摘要水电站机电部分设计主要根据获得的设计材料中给定的水头范围进行的主机选型，根据选择的三方案中择优进行模型综合特性曲线的绘制，即选出一方案进行绘制，再根据效率，转速等选其一进行蜗壳、尾水管、水轮发电机外形的计算和绘图，最后进行水轮机的调节保证计算和调速器设备选择。
关键字：水轮机主机选型；水电站机电设备初步计算；外形设计；调节保证计算。
前言毕业设计是高等教育教学中的最后一个教学环节，是实践性教育的环节。
毕业设计与其他教学环节构成有机的整体，也是各个教学环节的继续、深化补充和检验，是将分散、局部的知识内容加以全面的结合，这次设计提高了我们运用知识的综合能力，将知识化为能力，巩固和加深所学知识，培养知识，综合了系统化的运用。
目前，我国大陆水力资源理论蕴藏在1万KW以上的河流共3886条，水力资源理论蕴藏年发电量6082.9Tw·h；技术可开发装机容量541.64GW。
经济可开发装机容量401.8GW。
我国水力资源具有三个鲜明特点：第一、在地域上分布极不平衡，西部多，东部少。
西部水利资源开发出了满足西部电力市场的需要，更重要的是考虑东部电力市场。
第二、大多数河流年内、年际经流分布不均。
第三、水力资源集中于大江大河，有利于集中开发和规模外送。
本次设计的主要内容为主机选型、蜗壳、尾水管、发电机确定和调节保证计算。
设计过程中，依据资料水电站水头，单机引水流量，总装机，对水轮机发电进行初选，并根据单位转速，模型综合特性曲线，对水轮机型号，转速，效率出力等进行认真计算，校验，对选择方案的蜗壳水管，水轮机选型和绘图。
对水轮机进行调节保证机算。
通过这次对相关专业知识的课题设计，更加深入的认识知识和实际应用，学会知识与实际结合、与实践结合，得以充分利用知识为以后工作打下了坚实的基础。
编者2012年5月目录摘要 (1)前言 (2)目录 (3)第一章水轮机型号选择 (5)第一节水轮机型的选择 (5)第二节初选水轮机基本参数的计算 (6)第三节水轮机运转综合特性曲线的绘制 (17)第四节待选方案的综合比较和确定 (19)第二章蜗壳计算 (21)第一节蜗壳形式、进口断面参数选择 (21)第二节蜗壳各断面参数计算 (23)第三节金属蜗壳图 (25)第三章尾水管选型 (26)第四章水轮发电机的初步选择计算 (27)第五章调节保证计算及设备的选择 (33)第一节调节保证计算 (33)第二节调速设备选型 (52)结论 (55)总结与体会 (56)谢辞 (57)参考文献 (58)附录第一章水轮机型号选择第一节水轮机机型选择一、确定初选机型根据电站实际水头范围（一般按最大水头定）来进行选择合适的转轮，由最大水头Hmax=119m查转轮模型综合特性曲线得到初选的六个转轮型号，所选机型原始参数如下。
水轮机型号初选参数表表1-1二，确定机组台数在选择机组台数时，应在以下几方面综合考虑⑴成本因素⑵运行效率因素⑶电厂主接线图⑷运行维护的因素⑸电力系统因素⑹制造、运输及安装的因素三，布置方式根据ZSQ水电站设计资料，电站最大水头119m，设计最小水头95m，装机容量220000KW。
当机组台数Z=2时：N单=N电站/Zηf=220000/2×0.98=112245KW当机组台数Z=3时：N单=N电站/Zηf=220000/3×0.98=74830KW—ηf为发电率，一般取0.96～0.98根据装机容量的大小，可以选用立式布置方式。
第二节初选水轮机基本参数计算一，计算参数从初选的六个转轮型号中根据n110越高，机组效率越好等因素选出三个转轮型号进行基本参数计算。
三个转轮型号分别为：A232-35 , A 278-35 , A28-25方案一：转轮型号A232-35 Z=2时；⑴N单=112245 KW⑵水轮机转轮直径D1=3.37m =ηT=η限+（1～3）%=0.9按计算值查《设计手册》P36选标准直径为D 标=3.8m ⑶原型机最大效率maxT η=1-(1-max m η)=1-(1-0.925)=0.942⑷原型效率修正值max max 0.9420.9070.035T m ηηη∆=-=-=⑸判断单位参数是否修正-1=-1=0.019<3% 不修正cp H Hr ≈⑹原机型的转速1=3.8=177.41(r/min) 根据《水轮机》P326表得发电机的同步转速n=187.5r/min ⑺原机型的平均效率η=ηm+Δη=0.884+0.035=0.919 ⑻校核出力 N ′=9.81Q1112D 3/2Hr η=9.81×1.040×23.8×0.919×3/2105=145669.6KW N/N ’145669.6112245==1.30 校核不成功方案二：转轮型号为A232-35 Z=3时 ⑴N 单=74830KW ⑵水轮机转轮直径D1===2.746mηT=η限+（1～3）%=0.904按计算值查《设计手册》P36标准直径为D 标=2.75m ⑶原型机最大效率max T η=1-(1-max T η)=1-(1-0.907) =0.938⑷原型效率修正值max max 0.9380.9070.031T m ηηη∆=-=-=⑸判断单位参数是否修正-1=-1=0.017<3% 不修正 cpH Hr ≈⑹原机型的转速n=标根据《水轮机》P326表得发电机的同步转速n 标=300r/min ⑺原机型的平均效率η=η限+Δη=0.884+0.031=0.915 ⑻校核出力N ′=9.8111Q 12D 3/2r H η=9.81×1.040×22.75×0.915×3/2105=75957.87KW N ′/N=75957.87=1.29 校核不成功方案三：转轮型号为A278-35 Z=2时 ⑴N 单=112245KW ⑵水轮机转轮直径D1=3.18m =ηT=η限+（1～3）%=0.9按计算值查《设计手册》P36标准直径为D 标=3.3m ⑶原型机最大效率max T η=1-(1-max m η)=1-(1-0.918)=0.9476⑷原型效率修正值max max 0.9480.9190.029T M ηηη∆=-=-=⑸判断单位参数是否修正-1=-1=0.016<3% 不修正 cpH Hr ≈⑹原机型的转速n=1=783.3=242.2(r/min) 根据《水轮机》P326表得发电机的同步转速n=250r/min⑺原机型的平均效率η=η限+Δη=0.87+0.029=0.899 ⑻校核出力N ′=9.81Q1112D 3/2r H η=9.81×1.165 ×23.3×0.899×3/2105=1203383.36KWN ′/N=120383.36112245=1.07 校核成功⑼计算原机型的吸出高度90010()S M H H σσ∇=--+∆=10644.6900--（0.135+0.02）×105=-6.991m⑽计算n111175.6nD n ===1180.5nD n ===1184.6n ===查《转轮模型综合性曲线》A378-35模型综合特性曲线。
根据n11得存在最高效率区。
方案四：转轮型号为A278-35 Z=3时 ⑴N 单=112245KW ⑵水轮机转轮直径D1=2.6m =ηT=η限+（1～3）%=0.9按计算值查《设计手册》P36标准直径为D 标=2.75m ⑶原型机最大效率max T η=1-(1-max m η)=1-(1-0.918)=0.946⑷原型效率修正值max max 0.9460.9180.028T M ηηη∆=-=-=⑸判断单位参数是否修正-1=-1=0.0151<3% 不修正 cpH Hr ≈⑹原机型的转速n=1=782.75=290.64(r/min)根据《水轮机》P326表得发电机的同步转速n=300r/min ⑺原机型的平均效率η=η限+Δη=0.87+0.028=0.898 ⑻校核出力N ′=9.81Q1112D 3/2r H η=9.81×1.165 ×23.3×0.899×3/2105=190365.3KW N ′/N=190365.574830=1.043 校核成功 ⑼计算原机型的吸出高度90010()S M H H σσ∇=--+∆ =10644.6900--（0.135+0.02）×105=-6.991m⑽计算n111175.6n ===1180.5n ===1184.6n === 查《转轮模型综合性曲线》A 278-35模型综合特性曲线。
根据n11得存在最高效率区。
方案五：转轮型号为A28-25 Z=2时 ⑴N 单=112245KW ⑵水轮机转轮直径D1=3.63m =ηT=η限+（1～3）%=0.9按计算值查《设计手册》P36标准直径为D 标=3.8m ⑶原型机最大效率max T η=1-(1-max m η)=1-(1-0.878)=0.924⑷原型效率修正值max max 0.9240.8780.046T M ηηη∆=-=-=⑸判断单位参数是否修正-1=-1=0.026<3% 不修正 cpH Hr ≈⑹原机型的转速n=1=713.8根据《水轮机》P326表得发电机的同步转速n=214.3r/min ⑺原机型的平均效率η=η限+Δη=0.87+0.046=0.916 ⑻校核出力N ′=9.81Q1112D 3/2r H η=9.81×0.895 ×23.8×0.913×3/2105=124950.7KW N ′/N=1249507112245=1.113 校核不成功方案六：转轮型号为A28-25 Z=3时 ⑴N 单=74830KW 水轮机转轮直径D1=2.95m =ηT=η限+（1～3）%=0.9按计算值查《设计手册》P36标准直径为D 标=3m⑶原型机最大效率max T η=1-(1-max m η)=1-(1-0.898)=0.9336⑷原型效率修正值max max 0.93360.9240.036T M ηηη∆=-=-=⑸判断单位参数是否修正-1=-1=0.0196<3% 不修正 cpH Hr ≈⑹原机型的转速n=1根据《水轮机》P326表得发电机的同步转速n=250r/min ⑺原机型的平均效率η=η限+Δη=0.87+0.036=0.906 ⑻校核出力N ′=9.81Q1112D 3/2r H η=9.81×0.895×23.3×0.906×3/2105=77027.68KW N ′/N=77027.674830=1.02 校核成功 ⑼计算原机型的吸出高度90010()S M H H σσ∇=--+∆=10644.6900--（0.100+0.02）×105=-3.316m⑽计算n111168.8n===1173.19n===1176.95n===查《转轮模型综合性曲线》A28-25模型综合特性曲线。