监视测量系统台的微机数据采集系统，使泵站管理人员可以随时了解上述部位的压力情况，确保泵站安全经济的运行，并为以后的科研测试工作提供必要的数据和资料。5.5水泵工况点的校核水泵的流量随着扬程的变化而变化，当其他条件一定时，在确定的扬程下对应一确定的流量，这就是水泵的工况点，这个工况点必定是在扬程-流量曲线上，而具体是哪一点，还需根据进出水位差和管路性能决定。由水力学知识可以知道，管路的水头损失h,由两部分组成：沿程损失h,和局部水头损失h,,用其中ξ和ξ分别为沿程阻力系数和局部阻力系数。由于对一特定的流道，ξ,、1、A、g均为定植，所以s是一定植，称为管路阻力系数。把单位重量的水从进水池液面送到出水池液面需要的扬程称为需要扬程，用H,表示。而这个H,除了将水抬高一个高度H。即上下游的水位差，还要克服管路中的阻力，则有H,=H+SQ²,由该方程得到的曲线即为需要扬程曲线。工况点的确定即可通过在同一坐标纸上作泵的性能曲线H～Q,和需要扬程曲线H,~Q,则两曲线的交点即为泵的工况点，该点的参数反应了泵的工作情况。此处进行工况点的校核就是分别作出泵站不同灌排净扬程即抽排涝水的正常和最大净扬程下和灌溉补水的正常和最大净扬程下的需要扬程曲线，与泵的性能曲线相交，对交点进行工况校核。校核正常水位下水泵的工况点是否在高效区。最高扬程下电机是否超载。5.5.1水力损失的计算，(1)进水流道ab段为渐缩段首先将流道断面转化为圆管断面，即求出断面的水力半径，根据《水力学》中管道和明渠各种局部水头损失系数表查得对应的局部损失系数。魏村西抽水站设计`由表查得为特殊的环形进水段，段通过查〈泵站特性检测》可得： (2)出水流道同cd段h=0.032ij段为渐扩段首先将流道断面转化为圆管断面，即求出断面的水力半径，根据《水力学》中管道和明渠各种局部水头损失系数表查得对应的局部损失系数。由表查得(3)进出口的损失进口损失出口损失(4)闸门槽的损失由资料得ζ=015(5)拦污栅处的损失由流道的进口的尺寸选择栏污栅的尺寸为B×H=2800×4000mm²栏污栅的厚度t=18mm,栏污栅的净距b=50mm,拦污栅的倾斜角θ=90°,栅格的断面形状系数综合得h=0.004+0.032+0.239+0.239+0.032+0.005.5.2工况点的校核曲线的交点即反映了泵的工作状况，校核时即校核交点的工况。 表5—4表5—5故最高水位电机未超载，满足要求。表5—6最高水位时，由于其水位低于抽水排涝时的水位电机明显不会超载，故不在进行校核。综合以上各种情况的校核该水泵的工况点满足要求，即泵型的选择和流道的设计满足要求。5.6防渗渗计算主要参考〈水工建筑物>、<泵站工程>、<水闸设计规范》。魏村西抽水站设计`c为渗径系数对有反滤层壤土取为4;△H为上下游水位差，此处取最不利水位组合△H=4.95m。L≥L,故地下轮廓线的设计满足要求，即防渗长度满足要求。根据《水闸设计规范》,改进阻力系数法的计算步骤如(1)地基有效深度的确定因为不存在不透水层，因此需计算地基的有效深度T,(2)地下轮廓线的简化与分格(如图)图中的高程并不是实际的高程，而是取底板的高程为0.00,所得的相对高程。又-1.30又-0.00立-2.30ITV豆-12.60图5-7计算的地下轮廓及典型断图进口段内部垂直段水平段内部垂直段出口段(同进口段)(4)进口段的修正对于进出口有T'=11.1m;S¹=0.8m故进出口均要进行修正，即T'为齿墙底部至计算深度线的铅直距离。(5)防渗计算表5—7渗透压力计算表分段编号IⅡⅢV正向校核修正前h.(m)修正后h(m)正向设计修正前h.(m)修正后h.(m)反向校核修正前h(m)修正后h,(m)反向设计修正前h,(m)修正后h.(m)表5—8渗透坡降校核表格工况计算工况渗透压力出口坡降水平坡降正向校核设计反向校核设计L为除去进出口的渗径的长度；B为底板垂直水流的长度。查阅《泵站工程》对于重粉质壤土，有反滤层有故渗满足要求。