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來賓市金秀瑤族自治縣金桂水電站工程設(shè)計(jì)工作報(bào)告廣西合浦縣水利水電工程設(shè)計(jì)室二○一一年七月目錄1.工程概況............................................22.工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)........................................53.水力機(jī)械............................................74.電氣局部...........................................105.金屬結(jié)構(gòu)...........................................131.工程概況金秀縣金桂水電站位于金秀縣盤王河下游,即在和平電站之上左岸0.2Km處,距引水壩4.5Km,距桐木鎮(zhèn)13Km,距金秀縣城30.0km。其壩址位于盤王河上,壩址以上集雨面積76km2,年降雨量1780mm,隧道和渠道總長約4.1Km,其中引水明渠渠道長約500m,引入流量3.2m3/s,設(shè)計(jì)水頭98m,裝機(jī)總?cè)萘繛?520kw(4×630kw),設(shè)計(jì)年發(fā)電量1261kw.h,設(shè)計(jì)年利用小時(shí)5000h。金桂水電站攔河壩高2.5m,根據(jù)SL252-2000《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定,工程等級(jí)為Ⅴ等,電站建筑物為5級(jí)。擋水建筑物:設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。水電站廠房:設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。金桂水電站主要建筑物有攔河壩、引水渠〔隧洞〕、明渠、前池、壓力管道、電站廠房、升壓站等局部組成。攔河壩位于金秀縣三角鄉(xiāng)江燕村下盤王屯之下200m的盤王河河床上,利用盤王河引水發(fā)電,攔河引水壩為漿砌石重力壩,全壩段自由式溢流壩,根本無庫容,無調(diào)節(jié)性能。經(jīng)布置在引水壩引水至左岸的隧洞,引水系統(tǒng)全長4100m,其中引水明渠500m,引水隧洞共9段,總長3600m,坡降1/500,設(shè)計(jì)過水流量為3.2m3/s。銜接至壓力前池。壓力前池位于和平電站左上岸500m山坡頂處,地形稍陡,壓力管那么從前池壓力墻沿山腰而下45m后,轉(zhuǎn)角135°直穿而下進(jìn)入廠房。金桂水電站設(shè)計(jì)引用發(fā)電流量3.2m3/s,攔河壩高2.5m,正常水位高程349.10m,攔河壩長70.00m,其中溢流段長18m溢流堰頂高程349.15.00m,采用漿砌石重力壩砼壩體,引水渠進(jìn)口底面高程347.5m,引水渠長〔包括隧洞〕4.1km,明渠長500m,斷面為矩形斷面,底寬2.0m,正常水深1.8m,底坡為1/1500,兩側(cè)為擋水墻,外側(cè)邊坡坡比1:0.35??紤]到在豐水期河流來水量較大和根據(jù)工程的具體情況,豐水期施工導(dǎo)流十分困難,應(yīng)考慮在枯水期〔12月——次年3月〕完成對(duì)引水壩壩基和閘墩2.0m左右高度的施工。盤王河最枯流量在0.5m3/s廠房布置在盤王河左岸的河灘地上,河床較為寬闊,但廠房的施工期較長,需進(jìn)行防洪建設(shè)。金秀縣金桂水電站為引水式電站,從上游引水壩至下游電站廠房,距離約4.5Km,中間有引水明渠、引水隧洞、前池和壓力管道,工程分散,只要資金充足可同時(shí)開工。各工程所處的地形地貌都有所不同,施工布置因地制宜,合理安排。本工程的初步設(shè)計(jì)報(bào)告工作由我室2003年8月20日完成,2003年,金秀縣水利局以金水利〔2003〕57號(hào)文《關(guān)于金秀縣金桂水電站初步設(shè)計(jì)的初審意見》向來賓市水利局提出初審意見,2003年12月來賓市水利局以來水計(jì)建〔2003〕30號(hào)文《關(guān)于金秀縣金桂水電站初步設(shè)計(jì)的批復(fù)》下達(dá),同意初步設(shè)計(jì)報(bào)告和建設(shè)規(guī)模。工程工程簡況表工程名稱金秀縣金桂水電站工程建設(shè)地點(diǎn)來賓市金秀縣金秀鎮(zhèn)和平村所在河流金秀縣盤王河壩址控制集雨面積76km2設(shè)計(jì)時(shí)間2003.8施工時(shí)間2004.4.