محول QDTB®

حاسبة محطة الطاقة المائية الصغيرة

أدخل الارتفاع الهيدروليكي وتدفق التصميم لاختيار نوع التوربين (نبضي / فرانسيس / كابلان)، المولد، محطة الرفع والحصول على التوليد السنوي، تكلفة الطاقة المستوية وقائمة كاملة بالمواد.

ابدأ الحساب الحاسبات

كيف يتم تحديد حجم محطة مائية صغيرة

قدرة الخرج المائي هي P = ρ·g·Q·H·η. يحدد الارتفاع الهيدروليكي نوع التوربين — نبضي (بيلتون) فوق 200 m، فرانسيس من 30–200 m، كابلان/مروحي تحت 30 m. تحدد الحاسبة حجم المولد، محطة الرفع 0.4→10.5 kV (أو 35 kV)، وتقدر الطاقة السنوية بطريقة معامل القدرة.

محطة كهرمائية بتوربين فرانسيس 1.6 ميجاواط (شبكة 10 ك.ف)

مثال محلول 1 — محطة كهرمائية بتوربين فرانسيس 1.6 ميجاواط (شبكة 10 ك.ف)
محطة مائية صغيرة · Francis
1570 kW
H 80 m · Q 2.5 m³/s · η 80% · مولد 2000 kW
الطاقة السنوية
6,875 MWh
LCOE
$16.7/MWh
قائمة المواد التقديرية (FOB)
POA
📦 قائمة المواد
المعداتالطرازالمواصفاتالكمية
مجموعة التوربين والمولد المائي1570 kWFrancis · H 80 m · Q 2.5 m³/s · η 80% · بما في ذلك المنظّم والإثارة · معدات مشتراة (خارجية)1
محوّل رفع الجهد2222 kVA0.4/10 kV · مغمور بالزيت (GB/T 17467) · >1600 kVA خارج الكتالوج1
وحدة الحلقة الرئيسية (RMU)10 kVSF6 RMU 630 A · 4-دائرة · 10 kV1
لوحات الجهد المنخفض (GGD)0.4 kVقاطع الدخول + المغذيات · خلية كاملة1
الحماية والتحكم (ثانوي)مرحّلحماية معالج دقيق 50/51/51N + قياس + واجهة SCADA1
أنبوب الضغط والحوض الأمامي (المأخذ)H 80 mأنبوب الضغط + حوض السحب الأمامي + مصفاة الحطام · مدني/فولاذي (نظام تحويل المياه)1
بوابة السحب والرافعةبوابةبوابة مأخذ المياه + الرافعة · تشغيل يدوي / بمحرك1
صمام فراشي / صمام بوابيDN632صمام عزل أنبوب الضغط (صمام بوابي/فراشة) · DN محدد وفق Q1
قناة التصريفأعمال مدنيةمجرى المياه الخلفي / تصريف أنبوب السحب (مجرى المياه الخلفي) · الأعمال المدنية للموقع1
كابلات الطاقةجهد منخفض/متوسطأطراف المولد + كابل تغذية الجهد العالي (مسافة رفع الجهد 2 km) · مسار مقسّم1
كابلات التحكم والقياستحكمكابلات التحكم للمنظّم/الإثارة/SCADA (مقاطع كابلات التحكم)1
التأريض والحماية من الصواعقالتأريضتنسيق شبكة تأريض المحطة + مانعات الصواعق + SPD1
التغذية المساعدة للمحطةمساعدالطاقة المساعدة، نظام التيار المستمر، الإضاءة، إنذار الحريق1
ملخص
الإجمالي التقديري (FOB تشينغداو، EXW) — المعدات المسعّرةPOA
📐 مخطط أحادي الخط (على مستوى الدائرة)
مخطط أحادي الخط معياري10 kV / 0.4 kV · 3-phase · 2222 kVA · مصدر واحد · مخططالطاقة المائيةالطاقة المائية 2000 kW10 kV MV BUS(وحدة جهد متوسط مدمجة في المحطة الفرعية)المحوّل2222 kVA0.4 kV LV BUSلوحة توزيع جهد منخفض (GGD)مدخل 0.4 kV + مغذياتمغذي الجهد المنخفض 1 · 401 Aمغذي الجهد المنخفض 2 · 401 Aمغذي الجهد المنخفض 3 · 401 Aمغذي الجهد المنخفض 4 · 401 Aمغذي الجهد المنخفض 5 · 401 Aمغذي الجهد المنخفض 6 · 401 Aمغذي الجهد المنخفض 7 · 401 Aمغذي الجهد المنخفض 8 · 401 AالمفتاحQFقاطع الدائرةCTمحوّل تيارTالمحوّلSPDمانعة اندفاعPFCتصحيح معامل القدرةبيانات التصميمدخول 10 kVالقضيب 0.4 kVلوحات الجهد المنخفض 0.4 kV دخول...بدون PFCالمغذيات 8ثانويأساسي · MODBUSخاصSCADAمخططات إنشائية على مستوى التصميم التخطيطي / دراسة الجدوى من معهد تصميم مرخّص.
