水电站PPT演示水电站厂房(一)_图文.ppt共16页

包括发电机、户内配电装置、主变压器、户外配电装 置四大部分。 （三）水轮发电机的附属设备、辅助设备和电气二次回路控 制设备 1、附属设备 2、辅助设备 3、电气二次回路控制设备
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厂房枢纽的建筑物按其类型可分为：主厂房、 副厂房、主变压器场和开关站。
（1）主厂房是由主机间和安装检修间，是厂房的主要组 成部分。主机间内布置有主要机电设备和辅助设备。 （2）副厂房主要包括中央控制室、开关室等。 （3）主变压器场主要布置主变压器。 （4）开关站是布置户外配电装置的场所，通过高压输电 线由此将电能输往电网。
（3）双击式水轮机。由喷嘴出来的射流首先从转 轮上部冲击叶片，接着水流又在转轮下部内缘再一 次冲击叶片。
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（二）反击式水轮机的基本构造和尺寸 现代水轮机一般由进水设备、导水机构、转
轮和出水设备所组成。
1、水轮机的进水设备 反击式水轮机进水设备有开敞式和封闭式两大类。
2、水轮机的出水设备 目前工程上常用的尾水管型式有直锥形、弯锥形和弯
厂区四大建筑物与电流系统四大部分相对应：发电 机——主厂房；户内配电装置（开关柜）——副厂房的开 关室；主变压器——主变压器场；户外配电装置——开关 站。这是厂区布置时应考虑的重要因素。
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三、厂房的结构轮廓
本节主要介绍立式机组厂房的结构轮廓。 立式水电站厂房的结构特点是分层布置，水 轮机与发电机布置在不同层，一般分水轮机层、 发电机层。习惯上把发电机层地面高程以上部分 称为上部结构，以下为下部结构。 上部结构包括围墙、排架柱、牛腿、吊车梁 和厂房屋面结构，地面属于发电机层。 下部结构一般可细分为水轮机层和蜗壳尾水 管层，有时可增设出线（电缆）层，水轮机层以 下为混凝土块体结构。
第一节 概述
一、水电站设计的基本资料

（三）构造特点
（1）坝内埋管安装 （2）阻水环 （3）接触灌浆
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十、岔管
（一）岔管的种类与选型
（1） 三梁岔管 （2）月牙肋岔管 （3）球形岔管 （4）无梁岔管 （5）贴边岔管 （6）外包钢筋混凝土岔管 （7）钢筋混凝土岔管
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（二）布置特点
（1）岔管布置原则 （2）布置型式 （3）管底排水 （4）体形参数
水电站厂房按结构及布置特点可分为地面 式（包括河床式、坝后式、岸边式）、地下式 （包括地下式、半地下式、窑洞式）、坝内式、 厂顶溢流式等型式。
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（一）地面式厂房
（1）河床式厂房 （2）坝后式厂房 （3）岸边式厂房
（二）地下式厂房
（1）地下式厂房 （2）窑洞式厂房
（三）其他型式厂房
（1）坝内式厂房 （2）厂顶溢流式厂房
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2 . 厂房纵轴线方向的选择
1）洞室纵轴线走向，宜与围岩的主要构造弱面断层、 节理、裂隙、层面等呈较大夹角。同时，应注意次要构 造面对洞室稳定的不利影响。 2）对于深埋的地下洞室，地应力往往较大，此时洞室 纵轴线走向不仅要考虑与构造弱面的夹角，还应考虑与 地层主应力的关系。 3）洞室纵轴线走向还要考虑与上下游水道及调压室位 置等因素，避免水道过多转弯甚至延长。
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5 .尾水布置
1) 尾水系统设计应满足SL266-2001《水电站厂房设计 规范》的有关要求。
2) 抽水蓄能电站的尾水洞一般较长，常用多机一洞布 置，各机组后面设尾水闸门或阀门。
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6 .其它附属洞室的布置
1) 附属通道布置 2) 交通运输洞的布置 3) 竖井布置 4) 出线洞 5) 安全交通道 6) 排水廊道

