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1、第八节 主厂房的轮廓尺寸,水电站主厂房空间尺寸的设计原则是在满足设备布置和安装、维护、运行、管理的前提下，尽量减小厂房尺寸，降低造价。,一、主厂房平面设计(一)主厂房的长度 L=nL0+L安+L 1机组段长度L0 机组段长度是指相邻两台机组中心线之间的距离机组间距。机组段间距一般由下部块体结构中水轮机蜗壳的尺寸控制，在高水头情况下常由发电机定子外径控制。L1=L+x+L-x,(1)蜗壳层,(2)尾水管层,(3)发电机层,机组段长度应综合考虑蜗壳、尾水管和发电机层的影响,2边机组段附加长度L=B/2+0.5m(刹车)+0.3m(裕量)由于外侧有主厂房的端墙，为了使机组设备和辅助设备处于桥吊工作范
2、围内，远离安装间一端的机组段需要加长L。,3安装间长度 安装间的宽度一般与主厂房相同，安装间的长度一般取L安(1.0l.5)L0,发电机转子、发电机上机架、水轮机转轮、水轮机顶盖四大部件要布置在主钩的工作范围内，其中发电机转子应全部置于主钩起吊范围内。发电机转子和水轮机转轮周围要留有12m的工作场地。,(二)主厂房的宽度,应分别考虑:发电机层、吊车、水轮机层和蜗 壳层的布置要求。,(1)发电机层,厂房总宽度为 B=Bs+Bx Bs=3/2+3A上 Bx=3/2+3A下 或 蜗壳尺寸外包砼厚度Bs 上游侧宽Bx 下游侧宽3 发电机风罩壁厚，0.30.4m3 发电机风罩内径A风罩外壁至上游墙内侧（
3、或柱边)的净距A上=上游侧电气设备尺寸通道尺寸（主通道 2.0m)A下=下游侧电气设备尺寸(通道尺寸)(次通道 1.0m),(1)发电机层发电机层交通应畅通无阻。主要通道宽23m，次要通道宽12m。在机旁盘前还应留有1m宽的工作场地，盘后应有0.81m宽的检修场地，以便于运行人员操作。,(2)吊车标准宽度Lk：当宽度基本确定后，最后要根据尺寸相近的吊车标准宽度Lk验证，厂房宽度必须满足吊车安装的要求。,(3)水轮机层 一般上下游侧分别布置水轮机辅助设备(即油水气管路等)和发电机辅助设备(电流电压互感器、电缆等)。以这些设备布置后，不影响水轮机层交通来确定水轮机层的宽度。(4)蜗壳层 一般由设置
4、的检查廊道、进人孔等确定宽度。蜗壳和尾水管进人孔的交通要通畅，集水井水泵房设置应有足够的位置，以此确定蜗壳层平面宽度。,在低水头水电站中常由下部块体结构确定厂房宽度在高水头电站中，常由发电机层布置要求确定厂房的宽度,二、主厂房的剖面设计,水轮机安装高程是水电站厂房的控制高程。,1水轮机安装高程,对混流式水轮机 X=b0/2 对轴流式水轮机 X=0.41D1 水轮机的安装高程确定以后，就可以依据结构和设备的布置要求确定各层高程了。,2主厂房基础开挖高程F=T-(h3+h2+h1)(h2+h3)尾水管的高度；h1尾水管底板混凝土厚度(根据地基性质和尾水管结构形式而定，一般取12m)3水轮机层地面高
5、程S=T+h4 h4=蜗壳进口半径+蜗壳顶部混凝土层厚度。金属蜗壳顶部混凝土一般不低于1.0m，混凝土蜗壳顶板厚根据结构计算决定。4发电机装置高程G=S+h5h6 h5发电机机墩进人孔高度(一般取1.8m2.0m)；还须满足水轮机层附属设备油气水管道和发电机出线布置要求的高度。h6进人孔顶部混凝土厚度(一般为1.0m左右)，,5 发电机层楼板高程2 除应满足发电机层布置要求外，还应满足下列条件：保证水轮机层的净高不少于3.54.0m，否则发电机出线和油气水管道布置困难。保证下游设计洪水不淹厂房。一般情况下，发电机层楼板面和装配场楼板面高程齐平。当河流洪水期与枯水期水位相差悬殊，若将发电机层楼板