5.7稳定计算所谓稳定，就是要求站房在外力和内部荷载的共同作用下，不发生倾覆、滑动和浮起破坏，即要求站房整体稳定。因此在初步拟定站房尺寸后，必须进行站房整体稳定计算。如果不能满足稳定要求，必须根据计算结果对站房布置和尺寸进行修改，满足稳定后在进行结构计算。站房稳定分析和一般的水工建筑物相同，包括：抗滑、抗浮和地基稳定校核。站房的荷载包括自重和活载两类。自重：站身自重；机电设备重量。活荷载：土压力；水压力；水重；浮托力；渗透力；浪压力；风雪荷载；地震荷载；人群、临时荷载。5.7.1部分重量的估算(1)进水流道闸门，其为潜孔式平面滚动闸门=0.073×1×1×1×7.5°*×5.(2)水流道闸门，其为潜孔式平面滚动闸门G=0.073K-K≈K₄F°”H…5.7.2站房重量计算以整体为计算对象，计算顺序从上到下。力的方向垂直向下为正，弯矩为到底板中心的弯矩，规定顺时针为正，逆时针为负。计算表格如下表5—9站房自重计算表魏村西抽水站设计`部位重量计算公式重量(kN)到底板中心的距离(m)力矩底板下土重00底板00边墩中墩隔墩24.5×[11.22×(25.2×0进水流道上底板00出水流道下底板00出水流道上底板00水泵层混凝土块00电机梁重00风道楼板重00电机层楼板重00屋架00连系梁00基础梁00立柱00牛腿00墙面0000窗户00吊车梁00吊车轨00起重设备00屋面板00屋面00电动机00魏村西抽水站设计`水泵00闸门00启闭机00启闭机梁00工作桥及栏杆00公路桥及栏杆0000拦污栅005.7.3泵房内的水重力的方向垂直于底板向下为正，弯矩为到到底板中心趾墙高程处的弯矩，顺时针为正，逆时针为负。具体计算如表表5—10站房内部水重计算表工况计算工况水重计算公式水重力臂弯矩正向校核设计反向校核设计5.7.4水平水压力根据《泵站工程》,站房所受的水平水压力即上下游的水平水压力之差，即有P=P-P₁y为水的容重，kg/m³;力以指向内河为正，弯矩为到到底板中心趾墙高程处的弯矩，顺时针为正，逆时针为负。具体计算如下表表5—11水平水压力计算表魏村西抽水站设计`工况计算工况水平水压力计算公式水平水压力(kN)弯矩正向校核设计反向校核设计5.7.5浮托力的计算托力。浮托力即站房排开的水体的重，与站房的具体形状有关，故具体的计算公式不在列在表中。表5—12浮托力计算表工况计算工况低水位三孔所受浮托力(kN)一孔所受浮托力(kN)正向校核设计反向校核设计5.7.6渗透压力表5—13渗透压力计算表工况计算工况力臂弯矩正向校核设计反向校核设计5.7.7雪荷载的计算由〈建筑工程规范》,雪压的计算公式如下c为屋面积雪分布系数，当屋顶的坡度小于25°时，C=1.0;s。为基本雪压，有《建筑工程规范》中的全国基本雪压分布图，查得常州地区的5.7.8屋顶风压的计算由《建筑工程规范》风荷载W的计算如下则有W=1.3×373×(36.4×1.65×1.3-36.4×0.55×0.1)/风压力对底板中心的力臂为25m风压力对底板中心产生的弯矩M=28.4×25652.5kN×m计算过程中取设计与校核风压相等。图5-8风压体形系数图注：由于雪压力和风压力在各个时期不变，故在稳定校核时将之入自重计算数据中。5.7.8其它荷载有前面计算出的浪高为0.4m,此处不在计算浪压力的影响。由于常州的地震等级为6度，故不考虑地震力的影响。5.7.9稳定计算因为分缝时将底板分为一个三孔和两个一孔，故计算时分别计算三孔和一个一孔的稳定。其所受的荷载即将以上所计算的荷载按长度比例分配，分配过程不在详写。(1)三孔的稳定计算三孔垂直水流的长度L=20.8m三孔所受的荷栽如表其中竖向力以向下为正，水平力以指向下游为正，力矩以顺时针为正。表5—14三孔受力汇总表工况工况自重水重浮托力渗透压力水平水压力力力矩m力力矩力力矩×m力力矩m力力矩正向校核0设计0反向校核0设计0完建期B为顺水流长度；L为垂直水流的长度：运行期弯矩为到到底板中心趾墙高程处的弯矩。