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1、12 水电站厂房的布置设计,第三节 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。,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=T-(h3+h2+h1)(h2+h3)尾水管的尺寸；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d=S+h
2、5h6 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所要求的高度。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 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。如果发电机层楼板面与水轮机层地面之间加设出线层，则出线层底面到水轮机层地面净高也不宜少于3.5m。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，若将发电机层楼板面设在下游设计洪水位以上是不经济的，会增加厂房下部结构
3、部分的混凝土工程量。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，设置临时性插板以阻挡洪水；沿进厂的交通道路需设防水墙。,6起重机（吊车）的安装高程C,h7发电机定子高度和上机架高度之和(如果发电机定子为埋入式布置，h7就仅为上机架的高度)；h8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
4、机要参数表查出。,起 重 机,7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。再考虑屋顶结构，确定厂房建筑顶部高程。,理想情况：装配场与对外交通道路及发电机层楼板高 程齐平，而且高于下游设计洪水位。,8.装配场楼板高程,确定厂房尺寸需要注意的几个问题,厂房的长、宽、高个方向的尺寸是相互联系的，任何一个尺寸的变化都会导致其他尺寸的变动。确定厂房尺寸的过程中，可能需要反复修改。上述确定厂房尺寸的基本原则和规律，要灵活运用，全面分析，决不能简单套用
5、，照搬照抄。上面给出的确定高程或尺寸的计算公式，仅仅是反应了其原理，不能简单背诵或套用。某些经验公式多是根据统计资料得出的，常用于预可行性研究阶段或方案比较中。,第四节 厂房的立面设计（略）,一、分清主次和轻重主即将人工环境与自然环境有计划地结合起来，显示出水电站建筑的形式美；次即为厂房的建筑造型和厂内、外装修等。二、注意比例和尺度三、掌握重复和变化的韵律四、运用对比和微差,一、油系统的布置 二、压缩空气系统的布置三、供水系统设备的布置,第五节 厂房辅助设备布置,四、排水系统设备的布置1、渗漏排水的集水井：装配场下层、尾水管之间，或厂房下部结构的块体结构底部。集水井上设水泵室。,2、检修排水可
6、采用下列几种方式：（1）集水井。在厂房下部块体结构中设集水井，各机组的尾水管用管道与集水井连接，并设阀门控制。集水井容积为水泵1020min的输水量。（2）排水廊道。沿厂房纵轴在厂房下部块体结构的较低处设置，各尾水管的积水先排入排水廊道，在廊道尽头设集水井及水泵室。（3）分段排水。在机组间设集水井及水泵室，进行相邻两台机组的检修排水。用于较小的电站。（4）移动水泵。对检修机组，临时将水泵移至该处进行排水。,一、高压电气设备高压电气设备包括：升压变压器（主变压器）和开关站的设备，如高压油开关、高压母线等。由于电压高、占地面积大，常设在厂外。,第六节 厂房电气设备布置,（一）高压电气设备布置原则（
7、1）尽量靠近厂房内的机组，安全可靠。（2）升压变压器与装配场同一高程。（3）应考虑升压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）应布置在不受洪水淹及的露天场地上。,（二）升压变压器的典型布置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。,2、坝后式厂房：可以利用厂坝之间的空间，布置升压变压器。,3、岸边式厂房：升压变压器场可布置在厂房上游侧、或厂房一端的河岸上、或尾水渠旁等。,4、地下式、坝内式和溢流式厂房：往往将升压主变压器布置在平行于主厂房的地下洞室或坝内廊道内。,（三）开关站（户外高压配电装置）的典型布置 1、开关站应尽量靠近主变压器场和中控室，且
8、应与升压变压器布置在同一高程上，多数布置在岸边，以便运行人员检修和维护。2、由于地形限制，开关站与中控室之间有一高程差，须设置电梯或天桥等设施。,二、低压电气设备低压电气设备是水轮发电机与升压变压器之间的电气设备，包括低压出线、低压母线、低压油开关、厂用变压器和断路器、近区送电的变压器、断路器和其他电气仪表等。一般布置在副厂房内，力求使低压电缆或母线短也运行方便。,第七节 通风、空调、采暖和采光,厂房四度：温度、湿度、清洁度及气流速度。一、通风（一）水轮发电机的通风冷却1、密闭式空气循环冷却2、水内冷方式3、其他冷却方式，包括蒸发冷却和空调冷却两种。,（二）主厂房的通风1、自然通风2、机械通风
9、（三）副厂房的通风1、精密仪器集中的房间2、散发有害物质的房间蓄电池室、酸室。油库和油处理室。,3、布置输变电设备的房间（1）变压器室（2）地下开关站（3）母线室（4）户内开关室、配电室（5）电缆廊道4、布置机械设备的房间5、发电机层以下或地下办公室和值班室（四）检修通风：一般采用机械通风。,二、空气调节按布置方式分为：有集中式空调系统、分散式空调系统和混合式空调系统。,三、采暖、防潮和除湿,四、采光天然采光：白昼间室内通过窗口取得光线。（1）地面式厂房：应尽可能采用自然采光。主厂房自然采光主要靠厂房两侧的大窗，窗宽度不要太小，使照明均匀，窗的高度一般不小于房间进深的1/4。窗下槛在发电机层楼