6、面设在下游设计洪水位以上是不经济的。将发电机层楼板面高程布置在下游设计洪水位以下。在厂房大门和对外的交通口，设置止水闸门、沿进厂的交通道路设防水墙、或采用垂直进厂方式。,6起重机(吊车)的安装高程C,h7上机架高度；若不在机组上方吊运，可取0h8吊运部件与固定的机组或设备间的垂直净距；水平净距0.3m，垂直净距0.61.0m(如采用刚性夹具，为0.250.5m)h9最大吊运部件的高度(往往是发电机转子带轮或水轮机转轮带轴)；h10吊运部件与吊钩间的距离(一般在1.01.5m左右)，取决于发电机起吊方式和挂索、卡具；h11主钩最高位置(上极限位置)至轨顶面距离，可从起重机要参数表查出。,7屋顶高
7、程屋顶高程R,应根据屋顶结构尺寸和形式确定，并应满足起重机部件安装与检修、厂房吊顶和照明设施布置等要求。R=C+h12+h13 h12小车高度；h13为检修吊车需要在小车上方留有距离，一般取0.5m。,作 业,某水电站厂房装设四台单机容量为3200kw的水轮发电机组，水轮机型号 HL240-LJ-140，允许吸出高Hs0.9m,发电机型号TS325/36-20，调速器型号DT-1800，桥式吊车起重量30/5 t。电站为坝后引水式，最低尾水位174.1m，设计尾水位179.60m，安装间设在主机间的右侧。要求决定以下尺寸：,作 业,、主厂房的主要高程确定1安装高程（Hs.9）2尾水管底板高程3
8、主厂房基础开挖高程4水轮机层高程5发电机层高程6桥机轨顶高程：主钩吊转子、副钩吊主变钟罩 7屋顶高程（大梁高hl*l0/10)8蝴蝶阀层高程 厂房总高度 二、机组段长度，安装间长度及主厂房总长三、决定主厂房上、下游侧宽度和总宽度,桥吊跨度,第十节 厂区布置,厂区布置是指水电站的主厂房、副厂房、主变压器场、高压开关站、引水道、尾水道及厂区交通的相互位置的安排。厂区布置要综合考虑 地形地质、水流、施工条件、对外交通、运行管理、环境保护 等因素，注意厂区的协调配合。,厂区布置可能方案,一、主厂房 主厂房是厂区的核心，对厂区布置起决定性作用。其位置要综合考虑 地形地质、水流、施工条件、对外交通、运行管
9、理等因素,主厂房 布置要点(1)尽量减小压力水管的长度。对于坝后式水电站，主厂房应尽量靠近拦河坝；引水式水电站主厂房应尽量靠近前池和调压室。(2)尾水渠尽量远离溢洪道或泄洪洞出口，防止水位波动对机组运行不利。尾水渠与下游河道衔接要平顺。(3)主厂房的地基条件要好，对外交通和出线方便，并不受施工导流干扰。,二、引水道、尾水道及对外交通线路的布置,引水道一般为正向引水，尽可能保证进、出水水流平顺。当水管直径很小时且根数较少时，也可侧向引水；尾水渠一般为明渠，正向将尾水导入下游河道，少数情况也可侧向导入下游河道。尾水渠常为倒坡，取1:41:5尾水渠常设衬砌保护对于河床式厂房，厂坝之间常设导墙（可把纵
10、向围堰作为导墙）,对外交通一般为公路，也有的采用铁路或水路的。引水式厂房一般沿河岸布置，进厂公路可沿等高线从厂房一端进入厂房。坝式电站进厂公路一般从下游侧进入。公路、铁路要直接通入主厂房的安装间，并有回车场地。公路的坡度不宜大于8%，转弯半径不宜大于20m。进厂交通线路一般要求高于下游最高洪水位。,三、副厂房,为了保证机组正常运行，在主厂房近旁布置的各种辅助机电设备、控制、试验、管理和运行人员工作和生活的房间，称为副厂房。(一)副厂房的组成 副厂房的组成、面积和内部布置取决于电站装机容量、机组台数、电站在电力系统中的作用等因素。大型水电站的副厂房，按性质可分为三类：1、直接生产副厂房 中央控制