顺时针为正，逆时针为负。竖向力以向下为正，水平力以指向内河为正。具体数据见表表5—15三孔稳定计算表工况计算工况K7正向校核设计反向校核设计ZM为对底板中心总的弯矩；K为抗滑系数，f底板与地基间的摩檫系数系数，对于壤土f=0.3此建筑物为二级水工建筑物，设计情况[K]=1.30,校核情况[K=]=1.15;[n]=1.6。故表5-15稳定计算表可得三孔的稳定满足要求。(2)一孔的稳定计算一孔垂直水流的长度L=20.8m一孔所受的荷栽如表其中竖向力以向下为正，水平力以指向下游为正，力矩以顺时针为正。表5—16一孔受力汇总表工况工况自重水重浮托力渗透压力水平水压力力力矩m力力矩力力力矩m力力矩正向校核0设计0反向校核0设计0完建期略大于180kpa但在安全要求范围内。L为垂直水流的长度运行期表5—17一孔稳定计算表工况计算工况Kn正向校核设计反向校核设计此建筑物为二级水工建筑物，设计情况[K=]=1.30,校核情况[K-]=1.15;[n]=1.6。故表5-17稳定计算表可得一孔的稳定满足要求。魏村西抽水站设计`6结构计算结构计算的任务为底板配筋作题的简化由于泵房的结构较水闸复杂，故计算过程中作了适当的简化。1,仅对三孔进行配筋计算，边荷载按相邻的一孔产生的地基应力计算。2,对于底板上部除墩子和底板的重量按单位长度计算，其余的重量按墩子的长度和宽度进行计算。3,计算时仅取一个板条。6.2底板弯矩计算单宽板条的选取：从上游的进水闸门槽向下游方向取单位长度。6.2.1运行期(1)均布力底板的地基反力p=-91.98kN/m渗透压力q₁=3.5549=8.kN/m浮托力q₂=(3.04+3.2+2)1×59.8kN/m 水重q₄=(7.45+3.2-21-83上部结构传给墩子的重量总重量G=39583kN由于稳定计算过程中已计算过各部分的重量，此处的计算过程略。墩子的自重G=24.5×1×12.72-9.8×8.44=228.9G=24.5×0.6×12.72-9.8×8.44=104.272kN(2)不平衡剪力的计算4(Fm+G₄)+3(Fm+G)+AQ+2L(q₃4×(270.8+228.9)+3×(162.57+104.2a)不平衡剪力的分配上面求得的不平衡剪力应由闸墩和底板共同承担，确定其数值时，可假定上述构件在顺水流方向为一受弯构件，闸墩和底板形成组合梁。因此一般按照受弯构件的公式来确定剪应力。式中，r。离断面形心轴为y处的任一点的剪应力；S,计算截面上(y坐标以向上为正)的面积对形心轴的面积矩；1整个断面对形心轴的惯性矩；b,x,离形心轴y处整个宽度b,上的剪力。在脱离体断面上，△Q及1均为常数，所以△Q/1也为常数，其值虽然影响剪力数值，但不影响剪力分布图形的形状，也不影响闸墩与底板所分配的剪力数值，故可令AQ11=1来绘制b,x,图6-2不平衡剪力分布图根据中心轴的定义即中心轴上下图形的面积矩相等，设中心轴到底板上表面的距离为n则有：此时以中心轴所在直线为x轴，y轴以向上为正。墩子部分面积矩的计算公式为底板部分的面积矩此时为计算方便，取y坐标向下为正，则有底板部分的面积矩为=122.则AQ=-975+918=-57分配给闸墩的不平衡剪力可近似按集中力考虑，分配给底板的不平衡剪力按均布荷载考虑。其中墩子的不平衡剪力按墩子的厚度分配给中吨和隔墩。(3)综合得底板所受的均布荷载因为运行期时对于壤土底板自重只有一部分对底板的变形产生影响，故此处减小自重使底板所受的均布荷载为零。(4)边荷载的影响三孔相邻左右两边均为一孔，此处将边荷载看成大小为一孔底板下面地基的平均地基应力的均布荷载。则有h,基础梁的高度，h=1.5m此处边荷载的作用长度L=7.8m故查表时弯矩系数M取为β为0.5和1.0的平均值。