10、板以上不宜超过12m，以保证窗子附近有足够的光线，并便于通风。,（2）地下式、坝内式、溢流式厂房或地面厂房水下部分房间：设计人工照明。人工照明分为工作照明、事故照明、安全照明、检修照明及警卫照明。中央控制室及主机房内的照明不能使仪表盘面上产生反光，以保证运行人员能清晰地观察仪表。,四、防潮,过分潮湿可能会造成电气设备短路、误动作或失灵，加速设备的锈蚀，使工作条件恶化。防潮措施：防渗防漏，加强排水，加强通风。局部烘烤，主要用于防止设备受潮。,第八节 副厂房的布置,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
11、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：直接生产副厂房，检修试验副厂房，辅助用房,1、直接生产副厂房 包括：中央控制室，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 包括：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、间接辅助生产副厂房 包括：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
12、议室，资料室，厕所、盥洗室。,二、副厂房的位置,副厂房的位置应紧靠主厂房，基本布置在主厂房的上游侧，下游侧和端部，可集中一处，也可分两处布置。（1）主厂房的上游侧。适用于坝后式水电站。（2）主厂房的下游侧。影响主厂房的通风、采光，需加长尾水 管，从而增加工程量。由于尾水管在机组运行时振动较大，不宜布置中央控制室及继电保护设备。（3）主厂房靠近对外交通的一端。当机组台数多时，这种布置会增加母线及电缆的长度。,三、副厂房平面布置设计的原则,中央控制室一般布置控制盘、直流盘、继电保护盘和信号盘、厂用盘、自动调频盘等。位置要便于电站的控制、监视并迅速消除故障，电缆长度尽量短，一般布置在发电机层的中部。
13、中控室不宜布置在主变压器场的下层或尾水平台上。中控室要求宽敞明亮、干燥舒适、安静，具有良好的工作环境。其面积根据电站规模、性质和对电站的要求而定，一般为60100m2，室内净高一般为45m。,三峡电站中控室,集缆室（电缆夹层）布置在中控室和继电保护盘室的下层，面积等于或稍小于中央控制室。室内只有电缆和电缆吊架，布置简单，室内净高一般为23m。安全出口不少于两个，并应做好防潮设计。继电保护盘室布置在中控室附近，当开关站距主厂房较远，尤其是在高程相差很大情况下，可将输电线路保护盘室布置在开关站。,通讯室及远动装置室当输电电压在110kV以上时，为了电站与系统调度中心联系，由系统调度中心指挥电站运行
14、，设立通讯室和远动装置室等。这些房间要毗邻于中控室且在同一高程，室内最小高度为3.23.5m。要求防尘防震，避免过大的噪声、不应与蓄电池室或强电设备邻近。微波或其他无线电通讯室，应在其屋顶或附近设无线或微波发射塔。,开关室主要布置发电机电压母线和发电机电压断路器等设备，通常这些设备成套地集成于一个金属柜中，称为开关柜。开关柜布置在高度为45m、宽度为68m的房间中。要满足通风、防潮、防火、防爆的要求。耐火等级不应低于2级，尽量采用自然通风。,直流设备用房包括蓄电池室、储酸室、充电机室、通风机室及套间等。这些房间作为整套布置在一起，一般布置在副厂房一端，并靠近用电设备，以缩短直流配电盘的电缆长度
15、。不允许布置在中控室、配电装置室（开关室）和通讯室的上方，以免酸性残液渗到下面房间。,厂用电设备室厂用变压器可布置在厂外主变压器旁；如厂内有空间，也可布置在厂内，尽可能靠近开关室，以缩短连接母线的长度。每台厂用变压器应布置在防火、防爆的单独空间，并与水轮机层同高，且设专用走廊。厂用高压成套开关柜，通常布置在水轮机层母线室附近，不宜布置在发电机层或距中控室太近。厂用低压配电装置，又称动力盘，一般应集中布置在单独房间。,第九节 厂区枢纽布置,厂区枢纽，又称厂房枢纽，它是指水电站的主厂房、副厂房、引水道（可能还有调压室或压力前池）、尾水道、主变压器场、高压开关站、厂区交通道路和行政生活区建筑等组成的
16、综合体。,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、水流条件、施工导流和电站的运行管理等因素，注意厂区的协调配合。,（1）坝后式：厂房可与溢洪道分开布置。发电机层地面最好超过下游设计洪水位，并使尾水渠水流不受泄洪时的干扰。（2）岸边式：厂房布置在河岸边，开关站布置在邻近，压力引水管道主管方向要斜向引进主厂房。（3）河床式：一般主厂房和船闸分居两岸，溢流坝布置在河床中深槽部位，厂区枢纽布置简单。,二、副厂房：要尽量避免西晒，保证通风、采光、出线的合理和机械、电气设备运行、检修的要求。,三、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
17、证进、出水水流平顺。尾水道一般为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。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，临近厂房一段应是水平，长度不小于20m，并有回车场地。公路的坡度不宜大于10%12%，转弯半径大于20m。,四、主变压器场,主变压器的位置应结合安装、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，以缩短发电机电压母线；（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。,五、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。高压开关站一般为露天布置。应尽量靠近主变压器场和中央控制室，且在同一高程上。通常布置在附近山坡上，也有布置在主厂房顶上的。当地形较陡时，可布置成阶梯式和高架式，以减少挖方。当高压出线不止一个等级，可分设两个或多个开关站。,谢谢!,