第七章 水电站厂房设计
7.1 水电站厂房的任务、组成及基本类型 7.2 主厂房设备 7.3 立式机组主厂房的布置 7.4 主厂房的轮廓尺寸 7.5 卧式机组厂房的布置 7.6 副厂房的布置 7.7 厂房的采光、通风、交通及防火 7.8 厂区布置
水电站厂房
水电站厂房是将水能转为电能的综合工程设施， 包括厂房建筑、水轮机、发电机、变压器、开关 站等，也是运行人员进行生产和活动的场所。
（2）坝后式厂房
特征：厂房位于拦河坝的下游，紧接坝后，在结构上与 大坝用永久缝分开，发电用水由坝内高压管道引入厂房。
坝后式厂房还可以变化为：溢流式厂房、坝内式厂房、 挑越式厂房等 。
坝后式厂房示意图
Next
Center Hill Lake and Dam
溢流式厂房
厂房位于溢流坝挑坎下面的混凝土中，水流从厂房顶部流过。 适用：河谷狭窄，洪水流量大，机组台数多、没有合适位置布 置厂房的情况。
7.1 水电站厂房的任务、组成及基本类型
7.1.1 水电站厂房的任务
1.将水流平顺地引进水轮机 2.使水能转变成可供用户使用的电能 3.将各种必需的机电设备安置在恰当的位置，创
造良好的安装、检修及运行条件，为运行人员提 供良好的工作环境
7.1 水电站厂房的任务、组成及基本类型
7.1.2 水电站厂房的组成
机组的支承结构
水轮发电机组的重量、水流推力等荷载通过上、下机架传递 到发电机的支承结构（机墩）上，由机墩传递到水下混凝土， 进一步再传递到厂房的基础上。常见的机墩形式有：圆筒式 机墩、平行墙式机墩、环形梁立柱式机墩、框架式机墩
发电机的布置方式
开敞式、定子埋入式、上机架埋入式
7.2 主厂房设备

3. 工程地质和水文地质资料 ➢ 厂区地质分析报告及图纸。 ➢ 厂区的地基覆盖层厚度、下覆基岩深度、土壤及岩石物 理力学指标等。 ➢ 地下水活动情况。
4. 水文及水能资料
➢ 站址的多年径流资料。 ➢ 水库的调洪方式，包括水库及大坝的各种水文及下泄流
量，坝址及厂址处的水位~流量关系由线，尾水相应的 校核、设计及最小的各特征水位值。 ➢ 厂区所在河流的泥沙资料、河流冰凌资料以及山洪泥石 流等资料。 ➢ 电站的装机容量、机组台数、电站的最大最小和加权平 均水头。 ➢ 电站的运行方式、输电方向、电压等级、输电距离等。
开关等的地脚螺栓基础图；调速器；高低压空气压缩机、 水泵等尺寸及基础图；吊车的规格及技术资料。
二、水电站厂房设计程序
我国大中型水电站的设计一般分四个阶段：预可 行性研究、可行性研究、招标设计、施工详图。 1. 预可行性研究： • 研究基础：河流规划和地区电力负荷发展预测 • 研究内容：对拟建电站的建设条件进行研究，近 期兴建的必要性、技术可行性和经济合理性。 • 研究要求：对厂房不进行具体设计，只选定电站 的规模，初选枢纽布置和厂房型式，绘出厂房在 枢纽中的位置。
⑤ 辅助设备系统。包括为了安装、检修、维护、运 行所必须的各种电气及机械辅助设备，如厂用电 系统(厂用变压器、厂用配电装置、直流电系统)， 油系统、气系统、水系统，起重设备，各种电气 和机械修理室、试验室、工具间、通风采暖设备 等。
水 电 站 厂 房 组 成 图
3. 从水电站厂房的结构组成划分
① 水平面上可分为主机室和安装间。主机室安装水 轮发电机组及辅助设备，安装间是水电站机电设 备卸货、拆箱、组装、检修时使用的场地。
第三篇 水电站厂房
水电站厂房
水电站厂房是将水能转为电能的综合工程设施， 包括厂房建筑、水轮机、发电机、变压器、开 关站等，也是运行人员进行生产和活动的场所。

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1、轴瓦刮研及处理
一般筒式瓦导轴承磨损量不大，大修时只要将局部 高点刮去，并全部重新刮花即可。
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2、轴瓦刮研及处理实例
1.轴承间隙测定
以立式机主轴名义直径为960mm为例：
塞尺测4--8点轴承间隙，并做 好记录，如图
筒式瓦油润滑导轴承总的平均 间隙的经验公式计算：
总间隙等于对面间隙之值,其 最小值为 δmin=0.26+0.35=0.61mm
同一型号的螺栓、垫圈、销钉、弹簧等，应 存放在同一布袋或木箱中，并贴上标签，标明安 装部位和数量，以便在安装时查找，防止丢失。
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三、钳工作业
在检修中，大量的工作是钳工作业，其中有 切割、铲削、锉削、刮研、钻孔、攻丝及套丝等 工艺。所以，学好钳工工艺是非常重要的。对于 一些表面粗糙度要求很高的零部件表面，如推力 头的镜板（0.4-0.6um），以及油、气、水管路上 的阀门(1.5-1.6um)等，一般的机械加工很难达到。
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b.1、定子线圈
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水轮机的一般检修工艺
水轮发电机组是由成千上万个零部件组成的机械，它 与通用机械有相同的地方，都具有传动、连接、转动、轴 承及机座等部件。因此，其许多零部件的检修工艺与大部 分机械是基本相同的。
一般的检修工作包括部件的解体和起重吊运、钳工作 业、组装作业及校验调试工作。
1、导轴承体 2、底 座
这里，实测D=960.1mm，取δ=0.3， 则R'=(D+δ)/2=480.2mm
进行镗孔时，一定要按照规定的同心度和粗糙度加工。 如果镗孔时的表面粗糙度不好，那么在镗最后一刀时，应给内 径尺寸留0.1mm的裕量，以备刮研处理时用。
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2.2、轴瓦刮研及处理实例