⚙️ مخطط نظام محطة الطاقة المائية (مأخذ → توربين → مولد → رفع الجهد → شبكة)
مخطط نظام محطة الطاقة المائيةمأخذ المياه -> التوربين -> المولد -> رفع الجهد -> الشبكة (السلسلة الكاملة، مخطط)مأخذ المياه / أنبوب الضغطH = 80 mالتوربينFrancis - 2.5 m3/sمولد2000 kW - 0.4 kV2000/5A52Gقضيب توليد 0.4 kVSPDمحوّل رفع الجهد2222 kVA - 0.4/10 kV87T49Tتفاضلي + حراريالشبكةاتصال 10 kV
المفتاحالقاطع (52)قاطع فصلCT (محول تيار)PT (محوّل جهد)50/51مرحّل الحماية 50/51/51NkWhعداد (kWh)SPD (حماية من اندفاع الجهد)محوّل
🛡 التوصيل الرئيسي لمحطة الرفع (تكوين الحماية)
تكوين الحماية10 kV / 0.4 kV · 2222 kVA · مناطق الحماية (مخطط)الداخل 10 kVCT 200/5A505151Nزيادة التيار / خطأ التأريضQFالمحوّل2222 kVA · Z=6%8749CT 3000/5A505151Nحماية الدخول للجهد المنخفضQF0.4 kV LV BUSCT .../5A50/5151Nمغذي جهد منخفض 1401 ACT .../5A50/5151Nمغذي جهد منخفض 2401 ACT .../5A50/5151Nمغذي جهد منخفض 3401 ACT .../5A50/5151Nمغذي جهد منخفض 4401 ACT .../5A50/5151Nمغذي جهد منخفض 5401 ACT .../5A50/5151Nمغذي جهد منخفض 6401 ACT .../5A50/5151Nمغذي جهد منخفض 7401 ACT .../5A50/5151Nمغذي جهد منخفض 8401 Aتخطيط الحماية ونسب CT تخطيطية / توضيحية، والإعدادات النهائية وفق IEC 60255 / IEEE 242.
⛰ مقطع مأخذ المياه وأنبوب الضغط (حوض أمامي → مصفاة → أنبوب ضغط → توربين → مصرف)
مقطع مأخذ المياه وأنبوب الضغط (مقطع طولي)حوض أمامي -> مصفاة -> أنبوب الضغط -> توربين -> مخرج الماء (مخطط ارتفاعي)H0الارتفاع الهيدروليكي الإجمالي H = 80 mصافيحوض السحب الأماميالخزان العلويمستوى الماءمصفاة الحطامأنبوب الضغطDN791 x 10 mmالتدفق ->التوربينFrancisمجرى التصريفالقناة السفليةمنسوب المياه السفليبيانات أنبوب الضغطالارتفاع الهيدروليكي الإجمالي H80 mDN أنبوب الضغطDN791سماكة الجدار10 mmطول أنبوب الضغط~100 mفقد الاحتكاك~4% of Hالرموز:حوض أمامي (المنبع) - مصفاة (قضبان) - أنبوب الضغط (خط سميك) - توربين - مخرج الماء (المصب)الارتفاع الهيدروليكي الصافي = الارتفاع الإجمالي - فقد الاحتكاك ≈ 76.8 m (توضيحي، يُؤكَّد بدراسة هيدروليكية وملف الموقع).
🏭 مخطط أرضية بيت الطاقة (خليج الوحدة / منظم / لوحة تحكم / رفع الجهد / مصرف)
