小水電發(fā)電系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

1、小水電發(fā)電系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置水輪機(jī)發(fā)電機(jī)水利發(fā)電基本原理：水能一機(jī)械能一電能小型水電站的基本結(jié)構(gòu)：1、水工建筑物：壅水建筑物、引水建筑物、泄水建筑物、水電站廠房和尾水建筑物等。2、水力機(jī)械設(shè)備：水輪發(fā)電機(jī)組、調(diào)速器和油壓裝置、各種水泵、油泵、空氣壓縮機(jī)、起重設(shè)備、機(jī)械修理設(shè)備、通風(fēng)采暖設(shè)備等。3、電工一次系統(tǒng)：變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器、避雷器、消弧線圈等。4、電工二次系統(tǒng)：自動(dòng)化元件、自動(dòng)裝置、斷電器、儀表燈組成的檢測(cè)、控制和保護(hù)系統(tǒng)。小水電的水力開(kāi)發(fā)方式一般為：引水式。調(diào)節(jié)能力：無(wú)調(diào)節(jié)。類型有：天然瀑布型、急灘或天然跌水河段型、灌渠跌水型、河灣型、跨河或跨流域引水型、高山湖泊型，選擇河灣型

2、水電站。裝機(jī)容量的選擇：裝機(jī)容量為水電站最大出力的極限值，我國(guó)以容量為0.5MW-25MW水電站劃分為小型小水電、0.1MW-0.5MW為小小型小水電，0.1MW以下為微型小水電，故選取裝機(jī)容量為1MW即1000kW(2x500kW);由于小水電大都遠(yuǎn)離負(fù)荷中心且無(wú)調(diào)節(jié)水庫(kù)或調(diào)節(jié)水庫(kù)較小，故不考慮負(fù)荷備用容量和事故備用容量。為了利用豐水期的多余水量，增發(fā)季節(jié)性電能可多裝一些容量，稱為重復(fù)容量或季節(jié)容量，取200kW。故總?cè)萘?.2MW。設(shè)計(jì)保證率：以某個(gè)枯水日出力為標(biāo)準(zhǔn)，多年間有X%勺時(shí)間的出力不小于它，稱X%其保證率，取設(shè)計(jì)保證率為80%保證出力：按選出的豐水年、中水年、枯水年3個(gè)設(shè)計(jì)代表年

3、的日平均流量繪制日平均流量歷時(shí)(保證率)曲線。則不小于最小日平均流量的時(shí)間為3x365=1095日，其頻率為P=71095：-x100%)F00%;不小于最大日平均流量1095+1的時(shí)間為1日，其頻率為P=V/x100%=0.091%,其余類推。從曲線上可1095+1查得要求保證率對(duì)應(yīng)下的保證流量？費(fèi)，然后算出保證出力：？“=A?據(jù)H,式中H為水頭，A為系數(shù)，一般為78,取中間值7.5,由于是引水式水電站，可以認(rèn)為水頭保持不變，即H=10m,即？4=75?誨.多年平均發(fā)電量：水電站在不同年份內(nèi)的發(fā)電量不一樣，豐水年多，枯水年少，故水電站的發(fā)電量指標(biāo)常用多年平均發(fā)電量來(lái)表示。裝機(jī)容量的確定：由于

4、無(wú)調(diào)節(jié)水電站(徑流式電站)不能對(duì)徑流進(jìn)行任何調(diào)節(jié)，即不能擔(dān)任調(diào)峰任務(wù)，因此電站的保證出力？?呆通常就是其為滿足電力用戶或電網(wǎng)最大負(fù)荷需要而設(shè)置的最大工作量，及？據(jù)=?:。水輪機(jī)的選擇：1、類型：沖擊型水輪機(jī)可選擇雙擊式，反擊型水輪機(jī)可選擇臥式布置的混流式水輪機(jī)、軸流轉(zhuǎn)槳式、慣流式，選擇臥式布置的混流式水輪機(jī)。2、基本參數(shù)設(shè)定：(1)、工作水頭：H=10m(2)、效率：？彖=90%;(3)、流量：隨季節(jié)變化，豐水期取Q=200?3/s,枯水期取Q=50?3/s,平水期取Q=100?3/s;(4)、輸入功率：？次=g*H*Q(kW),即?.二98QkW(5)、轉(zhuǎn)速：與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速相同為300r/m