1、保证水轮机层的净高不少于3.5～4.0m，否则 发电机出线和油气水管道布置困难。
2、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。大中型厂 房总是希望将发电机层楼板面设在下游设计洪水位 以上0.5~1.0m。
3、从经济性考虑，也可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
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蓄电池室、酸室、套间、充电机室、通风 机室等构成直流系统。 作用：机组故障，又无外来电源时作为事 故照明以及部分动力设备用电；厂房中部 分仪器、仪表的用电。 其布置要求防止酸气外溢、防爆，套间布 置在酸室外。整套系统不得布置在中控室、 开关室等上面。每小时定时通风多次。
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h5
还须满足水轮机层附属设备
h4
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)。
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5、发电机层楼板高程
2 d hd
hd-定子高度，
hd
如果发电机上
h6
机架为埋入式
h5
则还需加入上
h4
机架高度。
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除应满足发电机层布置要求外，还应满足：
h1
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一般不低于1.0m，混凝 土蜗壳顶板厚根据结构计算决定。
h4
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4．发电机装置高程
▽d =▽S +h5＋h6
h7
h5——发电机机墩进人孔高
h6
度 (一般取1.8m ～ 2.0m)；

变压器的台数、重量和尺寸。
机旁盘、各种配电板、发电机引出线接地等装置图；油 开关等的地脚螺栓基础图；调速器；高低压空气压缩机、 水泵等尺寸及基础图；吊车的规格及技术资料。
二、水电站厂房设计程序
我国大中型水电站的设计一般分四个阶段：预可 行性研究、可行性研究、招标设计、施工详图。 1. 预可行性研究： • 研究基础：河流规划和地区电力负荷发展预测
④ 机械控制设备系统。包括水轮机的调速设备，如 接力器及操作柜，事故阀门的控制设备，其它各
种闸门、减压阀、拦污栅等操作控制设备。
⑤ 辅助设备系统。包括为了安装、检修、维护、运
行所必须的各种电气及机械辅助设备，如厂用电
系统(厂用变压器、厂用配电装置、直流电ห้องสมุดไป่ตู้统)，
油系统、气系统、水系统，起重设备，各种电气

库区及取水枢纽1/2000~1/1000的地形图。坝址轴线处 1/200的地形图。


厂区枢纽处1/500的地形图。
厂房所在处1/200的地形图。 若为引水式电站，还应有1/2000~1/1000引水线路带状地 形图。 厂区地质分析报告及图纸。 厂区的地基覆盖层厚度、下覆基岩深度、土壤及岩石物 理力学指标等。
均水头。 电站的运行方式、输电方向、电压等级、输电距离等。

5. 施工组织资料

了解施工单位的施工技术水平，包括施工方法及设备，
施工材料的运输条件，施工工期、施工单价等资料。
6. 机组与辅助设备资料

主机组及总装图(立面和平面)及台数。 发电机的尺寸和重量，冷却方式及通风道尺寸。 水轮机型号、直径和重量，蜗壳和尾水管的型式和尺寸。
河川电站(常规水
电站)厂房、潮汐

水流从四周沿径向进入转轮，然后近似以轴向流出转轮。 应用水头范围较广，约为20~700m ，结构简单、运行稳
定且效率高，是应用最广泛的一种水轮机。
1—主轴；2—叶片；3—导叶
反击式水轮机 水电站基本构造原理与类型
混流式：幅向进流，轴向出流
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4
2
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1－主轴；2－叶片；3－导叶； 4－蜗壳；5－尾水管
三、水力发电特点 水电站基本构造原理与类型
缺点：
① 一次性投资大，移民多，工期长 ② 因地形、水力资源的影响，无法建造过大装机容量 ③ 建厂后不易增加扩容 ④ 对环境的负面影响（如生物多样性、泥沙、次生灾害
等）
四、我国水电事业的发展 水电站基本构造原理与类型
1.我国的水能资源状况
• 水电为中国最早发展，亦是 最成熟的可再生能源，对国 家要完成2020年非化石能源 消费比重达到15%的国际减 排目标，有着举足轻重的作 用，我国水能资源十分丰富， 总量居世界第一，主要分布 在西部地区，约70%在西南 地区。
推力轴承 推力支 架柱段
推力支 架锥段
空冷器
水电站基本构造原理与类型
水轮机
水轮机的主要分类 水电站基本构造原理与类型
水流能量转换特征
反击式 冲击式
水轮机的主要分类 水电站基本构造原理与类型
利用水流的势能和动能进行工作； 转轮完全淹没在密闭的水体中。
水轮机
反击式
• 混流式 • 轴流式 • 斜流式 • 贯流式
云南昆明石龙坝水 电站是我国大陆的 第一座水电站，其 装机容量仅为 1440kW ， 1910 年 7 月开工建设，1912 年4月发电。
二、水电站的基本类型 水电站基本构造原理与类型
(四)、抽水蓄能电站

