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(续表) 吸 出 高 度 的 计 算 0.05 0.055 0.06 Hi/m 0.07 0.075 0.08 0.670 0.694 0.71 37.0 37.6 38.0 -0.56 -1.29 -2.01 0.663 0.683 0.72 45.8 46.1 46.4 -2.03 -2.85 -3.68 0.04 0.045 0.06 0.065 ? ?+?? Q11 (m3/s) 0.592 0.645 N(kW) Hs (m) Q11 (m3/s) 0.58 0.63 N(kW) Hs (m) 33.9 36.2 0.88 0.16 40.1 43.3 -0.37 -1.2 Hrj=167m 63 Hmax=178.3m 61 nDi(r/min) n11t=Hi、、n、1m?n1??n(r/min) 63 0.02 61 0.02 Hs (m) Q11 (m3/s) 0.552 0.61 0.643 0.67 43.1 47.2 49 50.1 N(kW) Hs (m) -0.5 -2.03 -2.92 -3.81 ?? 吸 出 高 度 的 计 算 0.05 0.055 0.07 0.075 0.66 0.68 0.04 0.045 0.06 0.065 ? ?+?? Q11 (m3/s) 0.578 0.628 N(kW) 40.8 43.9 45.8 46.1 -0.46 -1.3 -2.13 -2.97 0.06 0.08 0.7 46.4 -3.68 0.69 51 -4.1
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2水轮发电机的的初步选择计算
2.1水轮发电机的结构形式和冷却方式
水轮发电机的结构形式主要取决于转轮的类型和额定转速，本电站转轮额定转速为428.6<150r/min，所以水轮发电机的结构形式为悬式。
由于发电机转子在运行中会产生大量的热能，为保证机组运行的安全性与稳定性，须采取一定的冷却措施将热量散逸。国内一般认为每极容量超过85000KVA，可采用水内冷却方式；低于85000KVA，一般采用通风冷却方式。本电站机组单机容量35000KVA，每极容量低于85000KVA，故采用具有空气冷却器的闭循环空气冷却方式，此种通风系统结构简单，空气清洁干燥，冷风稳定，温度低。
2.2发电机主要尺寸的估算 （1）极距的选择
根据统计资料分析、机距与每极容量的关系：
??kj4Sf/2p
式中：sf—发电机的额定容量，KV.A，sf? P—磁极对数：p=7；
kj—系数，一般为8~12.3，本次设计取12.3。 计算结果?=93.6。 （2）定子内径的选择
Di?2p?N ，功率因数cos??0.85； cos??=418cm
（3）定子铁芯长度的选择
Lt?sf/CD2ne
式中：C——系数，查阅水电站设计手册得C取1?106。 计算结果：Lt?62.8cm （4）定子铁芯外径
Da?Di?? （ne?166.7r/min）
计算结果Da=511.6cm （5）飞轮力矩
GD2?kDi3.5Lt
式中：K——经验系数，n>375时取4~4.5，本次设计取4.5。 计算结果：GD2 =421.3。
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（6）校核发电机的结果尺寸
Di/Ltne?0.004<0.035
校核结果：采用悬式机组 （7）确定发电机的结果尺寸
根据上述计算结果，查阅《水电站设计手册》表3-11，选择水轮发电机的型号为SF40—14/512。 2.3发电机外形尺寸估算 2.3.1平面尺寸的估算 （1）定子机座外径D1
300?ne?500r/min：D1=1.25Da=640cm
（2）风罩内径D2
D2=D1+2.4m=880cm，（Sf>20000KV.A）,
（3）转子外径D3
D3?Di?2?
式中：?—单边气隙，初步设计忽略不计，故D3=Di。 （4）下机架最大跨度D4
10000
式中：D5—水轮机机坑直径，查阅水电站设计手册表3-2，D5=3m。 2.3.2轴向尺寸计算 （1）定子机座高度h1
ne?214r/min,h1?Lt?2?
计算结果h1=2.5m （2）上机架高度h2
悬式机组：h2=0.25Di=1.05m
（3）推力轴承的高度h3，励磁机高度h4，副励磁机高度h5，永磁机的高度h6，查阅水电站设计手册3-8得：h3=2m ，h4=2m，h5=0.8m，h6=0.6m。 （4）下机架的高度h7 悬式机组：
h7 =0.12D1=0.5m
（5）定子支座支撑面至下机架之间的距离h8 悬式机组：h8
h8=0.15=0.63m
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（6）下机架与支撑面至主轴法兰底面之间的距离h9 按照已生产的发电机统计资料，取h9=1000mm。 （7）转子磁轭轴向高度h10
有风扇：h10=L1=（700~1000）mm
计算结果：h10=1.3m。 （8）发电机主轴高度h11
H?h1?h2?h4?h5?h6?h8?h9
=8.28m
h11=（0.7~0.9）H =5.8m 取0.7
（9）定子铁芯水平中心线至主轴法兰盘底面距离h12
h12=0.46h1+h10=2.48m
2.4水轮发电机的质量估算 （1）水轮发电机的总质量
G2f?K1(Sf/ne)3
式中：Kt—系数，对悬式机组取8~9，本次设计取8 计算结果：Gf=206t。 （2）发电机转子的估算
发电机转子的质量一般可按发电机的总质量的1/2估算，即Gs?0.5Gf 计算结果Gs=103t。
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3 调节保证计算
3.1调节保证计算概述
在电站运行过程中，常会遇到由于各种事故、机组突然解列，把负荷甩掉的情况。此时机组转速上升，调速器关闭导叶。经一段时间，机组恢复到空载转速。在此调节过程中，除调速系统的稳定性，在调解过程中的最大转速上升至也是非常重要，它可能会影响到机组的强度、寿命及引起机组振动。在甩负荷时，由于导叶迅速关闭，水轮机的流量会急速变化，因此在水轮机压力过水系统内会产生水击，此时产生的最大压力和最大压力下降对过水系统的强度是有影响的。工程实践中曾因甩负荷善生太高导致压力钢管爆破的灾难性事故。为此，在设计阶段就应该计算出最大压力上升和最大转速上升值。工程上称这种计算为调节保证计算。调节保证计算的任务：根据水电站过水系统和水轮发电机组的特性，合理的选择导叶关闭时间和关闭规律，进行水击压力变化和机组转速变化计算使压力变化值和转速上升值在允许范围内，并以此指导电站的最终设计和调节系统的整定。
3.2调节保证计算的标准
机组在甩负荷过程中转速上升率??nmax?n0。一般情况下，最大转速上升n0率?max?50%。对于大型电站?max?45%，对于冲击式机组?max?30%。
机组在甩负荷过程中最大压力上升率??Hmax?H0。在机组甩全负荷时，H0有压过水系统允许的最大压力上升率见表3-1。
表3-1.蜗壳甩全负荷时有压过水系统允许的最大压力上升率 电站设计水头Hr/m 蜗壳允许最大压力上升率? <40 70%
40-100 50%100 ?<30% 3.3计算基本数据
坝后地面厂房，采用单管单机饮水式。压力钢管长度取L?Hmax/sin450，取整的260m，管道直径取与蜗壳进口端面直径相等D=2m。蜗壳中心线长度L=15.8m，最大水头Hmax =178.3m，最小水头Hmin=144.6m，加权平均水头额定水头Hr=167.0m总装机容量N=80MW，海拔高程?=395.5 m ，Hpj=165.5m ，
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