~2005.2引水壩校核洪水位〔P=0.5%〕352.35m引水壩堰頂高程353.9m設(shè)計(jì)洪水位(P=3.3%)351.75m最大壩高4.0m正常高水位348.65m壩頂長70.0m〔含進(jìn)水渠渠首〕機(jī)型臥式機(jī)組發(fā)電效益多年平均發(fā)電量1261萬kw.h年利用小時(shí)數(shù)5000小時(shí)裝機(jī)容量:2520kw(4×630kw)概算工程總量土方開挖/石方開挖43300m3/32567m3決算填土方8430m3漿砌石方11106m3節(jié)省投資硂、鋼筋硂9674m3設(shè)計(jì)審批審批單位金秀縣水利局、來賓市水利局竣工驗(yàn)收主辦單位文號(hào)來水計(jì)建〔2003〕30號(hào)、金水利〔2003〕57號(hào)時(shí)間2005年2月建成,已投入運(yùn)行,方案2006年驗(yàn)收。效益及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)多年平均發(fā)電量1261萬kw.h2.工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)2.1水工建筑物金秀縣金桂水電站水工建筑物包括攔河壩,其特性及控制尺寸概述如下:攔河壩攔河壩高2.5m,正常水位348.65m,攔河壩長70.0m,溢流堰頂高程349.15m,采用砼壩體。攔河壩位于攔河壩位于金秀縣三角鄉(xiāng)江燕村下盤王屯之下200m的盤王河河床上,利用盤王河引水發(fā)電,攔河壩經(jīng)布置在攔河壩引水至左岸的隧洞,引水系統(tǒng)全長4100m,其中引水明渠500m,引水隧洞共9段,總長3600m,坡降1/500,設(shè)計(jì)過水流量為3.2m3/S。銜接至壓力前池。2.2引水建筑物本工程引水建筑物包括:引水渠〔隧洞〕、壓力前池、壓力管道。引水渠〔隧洞〕全長約4100m,其中圍巖隧洞長為3000m,內(nèi)空寬1.8m,高2.2m,兩側(cè)及底部為0.1m的混凝土砌筑;普通隧洞長為1400m,內(nèi)空寬1.8m,高2.2m,兩側(cè)及頂部為毛石混凝土砌筑的0.4m襯砌,底部為0.3m的毛石墊層和0.1米厚的混凝土墊層。引水明渠約500m,毛石混凝砌筑,凈寬1.9m,凈深1.8m,兩邊為0.7m厚的擋土墻,底為0.3m厚毛石墊層和0.1m厚混凝土墊層。壓力前池前池正常高水位為4.8m,最高水位5.0m,最低水位3.0m,池長度15m,寬8m,最大池深5.6m,鋼筋混凝土砌筑而成。進(jìn)水室入口設(shè)攔污柵,壓力管進(jìn)口前設(shè)在前池中間,壓力管進(jìn)口前設(shè)閘門。高程351.87m,設(shè)計(jì)流量3.2m3/s。壓力管道本電站壓力管道分鋼筋砼管和鋼管,采用一管4機(jī)聯(lián)合供水,正向進(jìn)水明管布置。管道總長度200m,分鋼筋砼管和鋼管兩種,砼管長96m,管直徑2.0m;主鋼管長140m,管直徑1.20m,叉管直徑分1.2m〔長60m〕和0.8m〔長30m〕兩種。主管沿線共布置2個(gè)鎮(zhèn)墩,6個(gè)支墩,兩個(gè)鎮(zhèn)墩之間上游側(cè)設(shè)伸縮節(jié)一個(gè)。鋼筋砼管用150#砼作墊層,然后用土回填,鋼管材料采用Q235,管壁厚度根據(jù)壓力情況和穩(wěn)定性的要求主管選用16mm,直徑1.2m的叉管選用15mm,直徑0.8m的分支管選用12mm。壓力管那么從前池壓力墻沿山腰而下96m后,轉(zhuǎn)角136°直穿而下進(jìn)入廠房。2.3發(fā)電廠房及升壓站電站廠房位于盤王河下游的金秀鎮(zhèn)的和平村盤王河段附近,距離和平村2km,距離金秀至頭排二級(jí)公路3km,布置在盤王河左岸灘地上。主廠房長30m,寬12m,廠房內(nèi)布置4臺(tái)HL90/D54-WT-60、SFWE-6/900水輪發(fā)電機(jī)組等,機(jī)組間距5m,電站裝機(jī)4臺(tái),單機(jī)容量630kw,總?cè)萘?520kw。副廠房布置在主廠房的尾水平臺(tái)上游側(cè),設(shè)中控室和工具室等,地面高程同主廠房地面高程相同,其尺寸為長×寬×高為:20m×4.7m×4.0m。升壓站布置在副廠房左側(cè),平面尺寸為40m×13m,地面高程213.40m。3.水力機(jī)械本工程水力機(jī)械含機(jī)組〔水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)〕及附屬設(shè)備。3.1水輪機(jī)水輪機(jī)原設(shè)計(jì)是:水輪機(jī)型號(hào)為HL90/D54-WT-60,裝機(jī)3臺(tái),單機(jī)容量630kw,總?cè)萘?890kw,設(shè)計(jì)水頭98m,最大設(shè)計(jì)水頭100m,最小設(shè)計(jì)水頭95m,單機(jī)設(shè)計(jì)流量0.8m3/s,額定出力630kw,額定轉(zhuǎn)速1000r/min。