. 厂房有大量的二期混凝土，并可能有分期安装问题，故在机组安装前后荷载变化较大，确定荷载与荷载组 合时也有其特点。
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) 荷载
1 ．基本荷载： ( 1 )厂房结构及永久设备自重； ( 2)回填土石重； ( 3)正常蓄水位或设计洪水位情况下的静水压力； ( 4)相应于正常蓄水位或设计洪水位情况下的扬压力； ( 5)相应于正常蓄水位或设计洪水位情况下的浪压力； ( 6)淤沙压力；土压力；冰压力； ( 7)其它出现机会较多的荷载。
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2 ．特殊荷载：
( 1)校核洪水位或检修水位情况下的静水压力；
( 2)相应于校核洪水位或检修水位情况下的扬压力；
( 3)相应于校核洪水位或检修水位情况下的浪压力；
( 4)地震力；
( 5)其它出现机会较少的荷载。
. 注：作用在厂房上的静水压力应根据厂房在不同的运行工况下的上、
下游水位确定。
3. 水平动荷载A3。由于发电机转子中心的偏心距e，
机组在运行中所产生的惯性离心力，从而引起机墩 30 导 轴 第 30页 /共 65页
4．厂房基础设有排水孔时，特殊组合中还要考虑排水 失效的情况。
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二、计算方法和要求
. 厂房整体稳定和地基应力计算应以中间机组段、边机组段和安装间段作为一个独 立的整体，按荷载组合分别进行。
. 边机组段和安装间段，除上下游水压力作用外，还可能受侧向水压力的作用，所 以必须核算双向水压力作用下的整体稳定性和地基应力。
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(二)、荷载组合
注：表中a适用于河床厂房， b适用于坝后和引水厂房。
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. 厂房整体稳定分析的荷载组合可按上页表采用。 . 厂房稳定和地基应力计算要考虑厂房施工、运行和扩大检修期的各种不利情况。 1 ．正常运行 . 对河床厂房来说， a1组合情况下厂房承受的水头最大； a2组合情况下扬压力最大，对稳定不利。 . 对坝后式厂房和引水式厂房来说，引起稳定问题的水平荷载为下游水压力，因此正常运行情况中取下游设

挡水建筑物
挡水建筑物就是大坝。
作用：拦截河流的水，用以形成水库，积 蓄水量，抬高水位、集中落差，造成水力 发电的基本条件——流量、水头。
支墩坝
土坝 大坝
拱坝
堆石坝
混凝土重力坝
引水建筑物是指从水库或河道中将所需要 利用的水引入水电站而造成的水工建筑物。
对引水建筑物的基本要求：保证水电栅、工作闸门、检修闸门、 档沙坎。
泄水建筑物：用以宣泄洪水及其他多余水量 的建筑物，同时可以用来排泥沙及其漂浮物 等。
引水电站水流路径
水库
调压井
蜗壳
进水口
压力钢管
水轮机转轮
压力隧洞
蝶阀
尾水
励磁系统
电压 频率 相位
油水汽三大辅助系统
以计算机网络为平台，通过开放、模块化 的结构设计，实现对水电厂生产过程的监 视、数据采集、控制、调节和保护，的一 种系统。
水电站生产过程
坝后式水电站
引水式水电厂是用引水道集中水头的电站 称为引水式水电站。 引水方式：明渠、无压遂洞、有压遂洞 缺点：无调节能力，属径流式。
引水式水电厂（有压）
引水式水电厂（无压）
水电站组成
➢ 水工建筑物 ➢ 水轮发电机组 ➢ 励磁系统 ➢ 调速系统 ➢ 油水汽三大辅助系统 ➢ 计算机监控系统 ➢ 继电保护 ➢ 安全自动化装置 ➢ 配电装置 ➢ 直流系统 ➢ 厂用电系统
分类：根据电气设备安装地点分为户内和户外式； 按电气设备组装方式分为装配式和成套组合式。
负荷分类
特点
示例
一类 二类
短时停电就会造成设备损坏，危 及人身安全、主机停运及大量影 响出力的负荷
允许短时停电，恢复供电后，不 致造成生产紊乱的负荷