11、室，继电保护盘室，电缆室，蓄电池室，酸室和套间，蓄电池的通风机室，充电机室，计算机室，载波通讯室，油、水、气系统，厂内变压器室，巡回检测装置室等。,2、检修试验副厂房 继电保护试验室，精密仪器试验室，测量表计试验室，高压试验室，电工修理间，机械修理间，电气工具间，油化验室，水化实验室等。3、辅助用房 交接班室，运行分场，检修分场，水工分场，总工程师室，厂长室，生产技术科，会议室，资料室，厕所、盥洗室。,（1）中控室 尽量靠近主厂房 避免振动 通风、采光、隔音良好位置：上游副厂房中间(n4)主厂房一端(n2)安装间下游（河床式厂房）高度：45m（2）电缆夹层 面积同中控室，布置在中控室下层。高度
12、23m。,副厂房布置要点,（3）通讯室 布置在中控室旁，高度3.5m 要求防尘防震、隔音，远离蓄电池室或强电设备。（4）直流系统用房 组成：蓄电池室 储酸室 前室 通风室 布置：与地面同高，不允许布置在中控室和通讯室上方 防爆 室内防腐装修,（5）开关室（高压开关柜室）布置在发电机与主变之间位置：下游副厂房(河床式)上游副厂房(引水、坝后式)端部副厂房（引水式）高程：与发电机同层（6）厂变、厂用盘室 厂变：安装间下层或水轮机层副厂房，近开关室，不宜布置在发电机层或离中控室太近。每台厂变布置在防火、防爆的单间。厂用盘室：布置在发电机层副厂房,（7）电气试验室 布置在中控室附近，方便运输。（8）办
13、公室和生活用房 会议室、休息室布置在较安静的地方。洗手间布置靠近装配场。,(二)副厂房的位置,(1)上游副厂房。电缆短、监视机组方便、主厂房下游侧采光通风好；电气设备线路与进水系统相互交叉干扰。适用于引水式、坝后式厂房。(2)下游副厂房。集中在下游的电气设备与进水系统设备不交叉干扰；影响主厂房的通风、采光，需加长尾水管。中央控制室及继电保护设备易受尾水管振动的影响。适用于河床式厂房。(3)端部副厂房。受干扰小，通风、采光、隔音好；当机组台数多时，这种布置会增加母线及电缆的长度。适用于引水式、坝后式及地下式厂房,(三)副厂房的面积,四、主变压器场,(一)主变压器场的布置原则,主变压器的位置应结合
14、安装、检修运输、消防通道、进线出线、防火防爆要求确定。(1)尽量靠近厂房，以缩短昂贵的发电机电压母线长度，减小电能损失和故障机会，并满足防火、防爆、防雷、防水雾和通风冷却的要求，安全可靠；(2)尽量与安装间在同一高程上，便于主变压器的运输、安装和利用轨道推进厂房的安装间进行检修；(3)变压器的运输和高压侧出线要方便，且变压器之间要留必要空间。(4)高程应高于下游最高洪水位，且四周设置排水沟。,(二)主变压器场可能布置的位置,(1)河床式厂房，由于尾水管较长，可将升压变压器布置在尾水平台上，这时尾水平台的宽度，应使升压变压器在检修移出时符合最小安全净距的要求(2)坝后式厂房，可以利用厂坝之间的空
15、间布置升压变压器。(3)引水式地面厂房，变压器场可能的位置是厂房的一端进厂公路旁、尾水渠旁、厂房上游侧或尾水平台上。(4)由于地形和场地的限制，一些水电站有将主变压器布置在厂房顶上（洪枯水位差别大）,四、高压开关站,高压开关站布置各种高压配电装置和保护设备。如电缆、母线、各种互感器、各种开关继电保护装置、防雷保护、输电线路以及杆塔构架。高压开关站分为露天布置和室内布置。应尽量靠近主变压器场和中央控制室，且在同一高程上。多数布置在岸边，也有布置在山坡或主厂房顶上的。当地形较陡时，可布置成阶梯式和高架式，以减少挖方。高程在下游最高洪水位以上出线方便，对外交通方便,百色澄碧河水库下游 厂区,高压开关站,厂房,压力管道,西津水电站厂区布置,左江山秀电站 厂顶变压器场与GIS开关站,GIS,主变,左江金鸡滩电站 厂顶下游人工平台设变压器场,1主变,2主变,重点掌握的内容,主厂房轮廓尺寸的确定厂区布置原则主厂房、主要副厂房、主变压器场、高压开关站、引水道、尾水道及厂区交通的布置要点,