مخطط أرضية محطة الطاقة (الترتيب العام)خليّة الوحدة / المنظّم / لوحة التحكم / ساحة رفع الجهد / مخطط مصرف الذيل، ليس بمقياس رسممبنى محطة الطاقة (منظر علوي)التوربين + المولّدالوحدة 2000 kWالدوّار + العمودالمنظّمهيدروليكي زيتيلوحة التحكمحماية + SCADAمحوّل رفع الجهد2222 kVAمجرى التصريفأنبوب السحب -> القناةأنبوب السحبممر الخدمةطول المبنى (إرشادي، حسب ترتيب الوحدات)ملاحظات التخطيطتقع حجرة التوربين فوق مخرج الماء؛ يواجه المنظّم ولوحة التحكم الوحدة لتقصير مسارات الكابلات.يوضع محوّل رفع الجهد في الخارج بجوار غرفة المولدات؛ الخلوص وفق IEC 61936-1 (إرشادي).المخطط العام تخطيطي / رسومات إنشائية إرشادية من معهد تصميم مرخّص.
🛡 حماية المولد والخط + القياس (مواضع CT/PT)
حماية المولد والخط + القياسالتفاضلي / فرط التيار / فرط الجهد للوحدة + حماية الخط + نقاط قياس CT/PT (مخطط)المولد2000 kW / 2222 kVAGCT 87G87Gتفاضلي51G51N5927زيادة التيار / التأريض / زيادة الجهد / انخفاض الجهدkWhقياس المولد0.4kV/100VPT (الجهد)52Gقضيب توليد 0.4 kVرفع الجهد 2222 kVA87T49Tتفاضلي + حراري200/5Aمحول تيار الخط10kV/100Vمحول جهد القضيب52HV505151N27/59حماية الخط (زيادة التيار / الأرضي / الجهد)kWhقياس الإيرادات (POI)الشبكة10 kVSPDمناطق الحماية ومواضع CT/PT تخطيطية / توضيحية، والإعدادات النهائية وفق IEC 60255 / IEEE 242.
المفتاحالقاطع (52)CT (محول تيار)PT (محوّل جهد)87مرحّل الحماية (87/50/51/51N/59/27)kWhعداد (kWh)SPD (حماية من اندفاع الجهد)التأريض
📊 حساب الطاقة الهيدروليكية (P = ρ·g·Q·H·η)
المعاملالقيمة
الارتفاع الهيدروليكي التصميمي H80 m
التصريف التصميمي Q2.5 m³/s
كفاءة التوربين η80%
القدرة الخارجة P = 9.81 × Q × H × η1570 kW
الإنتاج في الموسم الجاف (40% تدفق)628 kW
إنتاج موسم الأمطار (130% تدفق)2000 kW (محدود بالمولد)
🎛 اختيار التوربين والمولد (معايير H/Q)
المعاملالقيمة
نطاق الارتفاع الهيدروليكي80 m → Francis
قاعدة الاختيارنبضي >200 m · فرانسيس 30–200 m · كابلان <30 m
معامل التوصيل على التوالي×1 (Francis)
المولد (قياسي)2000 kW (2222 kVA @ pf 0.9)
كفاءة المولد95%
🏭 مخطط محطة رفع الجهد الفرعية
المعاملالقيمة
جانب الجهد المنخفضقضيب توليد 0.4 kV → مدخل GGD
رفع الجهد2222 kVA · 0.4/10 kV (GB/T 17467)
معدات التبديل عالية الجهدوحدة الحلقة الرئيسية (RMU) · SF6 RMU 630 A · 4-دائرة · 10 kV
الربط البينياتصال محلي 10 kV
📈 التوليد السنوي ومعامل القدرة
المعاملالقيمة
معامل السعة (CF)50% (قابل للضبط 20–70%)
الطاقة السنوية6,875 MWh/سنة
ساعات الحمل الكامل4380 h/yr
LCOE (توضيحي)$16.7/MWh
💧 نطاق الإنتاج الموسمي (جاف / رطب)
المعاملالقيمة
الموسم الجاف (40% Q)628 kW
موسم الأمطار (130% Q)2000 kW
الحد الأقصى لقدرة المولد2000 kW
أساس التصميم المؤكداستخدم منحنى استمرارية التدفق للموقع (دراسة هيدرولوجية)
🔧 أساسيات التشغيل والصيانة
المعاملالقيمة
العضو الدوار / الغلافافحص بحثًا عن التكهّف والتآكل
المنظّم والإثارةمعايرة دورية
المحامل / الحشوات المانعة للتسربفحوصات التزييت والتسرب
مصفاة الحطامتنظيف دوري (الحطام)
زيت المحوّلأخذ عينات DGA وفق GB/T 7252
