水电站厂房的组成

水电站厂房的组成

水电站厂房是建筑物和机械、电气设备的综合体，而厂房建筑物是为安置机电设备服务的。在具体讨论厂房布置设计的原

理前，本节概述厂房的机电设备的组成和建筑物的组成，并通过实例介绍它们之间的协调配合，使读者对水电站厂房的组成有一个整体概念。

一、厂房的机电设备

为了安全可靠地完成变水能为电能并向电网或用户供电的任务，水电站厂房内配置了一系列的机械、电气设备，它们可归

纳为以下五大系统。

(1)水力系统。即水轮机及其进出水设备，包括钢管、水轮机前的蝴蝶阀（或球阀）、蜗壳、水轮机、尾水管及尾水闸门等。 (2）电流系统。即所谓电气一次回路系统，包括发电机、发电机引出线、母线、发电机电压配电设备、主变压器、高压开关

及配电设备等。

(3)机械控制设备系统。包括水轮机的调速设备如操作柜、油压装置及接力器，蝴蝶阀的操作控制设备，减压阀或其他闸门、

拦污栅等的操作控制设备。

(4)电气控制设备系统。包括机旁盘、励磁设备系统、中央控制室、各种控制及操作设备如互感器、表计、继电器、控制电

缆、自动及远动装置、通讯及调度设备等。

(5)辅助设备系统。即为设备安装、检修、维护、运行所必需的各种电气及机械辅助设备，包括： 1)厂用电系统：厂用变压器、厂用配电装置、直流电系统。 2)起重设备：厂房内外的桥式起重机、门式起重机、闸门启闭机等。 3)油系统：透平油及绝缘油的存放、处理、流通设备。

4)气系统（又称风系统或空压系统）：高低压压气设备、贮气筒、气管等。 5)水系统：技术供水、生活供水、消防供水、渗漏排水、检修排水等。 6)其他：包括各种电气及机械修理室、试验室、工具间、通风采暖设备等。 图16-2给出了这五大系统的示意图。

图16-2 主要机械、电气设备示意图

1-水力系统；2-电流系统；3-机械控制设备系统；4- 电气控制设备系统；5-辅助设备系统 二、厂房的建筑物组成

厂房枢纽的建筑物一般可以分为四部分：主厂房、副厂房、变压器场及高压开关站。主厂房（含装配场）是指由主厂房构

架及其下的厂房块体结构所形成的建筑物，其内装有水轮发电机组及主要的控制和辅助设备，并提供安装、检修设施和场地。副厂房是指为了布置各种控制或附属设备以及工作生活用房而在主厂房邻近所建的房屋。主厂房及相邻的副厂房习惯上也简称为厂房。变压器场一般设在主厂房旁，场内布置主升压变压器，将发电机输出的电流升压至输电线电压。高压开关站常为开阔场地，安装高压母线及开关等配电装置，向电网或用户输电。

厂房枢纽的四部分建筑物在图16-1中表示得很清楚。压力管道在厂房前分为四支，将水流引入主厂房，推动安装在主厂房

内的四台水轮发电机组，用过的水则通过尾水渠排人下游河道。副厂房主要由两部分组成，一部分在主厂房东端（以下称端部

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副厂房），另一部分位于尾水管上（以下称下游副厂房）。变压器场位于主厂房西端进厂公路旁。高压开关站也分为两部分，110kV开关站位于变压器场之西，而220 kV开关站则布置在主厂房之东。 三、水电站厂房内部布置

以下用湖南镇水电站厂房为例，说明水电站厂房组成的整体概念以及机电设备的五大系统与厂房结构布置的关系，可参阅

图16-1和图16-3至图16-8。

图16-3 湖南镇水电站主厂房横剖面图

图16-4 湖南镇水电站厂房装配场横剖面图

图16-3为通过机组中心的厂房横剖面图，它较直观地显示了主副厂房、水轮发电机组、以及主要控制设备和辅助设备在高

度方向的布置。图中主厂房构架及其下的厂房块体结构所形成的建筑物为主厂房，尾水管扩散段以上的建筑物为副厂房。主厂房在高度方向常分为数层，如装配场层（高程为125.40 m)、发电机层（高程为122.50 m)、水轮机层（高程为116. 00 m）及阀室层（高程为110. 20 m）。习惯上把发电机层以上的部分称为上部结构及主机房，发电机层以下统称为下部结构，而水轮机层以下则称为下部块体结构。与主厂房分层大体相对应，下游副厂房也分为四层。图16-4为通过装配场的厂房横剖面图，它表示了转子、主变压器等大件检修的场地安排以及下游副厂房的空间布置。该电站主副厂房各层的设备与结构布置则更清楚地表示在相应层的平面布置图中。