表6—1边荷载作用表ζM00(5)底板因上部荷载产生的弯矩表6—2完建期底板上部荷载M计算表aζ0000000000魏村西抽水站设计0000000000ζa运行期弹性地基梁的荷载图图6-3运行期弹性地基梁的荷载图中力的单位为kN,均布荷载的单位为kN/m。(6)各种荷载产生的弯矩各种荷载产生的弯矩如计算表6-3表6—3运行期弹性地基梁弯矩计算表荷载ζ90000000000魏村西抽水站设计0000000000ζ荷载F96.2.2完建期(1)均布力底板的地基反力p=-164kN/m(2)集中力由于稳定计算过程中已计算过各部分的重量，此处的计算过程略。F=270.8kN墩子的自重4(F甲+Gm)+3(Fm+Gm)+△Q+2L(q-p)=04×(270.8+311.6)+3×(162.57+187)+△Q+20.8×(36分配给闸墩的不平衡剪力可近似按集中力考虑，分配给底板的不平衡剪力按均布荷载考虑。其中墩子的不平衡剪力按墩子的厚度分配给中吨和隔墩。(4)综合得中墩处的集中力N=270.8311-.61F8.8kN底板所受的均布荷载(5)边荷载的影响表6—4完建期边荷载作用计算表ξM00各种荷载产生的弯矩图6-4完建期弹性地基梁的荷载图中力的单位kN,均布荷载的单位为kN表6—5完建期弹性地基梁弯矩计算表荷载ζFFq9边00000000000000000000000000注：上面表格中力的单位为kN,均布荷载的单位为kN/m,弯矩的单位为kN/m6.3配筋计算魏村西抽水站设计`魏村西抽水站设计第二篇泵站电气部分课程设计资料7原始资料一座拟建中的泵站，主电动机的技术参数如表所示。通常5台主机同时运行时，泵站年最大负表7-1主电动机技术参数表型号容量额定电压额定电流启动电流数额定转速6启动转矩额定转矩最大转矩额定转矩励磁电压励磁电流符合系数最热月平均最高温度：3极端最高气温：41℃;雷暴日数35日/年；由位于站址西南的变电所架设7.7km专线供电。其输电电压为110kV或35kV两种。最大运行方式时变电所馈电母线的短路容量800MVA,最小运行方式时为600MVA。泵站在计费计量点的功率因数不8主接线设计8.1.1主电动机的计算负荷P.为主电动机的额定电压，kW:Cosφ₄为主电动机的功率因数K主电动机的负荷系数，根据P/P.查得，Pg为水泵轴功率，kW;8.1.2站变的选型选择两台变压器，35kV的挂一台，6.3kV的挂一台。站变的技术参数如表8-1所示表8-1站变技术参数表型号容量额定电压阻抗电连接标号空载电高压低压空载负载48.1.3全泵站负荷统计具体计算如下表8-2表8-2全站负荷统计表负荷名称平均功率因素(cosφ)平均功率因数角的正切计算负荷有功功率无功功率视在功率站用电计算负荷2号站变损耗主机计算负荷0.9(超前)主变低压侧负荷主变损耗主变高压侧负荷因为主变尚未选出，其功率损耗可近似地按下式求得AP=0.02S=0.02×307其中n压器的台数S为变压器低压侧总的计算负荷1%为空载电流与额定电流的百分比U,为变压器阻抗电压与额定电压的比值8.2主变的选择前面已算过主变低压侧的容量为3331.7kW,考虑余量选择容量为4000kVA。由于现在有载调压越来越普遍，此处选择可进行有载调压的主变。主变的技术参数如下表8-3表8-3主变技术参数表型号容量)额定电压(kV)阻抗电压连接标号空载电高压低压空载负载678.3供电母线的选择(35kV架空线的选择)根据要求初步选择LGJ-70型架空母线，具体计算校核见表8-4。表8-4架空母线校核计算表计算内容计算公式计算电流(A)供电导线截面积(mm²)式中J为经济电流密度导线电阻和电抗(Ω)按允许截流量校验导线按电压损失条件校验导线8.4主接线主变 9短路电流计算9.2各组件电抗计算Ua=37kV,I₄=1.56kA;Uan=6.3kV,I=9.16kA;U=0.4kV,I=144.3kA组件名称给定参数阻抗标么值同步电动机(水轮发电站变2站变1主变35kV架空线L=10km架空线魏村西抽水站设计`系统阻抗大运行S=800MVA小运行Sc=600MVA9.3短路点的短路电流计算9.3.1最大运行方式下(1)系统供给的短路电流短路计算的等值电路图如下图9-2最大运行方式下短路计算简图具体各点短路时短路电流计算如表3-2表9-2各点短路时短路电流计算表计算短路点计算电抗Zx.