5、in;(6)、轉(zhuǎn)輪直徑：3m。3、結(jié)構(gòu)：尾水管采用直錐形發(fā)電機(jī)的選擇：1、類型：凸極立式同步發(fā)電機(jī)2、基本參數(shù)：(1)額定容量：發(fā)電機(jī)的功率N發(fā),應(yīng)與水輪機(jī)的出力N水相適應(yīng)，二者的關(guān)系：?%=?為？姿?(kW)式中，？凄應(yīng)選擇的發(fā)電機(jī)功率，？/為水輪機(jī)的輸出功率，？為發(fā)電機(jī)效率，對(duì)于100kW3200kW的發(fā)電機(jī)可采用0.90.93,取0.9;?為傳動(dòng)效率，平皮帶傳動(dòng)為0.9，三角皮帶為0.95,直接傳動(dòng)為1.0,由于是采用水輪機(jī)直接傳動(dòng)，故取1.0o對(duì)小型發(fā)電機(jī)的容量按上式進(jìn)行計(jì)算，都能滿足要求。為了便于選擇定型系列產(chǎn)品，計(jì)算出的發(fā)電機(jī)容量要取相近的標(biāo)準(zhǔn)值：5、12、18、26、40、55、

6、75、100、125、160、200、250、320、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3200(kW)。有以上數(shù)據(jù)有：?孩=600x0.9x1.0kW=540kW,故取單機(jī)容量為500kW;(2)額定電壓：現(xiàn)有的小型水輪發(fā)電機(jī)多為400V和6300V,500kW以下一般為400V,500kW以上一般為6300V。在選擇發(fā)電機(jī)時(shí)，山區(qū)小型水電站由于受技術(shù)因素的影響，選擇電壓等級(jí)時(shí)盡可能選用400V,便于維修管理。(3)額定功率因數(shù)：不低于0.8(滯后)，取最小值cos?=0.8(滯后).(4)頻率：與電網(wǎng)頻率相同，我國(guó)規(guī)定為f=50Hz;數(shù)為 p

7、=1060?則額定轉(zhuǎn)速為(5)額定轉(zhuǎn)速：與磁極對(duì)數(shù)相關(guān)，取磁極對(duì)n=年=300r/min;(6)飛逸轉(zhuǎn)速：1.65-1.8倍額定轉(zhuǎn)速，取中間值1.72倍額定轉(zhuǎn)速。3、電磁參數(shù)：直軸瞬變電抗、直軸超瞬變電抗、短路比4、機(jī)械參數(shù)：轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(飛輪力矩)：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與其慣性直徑平方的乘積，即L=G?2表明電力系統(tǒng)出現(xiàn)大擾動(dòng)時(shí)，水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子仍保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的能力；機(jī)械(慣性)時(shí)間常數(shù)：表示發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)矩作用下，把轉(zhuǎn)子從靜止?fàn)顟B(tài)加速到額定轉(zhuǎn)速所需的時(shí)間，?加?£7；?翁,式中,?為額定功率，？?為額定轉(zhuǎn)速，5、勵(lì)磁方式：自勵(lì)或他勵(lì)，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流是由勵(lì)磁裝置提供一目前小型水輪發(fā)電機(jī)采用

8、的大多為直流勵(lì)磁、自動(dòng)靜止半導(dǎo)體勵(lì)磁或硅整流勵(lì)磁等。新設(shè)計(jì)的發(fā)電機(jī)有帶直接交流勵(lì)磁機(jī)的無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)，以及可控直接勵(lì)磁，可控分流雙繞組電抗分流勵(lì)磁系統(tǒng)等。由于自勵(lì)方式?jīng)]有勵(lì)磁機(jī)，可以縮小機(jī)組尺寸，故選擇自勵(lì)方式。調(diào)速器的選擇:水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)已選定后,就可以正確地選擇調(diào)速器，主要是根據(jù)水輪機(jī)的出力、最大水頭、轉(zhuǎn)輪直徑及流量等來(lái)計(jì)算調(diào)速功A,計(jì)算公式為：反擊式水輪機(jī)：A=（2030）Q3?腐（kgm）沖擊式水輪機(jī)：A=Z（d+?：?（kgm）6000式中：Q為水輪機(jī)流量（？?3/s）,?謝最大水頭（m）,D為反擊式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪直徑（m）,Z位噴嘴數(shù)（個(gè)），d射流直徑（cm）由于水輪機(jī)采用混流式水輪機(jī)為沖擊式水輪機(jī)，取Z=4,d=10cm,H=10m,貝U,103x10xA=4x(10x6000)=66.7kgm變壓器的選擇：1、運(yùn)行方式：升壓變