前言

机电与金属结构设计是水电站设计的重要组成部分。本书主要介绍了龙滩水电站水轮机及其辅助设备、电气主接线及主要电气设备、控制保护、底孔弧形工作闸门和通风空调的设计及相关关键技术的研究成果。

龙滩水电站位于广西壮族自治区天峨县城上游15km处，前期工程装机7台，单机额定容量700MW，在电力系统中发挥着调峰、调频和事故备用等作用，具有发电、防洪、航运等综合利用效益，是国家实施“西部大开发”和“西电东送”的标志性工程之一。在机电与金属结构设计过程中，设计者们以工程经济性和确保运行安全可靠为目标，开展关键技术研究，主要解决了下列问题：

（1）现场制作700MW混流式水轮机转轮，将上冠、下环、叶片散件运至工地，在工地制造车间进行组焊、热处理、精加工、静平衡试验等，提升了转轮现场制作的水平。700MW水轮发电机采用全空冷冷却方式，投运时系国内外单机额定容量最大的全空冷水轮发电机，为巨型水轮发电机冷却方式的选择积累了经验。

（2）电气主接线采用发电机变压器单元接线、设置发电机出口断路器、500kV侧完全4/3断路器接线方案，为国内外水电站首次应用。

（3）国产化500kV XLPE绝缘电缆、计算机监控系统和水轮发电机组继电保护系统在超大型水电站首次成功应用，对打破国外企业的垄断、加速国产化进程意义重大。

（4）500kV、780MVA主变压器首次采用了三相组合变压器，解决了重大件运输问题。

（5）在国内外超大型水电站中对700MW水轮发电机主保护配置首次进行定量化设计，最大范围地实现了发电机定子绕组内部故障的有效保护。

（6）通过大入地电流高土壤电阻率接地技术的研究，提出了大型水电站接地网电位升高的允许值，提出了综合技术经济指标最优的接地处理方案，并通过了实践检验，保证了电站人身与设备安全。

（7）在挡水水头110.00m、操作水头90.00m的底孔弧门中应用了预压止水结构，突破了现有预压止水结构型式，成功解决了高水头弧门止水的问题。

（8）通过对巨型地下水电站洞室群整体多工况热态通风模拟试验和计算机模拟分析，成功解决了地下水电站通风空调系统设计的难题，减少了通风空调系统的投资，降低了运行能耗。

本书对龙滩水电站机电与金属结构设计研究成果进行了总结，在编写过程中得到了中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司领导和相关人员的大力支持，本成果也凝聚了全院几代设计人员的心血与智慧。希望本书能为从事水电站机电与金属结构专业的人员提供有益借鉴。

本书在编写出版过程中，引用了大量机电与金属结构设计研究相关成果和文献资料，也得到了河海大学工程管理研究所的大力相助。在此，向各位专家、学者们表示衷心的感谢。

由于设计研究周期长，资料庞杂，并限于作者水平，书中难免有不妥之处，敬请同行专家和读者批评指正。

编者

2016年6月