高压i=2.551”低压i=1.841”高压i=2.551”低压i=1.84I’s”(2)电动机的反馈电流计算电动机的反馈电流时必须以电动机的额定功率作为基准容量，则有9.3.2最小运行方式下图9-3最小运行方式下短路计算简图此处只计算1”,用以校核仪表的灵敏性。具体计算如表3-3各点短路时短路电流计算表表9-3各点短路时短路电流计算表魏村西抽水站设计计算短路点计算电抗Zx.10泵站机组的启动计算图10-1启动计算简图10.2启动压降的计算基准容量取为主变的容量4MVA,基准电压取为U₄=U=6.3kV11电气设备的选择11.1.1开关柜的选择为了留有余地，取主电动机回路工作电流等于主电动机的额定电流，即1=I,=93A,电动机的额定电压为6kV,故选择JYN2-10/Z10TTh型开关柜。开关柜中的主要电气设备有ZN7—10C/630—16型真空断路器，150A,10kV浇注绝缘LQJC-10-0.5/3-150型电流互感器，FC3型避雷器。11.1.2电动机回路主要电气设备的选择(1)真空断路器的选择主电动机回路装设真空断路器，取主电动机回路工作电流等于主电动机的额定电流，即¹=t+1=0.06+0.065=0.12短路热稳定计算时间¹=1+1+1m=0.6+0.065+0.04选用ZN7—10C/630—16型真空断路器表11-1ZN7—10C/630—16型真空断路器技术数据额定电压(kV)电压(kV)额定电流断电流(kA)额定短路电流开断次数(次)额定短路关合电流(峰值.kA)动稳定电流(峰值.kA)4s热稳定电流(有效值，kA)合闸时间不小于(s)6对所选择的开关进行校核表11-2主电动机回路开关设备的校核计算数据技术参数参数计算值额定参数断路器6Q(kA².s)其中T。——短路电流非周期分量热效应时间常数，一般可取0.05s。真空断路器选配CD10I型操动机构。(2)主电动机回路电流互感器的选择电流互感器装在A,C两相上，如图为测量仪表和继电器电流线圈接到电流互感器的原理接线图，选用具有两个铁芯的电流互感器，以便把测量仪表和继电保护两种电路分开。图11-1测量仪表和继电器电流线圈接到电流互感器的原理接线图选用150A,10kV浇注绝缘LQJC-10-0.5/3-150型电流互感器。接测量仪表的副绕组在1级准确度下，其额定负荷Z=0.6Ω。表11-3LQJC-10-0.5/3-150型电流互感器技术参数表型号短路稳定电流1s热电流(有效值、kA)动稳定电流(峰值，kA)测量仪表电流线圈消耗的功率，见下表11-4:表11-4主电动机回路电流互感器二次负荷仪表名称型式A相C相中性线电磁式电流表 功率表功率因子表合计从表中可以看出A相电流互感器的负荷最大。取I₂=5A,接触电阻R。=0.12,计算A相电流互感器与测量仪表之间的连接导线的容许电阻(设仪表电流线圈cosφ=1)。假设中性在线的负荷等于A相负荷(偏于安全),则R,=Z,=Z-(KZ,+Z,)=0.6-(√5×0.198+0.1)=0.157其中K为连接导线接线系数与表计接线系数，查表可得。由于电流互感器到控制测量仪表之间连接导线的长度L=30m(单向长度),采用铜芯电缆。当电流互感器接成不完全星形时，连接导线的截面积S应满足下式要求：其中p—为连接导线的电阻率，铜芯线为1.75×10*Ω·m取s=6mm。计算数据和选用的电流互感器的参数列于表11-5,选择结果，满足选择条件要求。表11-5主电动机回路电流互感器选择计算数据技术参数参数计算值额定参数LQJC-10-0.5/3-150电流互感器魏村西抽水站设计`Q(kA².s)表11-6电力电缆选择表校核条件VV-10型电力电缆参数工作压力工作电流热稳定魏村西抽水站设计经济电流密度电压损失取0.2t=t+t+1=0.06+0.065+0.04=0.165取0.2从表中可见全部符合条件。