فترة الصيانة≈2 000–4 000 ساعات تشغيل (Francis)
📏 الأساس المعياري (الأساس المعياري)
الموضوعالمعيار
اختبار نموذج التوربينIEC 60193 — التوربينات الهيدروليكية (اختبارات قبول النموذج)
القبول الميدانيIEC 60041 — اختبارات القبول الميدانية للآلات الهيدروليكية
مولد مائيGB/T 15468 — المواصفات الفنية الأساسية للمولدات المائية
محوّل رفع الجهدGB/T 1094 — محولات القدرة
🧮 كيفية الحساب
1. الخرج P = ρ·g·Q·H·η = 9.81 × 2.5 × 80 × 0.80 = 1570 kW
2. نوع التوربين: H = 80 m → Francis (نبضي >200 m · Francis 30–200 m · Kaplan <30 m)
3. المولد: 1570 kW ÷ 0.95 → قياسي 2000 kW (2222 kVA @ pf 0.9)
4. رفع الجهد: 0.4 kV → 10 kV
5. الطاقة السنوية = 1570 kW × 8760 h × CF 0.50 = 6,875 MWh/yr
6. الإنتاج الموسمي: الموسم الجاف 628 kW (40% تدفق) ~ الموسم الممطر 2000 kW (130% تدفق)
7. LCOE = (CAPEX×CRF + OPEX) ÷ الطاقة = $16.7/MWh (توضيحي، معامل تسليم مفتاح 1.6)
📋 ملاحظات التصميم
أساس التسعير: يُسعّر طقم التوربين-المولد لكل كيلوواط من مرجع أطقم التوربينات المائية (FOB تشينغداو، وحدة كاملة بما في ذلك المنظّم + الإثارة؛ مسودة، بانتظار المراجعة النهائية). يستخدم محوّل الرفع كتالوج محطات المحوّلات الصندوقية (≤1600 kVA)؛ أما المفاتيح الكهربائية الأكبر و35 kV فتُسعّر حسب المشروع (POA).
مأخذ المياه والأعمال المدنية: أنبوب الضغط/الحوض الأمامي، وبوابة المأخذ، وصمام الفراشة، ومجرى التصريف، والأعمال المساعدة للمحطة هي نطاق مدني/ميكانيكي يُسعَّر لكل مشروع (POA) — وهي تعتمد بشدة على الارتفاع الهيدروليكي للموقع والجيولوجيا وتخطيط المأخذ.
معامل السعة: يُحسب التوليد السنوي بطريقة معامل القدرة (الافتراضي 50%، قابل للتعديل 20–70%). يعتمد إنتاج الطاقة المائية الفعلي على منحنيات استمرارية التدفق الموسمية ويجب التحقق منه باستخدام هيدرولوجيا الموقع.
الإنتاج الموسمي: القدرة الإنتاجية الإرشادية في موسم الجفاف ≈628 kW (40% من التصريف التصميمي) وفي الموسم المطير ≈2000 kW (130% من التصريف، محدودة بقدرة المولد). استخدم منحنى استمرارية التصريف لتصميم مؤكد.
أساس LCOE (توضيحي): تُقسّط التكلفة الموحّدة للطاقة (LCOE) الكاملة رأس المال على 30 سنة بنسبة 7% وتضيف 2%/سنة نفقات تشغيل. يغطي معامل تسليم المفتاح 1.6 الأعمال المدنية (المأخذ، أنبوب الضغط، مبنى المحطة)، والتركيب والتشغيل — تتفاوت التكاليف الفعلية كثيرًا حسب الموقع.
وضع خارج الشبكة: وضع التوصيل بالشبكة يبيع كل التوليد إلى الشبكة.
التشغيل والصيانة: التشغيل والصيانة الدورية: فحص العضو الدوار/الغلاف، معايرة المنظّم، صيانة المحامل والأختام، تنظيف مصفاة الحجز وأخذ عينات زيت المحوّل. فاصل الخدمة عادةً 2 000–4 000 ساعة تشغيل لوحدة Francis.
مراجعة التصميم: هذا تحجيم أولي. يجب على مهندس مائي مرخّص التحقق من اختيار التوربين، وفقدان الضغط في أنبوب الضغط، وهوامش التكهّف، وحماية المولد قبل الشراء.