根據(jù)金秀縣金桂水電站工程的具體情況,經(jīng)多方案比擬,為了擴(kuò)大效益,節(jié)約投資,水輪機(jī)做了變更,具體為:水輪機(jī)型號(hào)為HL90/D54-WT-60,裝機(jī)為4臺(tái),單機(jī)容量為665kw,總?cè)萘?660kw。3.2發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)原設(shè)計(jì)是:發(fā)電機(jī)型號(hào)SFWE-630-6/990,額定出力630kw,額定電壓0.4kv,額定轉(zhuǎn)速1000r/min。裝機(jī)3臺(tái),單機(jī)容量630kw,總?cè)萘?890kw。根據(jù)金秀縣金桂水電站工程的具體情況,經(jīng)多方案比擬,為了擴(kuò)大效益,節(jié)約投資,發(fā)電機(jī)在原設(shè)計(jì)根底上也做了變更,具體為:發(fā)電機(jī)型號(hào)為SFWE-630-6/990,裝機(jī)為4臺(tái),單機(jī)容量為630kW,總?cè)萘?520kw。3.3附屬設(shè)備〔調(diào)速器、機(jī)組的制動(dòng)方式〕主要附屬設(shè)備調(diào)試器采用全自動(dòng)調(diào)節(jié),機(jī)組的制動(dòng)方式也采用自動(dòng)控制。3.4輔助機(jī)械設(shè)備主廠房起重設(shè)備廠內(nèi)機(jī)組起吊最重件是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子連軸,重量9t,選用電動(dòng)葫蘆雙梁橋式起重機(jī)。吊鉤起重量5t,Lk=11.0m。廠內(nèi)橋吊不考慮吊運(yùn)主變壓器。供水系統(tǒng)主要用戶是機(jī)組軸承冷卻器,用水量每臺(tái)用水量約12m3/h,兩臺(tái)機(jī)共24m3/h。其次是生活用水和消防用水。消防水量18m3廠房上游側(cè)山坡上,筑一個(gè)50m3高位水池,高程232m,比廠房地面約高20為加強(qiáng)供水可靠性,供水系統(tǒng)設(shè)置以下兩種取水方式的設(shè)備。.1自流取水從頂蓋取水機(jī)泄漏的有壓水接到高位水池。.2水泵供水用水泵在電站下游側(cè)河邊泵房抽水上高位水池。泵房設(shè)兩臺(tái)DN100水泵,H=28m,Q=94m3/h,每臺(tái)11排水系統(tǒng)根據(jù)設(shè)備布置各部位高程,制定排水方案如下:a)軸承冷卻水排水直接排入下游。b)廠內(nèi)其他滲漏水排入集水井,用水泵抽往下游。設(shè)兩臺(tái)DN100排水泵,H=12.5m,Q=100m3/h,每臺(tái)c)電站裝機(jī)兩臺(tái),每臺(tái)尾水管1孔,每孔斷面尺寸為H*B=2.0×2.9m〔高×寬〕,閘門底板高程為370.3m,在正常發(fā)電情況下,尾水為無壓流。兩臺(tái)機(jī)均預(yù)埋門槽,但僅設(shè)一塊尾水閘門,供機(jī)組檢修時(shí)擋水用。氣系統(tǒng)主要用途是,機(jī)組及設(shè)備吹掃等工業(yè)用氣。設(shè)小型移動(dòng)式空壓機(jī)各1臺(tái)。油系統(tǒng)按常規(guī)需設(shè)置透平油和絕緣油系統(tǒng),設(shè)置有倉庫??紤]到電站到縣城、桐木鎮(zhèn)交通方便。需要用油時(shí),可到縣城或桐木鎮(zhèn)石油供給部門解決。因此,本電站油系統(tǒng)采用簡化模式,僅設(shè)2個(gè)53加侖汽油桶,裝透平油和絕緣油供設(shè)備運(yùn)行中添加油之用。3.4.6本電站屬小型電站,機(jī)修設(shè)備從簡設(shè)置。見設(shè)備清單。消防廠內(nèi)設(shè)有水消防栓兩個(gè),及干粉滅火筒22個(gè)。通風(fēng)電站廠房通風(fēng),采用機(jī)械通風(fēng)和自然通風(fēng)相結(jié)合的方式。主廠房上下游兩側(cè)墻壁各裝設(shè)大面積活動(dòng)玻璃窗,并各裝設(shè)5臺(tái)Φ500軸流風(fēng)機(jī)。中控室設(shè)置一臺(tái)5匹立柜分體空調(diào)機(jī)(3相)。發(fā)電機(jī)采用機(jī)械通風(fēng)和自然通風(fēng)冷卻。發(fā)電機(jī)熱風(fēng)沿3臺(tái)Φ500軸流風(fēng)機(jī)排到廠房外去。4.