根据主要电气设备的接线选择JYN2-10/20TTH型开关柜。开关柜中的主要电气设备有JDZJ-6型电11.3.2主要电气设备的选择(1)电压表的选择6kV电压互感器是用来给测量仪表，继电保护和绝缘监察装置提供电压信息的，所以选择变比为单JDZJ-6型电压互感器三台，由于6kV电压互感器并未接入记费用的电度表，所以可以在1级的准确度下工作，其额定容量S₂=80VA,下图为测量仪表和电压互感器的接线图，JDZ6-6的技术参数见下表表11-7JDZ6-6的技术参数魏村西抽水站设计`额定电压(V)额定频率二次绕阻在相应准确级下的额定绕组的连接标号高压低压13图11-3测量仪表和电压互感器的接线图电压互感器副边负荷分配列在表11-8:表11-8电压互感器的负荷分配仪表名称仪表中电压线圈数目仪表数目每只仪表功率仪表的cosφ每只线圈总计有功功率表261功率因子表25电压表11电压表(测量电压)131根据表中资料求出互感器总负荷因此按照容量条件选择电压互感器，满足要求。(2)熔断器的选择在电压互感器的原边电路中，选配RN,-10/150型熔断器三个。该型号熔断电流为12KA,而泵站魏村西抽水站设计`额定电压额定电流最大开断电流(有效值，kA)最小开断电流(额定电流倍当开断极限短路电流时最大电流(峰值，11.3.36kV电压互感器开关柜的一次接线及主要设备校核条件铜母线参数工作电流魏村西抽水站设计'经济电流密度共振现象=278.7Hz则β=1式中：r,=0.289·动稳定t=t+1+1=1.2+0.065+0.04=1.305,取28则11.56kV母线支持绝缘子和穿墙套管的选择表11-11支持绝缘子选择校验条件计算数据ZNA-6MM型绝缘子参数工作电压可见，都符合选择条件11.5.2穿墙套管的选择选择GN15-10Q/630-20型穿墙套管，具体技术参数如表11-13表11-12穿墙套管的选择计算数据技术参数参数计算值额定参数611.6站变开关设备的选择11.6.1额定电流的确定初步选择同电动机回路的开关柜即JYN2-10/Z10TTh型开关柜，选用ZN7—10C/630—16型真空断路器，150A,10kV浇注绝缘LQJC-10-0.5/3-150型电流互感器，选择变比为单相三绕组JDZJ-6型电压互感器三台。11.6.2开关设备的选择校核计算数据技术参数参数计算值额定参数断路器6故开关设备的选择满足要求。i=2.55I"=2.55×8.75=22.31kA其中其中计算数据技术参数参数计算值额定参数LQJC-10-0.5/3-150电流互感器6一11.6.36kV站变的开关柜的一次接线及主要设备一图11-56kV站变的开关柜的一次接线及主要设备11.7变低压侧电气设备的选择为了留有余地，取5台主电动机及站变的工作电流等于主电动机的额定电流，即由额定电流与额定电压选择JYN-10/40型开关柜，其中主要的电气设备有ZN4-10C型真空断路器，LDZJI-10型电流互感器，HY5W-7.6/30型避雷针。11.7.2主要电气设备的选择t=t+1g=0.06+0.065=0.125s短路热稳定计算时间选用zNt=1+1+1m=0.6+0.065+0.28-10Ⅱ/1000型真空断路器表11-15ZN4-10C型真空断路器技术数据压kV)最高工作电压额定电流(A)额定短路开断电流额定短路电流开断次数(次)额定短路关合动稳定电流(峰值)4s热稳定电流有效值合闸时间不小于(s)分闸时间不大于(s)具体校核见下表表11-16主变低压侧开关设备校核计算数据技术参数参数计算值额定参数ZN4-10C真空断路器6故开关设备的选择满足要求。表中真空断路器和隔离开关，分别选配CD101型和CS18型操动机构。