كيف تم الحساب

الصيغ الأساسية

P = 9.81 × Q × H × η (kW). الطاقة السنوية = P × 8760 × معامل القدرة. LCOE = (CAPEX × CRF + OPEX) ÷ الطاقة السنوية (تكلفة كاملة، توضيحية).

المعايير المعمول بها

IEC 60193 (اختبارات نموذج التوربين)، IEC 60041 (القبول الميداني)، GB/T 15468 (المولدات الكهرومائية)، GB/T 1094 (محولات القدرة).

الأسئلة الشائعة

ما نوع التوربين الذي يتطلبه الارتفاع الهيدروليكي لدي؟

الارتفاع فوق 200 m يناسب توربين نبضي (بيلتون)؛ 30–200 m توربين فرانسيس؛ تحت 30 m توربين كابلان أو مروحي ذو ريش ثابت. تختار الحاسبة النوع تلقائيًا من الارتفاع الهيدروليكي.

كيف يتم تقدير التوليد السنوي؟

بطريقة معامل القدرة: القدرة المقننة × 8760 ساعة × معامل القدرة (الافتراضي 50%، قابل للتعديل 20–70%). يعتمد الخرج الفعلي على منحنى استمرارية التدفق الموسمي للموقع.

ما المعدات المسعرة في قائمة المواد؟

مجموعة التوربين-المولد (مرجع لكل kW)، محول الرفع، وحدة الحلقة الرئيسية / مفاتيح الجهد العالي ومفاتيح الجهد المنخفض. تكمل القائمة الحماية والثانوية، وفي وضع الانفصال عن الشبكة، الديزل الاحتياطي والبطارية — المحولات الأكبر ومفاتيح 35 kV تُسعَّر حسب المشروع.

ما هي LCOE هنا؟

تكلفة الطاقة المستوية: CAPEX السنوية (30 سنة بنسبة 7%) بالإضافة إلى OPEX، مقسومة على التوليد السنوي. وهي توضيحية — معامل تسليم مفتاح 1.6 يغطي الأعمال المدنية (المأخذ، أنبوب الضغط، مبنى المحطة).

تضمين هذه الحاسبة

انسخ كود iframe أدناه لتضمين هذه الحاسبة في أي موقع. صفحة التضمين noindex وتناسب أي عرض.

حاسبات ذات صلة

النتائج تقديرات هندسية للمرجعية. يجب تأكيد التصميم النهائي من قبل مهندس محلي مرخّص وفقاً لظروف الموقع والأكواد المعمول بها. الأسعار FOB تشينغداو (EXW) ولا تشمل الشحن أو الرسوم الجمركية أو التركيب.

أرسل تقرير التصميم الكامل

احصل على قائمة المواد الكاملة والمخطط أحادي الخط وخطوات الحساب وسعر FOB بصيغة PDF — مجانًا وبدون تسجيل.

💬 الدردشة عبر واتساب

بياناتك تبقى خاصة. لا رسائل مزعجة — فقط رد على استفسارك.