電氣局部4.1概述電氣主接線采用四機(jī)兩變的擴(kuò)大單元接線,主變壓器設(shè)兩臺(tái),選用1600kvA雙繞組變壓器,型號(hào)為S=9\*Arabic9-1600/35,變比為38.5±5%/0.4kv,廠用電源采用一臺(tái)廠用變壓器,接于35kv金和線上。4.2電氣設(shè)備布置及選型廠房布置主廠房平面尺寸根據(jù)機(jī)組及附屬設(shè)備要求,同時(shí)考慮橋吊跨度確定,廠房長36m,寬10m,高7.5m,高度考慮通風(fēng)、采光及檢修機(jī)組主要部件起吊的需要,定為10.2m。廠內(nèi)布置四臺(tái)機(jī)組,機(jī)組間距為5.0m副廠房副廠房布置在聯(lián)接主廠房的下游側(cè),設(shè)中控室,地面高程同主廠房地面高程相同,其尺寸為長×寬×高為4.8×7.9×4.0m。4.2.3升壓站布置在副廠房的下游側(cè),尺寸為長×寬25.0m×18.0m。電氣主要設(shè)備匯總表電氣主要設(shè)備匯總表序號(hào)設(shè)備設(shè)施名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量生產(chǎn)廠家投運(yùn)日期1發(fā)電機(jī)SFWE-6/900臺(tái)4重慶賽力盟電機(jī)F2005.24F2005.82調(diào)速器GKT-300臺(tái)4武漢漢諾優(yōu)電控2007.73廠用屏PGL臺(tái)1廣西玉林水電設(shè)備廠2007.74發(fā)電機(jī)控制屏TK-1A臺(tái)4湖南永洲智達(dá)自控設(shè)備2005.25勵(lì)磁屏TZL-1B臺(tái)4湖南永洲智達(dá)自控設(shè)備2005.26主變壓器S9-1600/35臺(tái)2湖南永洲竹城變壓器2005.27水輪機(jī)HL90/D54-WT-60臺(tái)4重慶發(fā)電設(shè)備制造2005.2835KV隔離開關(guān)GW5-35GJ/630A臺(tái)3西安高壓開關(guān)廠2005.2935KV斷路器DW8-35/600A臺(tái)1柳州柳開高壓開關(guān)2005.210高壓計(jì)量箱JLS-3535/0.1kv臺(tái)1江西贛電2005.211廠用變壓器S9-50/3550KVA35/0.4KV臺(tái)1桂林變壓器廠2005.21235KV避雷器Y5W-42/134臺(tái)32005.21335KV油開關(guān)保護(hù)屏BXB臺(tái)1廣西玉林水電設(shè)備廠2008.714單相汽油發(fā)電機(jī)BYD5.0臺(tái)1重慶博伊頓動(dòng)力機(jī)械2008.515壩首變壓器S9-50/3550KVA35/0.4KV臺(tái)1桂林變壓器廠2005.24.3綜合半自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原那么:根據(jù)水利部關(guān)于農(nóng)村水電技術(shù)現(xiàn)代化要求并結(jié)合本電站特點(diǎn),電站綜合半自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng),監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原那么:平安、可靠、結(jié)構(gòu)簡易、技術(shù)先進(jìn)、價(jià)格適宜。系統(tǒng)功能:機(jī)組屏實(shí)現(xiàn)機(jī)組的保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量、斷路器控制、自動(dòng)或手動(dòng)停機(jī)、勵(lì)磁調(diào)節(jié)、調(diào)速器控制等功能。〔1〕發(fā)電機(jī)保護(hù):為更好保證平安生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀況保持在最正確狀態(tài),該工程發(fā)電機(jī)保護(hù)設(shè)計(jì)采用:復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流、過負(fù)荷、過電壓、低電壓、定子接地、轉(zhuǎn)子接地、失磁等保護(hù)方式。〔2〕變壓器保護(hù):變壓器保護(hù)設(shè)復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流、電流速斷、過負(fù)荷、溫度、瓦斯等。〔3〕勵(lì)磁保護(hù):發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式采用可控硅靜止勵(lì)
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