电流互感器装在A,C两相上，为测量仪表和继电器电流线圈接到电流互感器的原理接线图同图5-1,,选用具有两个铁芯的电流互感器，以便把测量仪表和继电保护两种电路分开。选用LDZJI-10型电流互感器。接测量仪表的副绕组在1级准确度下，其额定负荷Z。=0.6Ω。测量仪表电流线圈消耗的功率，见表11-18表11-17主变低压侧电流互感器二次负荷仪表名称型式负荷(Q)A相C相中性线电磁式电流表—功率表功率因子表合计从表中可以看出A相电流互感器的负荷最大。取I₂=5A,接触电阻R=0.12,计算A相电流互感器与测量仪表之间的连接导线的容许电阻(设仪表电流线圈cosφ=1)。假设中性在线的负荷等于A相负荷(偏于安全),则其中K为连接导线接线系数与表计接线系数，查表4-15。由于电流互感器到控制测量仪表之间连接导线的长度L=30m(单向长度),采用铜芯电缆。当电流互感器接成不完全星形时，连接导线的截面积S应满足下式要求：计算数据和选用的电流互感器的参数列于表11-18,选择结果，满足选择条件要求。表11-18主变低压侧电流互感器选择校核计算数据技术参数参数计算值额定参数LQJC-10-0.5/3-150电流互感器6 11.7.3主变压器低压侧开关柜的一次接线及主要设备图11-6变压器低压侧开关柜的一次接线及主要设备11.8主变高压侧电气设备的选择11.8.1开关柜的选择为了留有余地，取主电动机回路工作电流等于主电动机的额定电流，即根据以上计算以及主要电气设备的接线选择JYN1-35(F)4011.8.2主要电气设备的选择(1)断路器变主保护动作时限1。=0.06s,后备保护时间t,=0.6s,则断路器实际开断时间t₄=t+t=0.06+0.06短路热稳定计算时间选用zN12-35/1250型真空断路器表11-192N12-35/1250型真空断路器技术数据额定电压最高工作电压额定电流额定短路开断电流额定短路电流开断次数(次)额定短路关合电流(峰值，kA)动稳定电流(峰值，kA]4s热稳定电流(有效值，kA)额定电容器组开断电流(A)合闸时间不小于分闸时间不大于魏村西抽水站设计`表11-20主变高压侧开关设备选择计算数据技术参数参数计算值额定参数2N12-35/1250断路器Q(kA².s)表中选用400A,35kV浇注绝缘LCZ-35Q型电流互感器。接测量仪表的副绕组在I级型号短路稳定电流1s热电流(有效值，kA)动稳定电流(峰值，kA)测量仪表电流线圈消耗的功率，见表11-22:表11-2235kV侧电流互感器二次负荷仪表名称型式负荷(Q)A相C相中性线电磁式电流表/功率表/功率因子表//合计从表中可以看出A相电流互感器的负荷最大。取I₂=5A,接触电阻R。=0.12,计算A相电流互感器与测量仪表之间的连接导线的容许电阻(设仪表电流线圈cosφ=1)。假设中性在线的负荷等于A相负荷(偏于安全),则R,=Z,=Z-(KZ,+Z)=0.6-(V3×0.198+0.1)=0.157Ω其中K为连接导线接线系数与表计接线系数，查表4由于电流互感器到控制测量仪表之间连接导线的长度L=30m(单向长度),采用铜芯电缆。当电流互感器接成不完全星形时，连接导线的截面积S应满足下式要求：取S=6mm²表11-2335kV侧站变电流互感器选择校核计算数据技术参数参数计算值额定参数LCZ-35Q电流互感器计算数据和选用的电流互感器的参数列于下表，选择结果，满足选择条件要求。11.8.3主变压器高压侧开关柜的一次接线及主要设备图11-7主变压器高压侧开关柜的一次接线及主要设备11.9.1开关柜的选择根据主要电气设备的连接，选择JYN1-35(F)110型电压互感器一台RN,-10/150型熔断器。11.9.2主要电气设备的选择(1)电压互感器的选择JD6-35型电压互感器一台，由于35kV电压互感器并未接入记费用的电度表，所以可以在1级的准确度下工作，其额定容量S₂=250VA,测量仪表和电压互感器的接线图同图5-2,电压