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图16-5 湖南镇水电站厂房装配场层（125.40m高程）平面布置图

图16-5为装配场层平面布置图。由图可见，主厂房沿其纵轴（即各机组中心连线）方向分为装配场和各个机组段，其中装

配场位于主厂房西端，与进厂公路相接。装配场与机组段之间设贯穿至地基的伸缩缝。装配场是全厂主要机件安装和检修的场地，各种设备可经进厂公路直接运抵装配场卸车，主变压器也可沿专用轨道推入进行大修。装配场与主机房同宽，桥式吊车通行其间，以便安装检修。该装配场与公路同高，但比发电机层高2.85m，故装配场东端（主机房侧）设有栏杆，而沿机组段北侧与东端设有走廊，可俯视发电机层，并经两座楼梯通向发电机层。

图16-6 湖南镇水电站厂房发电机层（122.50m高程）平面布置图

图16-6为发电机层平面布置图。由图可见，主厂房内装有四台发电机，每台发电机的上游侧（第二象限）布置DT-100型

电调机械柜及油压装置，靠墙布置电调电气柜及机旁盘。上游侧（第一象限）针对蝴蝶阀中心设了蝴蝶阀吊孔（兼吊物孔），靠墙布置了励磁盘。在#1、#2和#3、#4机组之间各设一楼梯下至水轮机层，在#1机下游侧及#4机旁各有一楼梯上达装配场。#2、#3机之间设贯穿至地基的伸缩缝。装配场底层为压气机室及发电机转子承台，均由发电机层进人。

图16-7 湖南镇水电站厂房水轮机层（116.00m高程）平面布置图

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图16-7为水轮机层平面布置图。由图可见四台机组的立柱型机座。每台机组上游侧（第一象限）设蝴蝶阀吊孔及空气阀，

#3、#4机之间的上游侧布置了蝴蝶捆操作用油的油压装置（四阀合用）。每台机组下游侧（第四象限）布置发电机引出线，它们悬挂在水轮机层天花板上，通人下游副厂房。#3,#4机旁各设SK-500型励磁变压器一台。主厂房东端布置了检修排水及渗漏排水用深井泵各两台，西端设有消防水泵一台。上游侧东端的楼梯下至蝴蝶阀室，#1、#2和#3、#4机组间的楼梯上通发电机层。

图16-8 湖南镇水电站厂房蝸壳层（113.70m高程）平面布置图

图16-8为通过蜗壳中心（高程113.70 m）的水平剖面。图中表示了蜗壳及尾水管的平面尺寸、四台蝴蝶阀及其接力器、

旁通管等。东端设有三个集水井及一座楼梯。

图16-5至图 16-8还表示了下游副厂房的平面布置。下游副厂房分为四层，最低层高程为112.22 m（见图16-8），布置

了两个事故油池及男女浴室。第二层与水轮机层同高（见图16-7），除在东端设了油处理室外，其余均用于布置发电机电压配电装置及母线，母线道延伸至变压器场。第三层与发电机层同高（见图16-6)，全部用于敷设各种电缆，通往上层各种表盘。最高层与装配场同高（见图16-5)，布置了值班室、中央控制室、继电保护室、自动远动室、厂用配电室、直流盘室、蓄电池室与载波机室等。

图16-5和图16-8中还绘出了端部副厂房的平面布置。端部副厂房也分为四层，最底层与装配场同高（见图16-5），布置

有高压试验室、电工试验室、油化验室及通风机室。以上三层（见图16-8）布置办公室、会议室、夜班人员休息室、图书室及技术档案室，其中经第三层可上吊桥。

总之，上面的介绍勾绘出了引水式地面厂房组成的整体概念。以下七节将按建筑物组成为序、以五大设备系统为线索，较

为详细地讨论厂房布置的规律。

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