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水电站厂房一、发电机层设备布置发电机层为安放水轮发电机组及辅助设备与仪表表盘的场地，也是运行人员巡回检查机组、监视仪表的场所。
要紧设备有：1．机旁盘(自动、保护、量测、动力盘)。
与调速器布置在同一侧，靠近厂房的上游或者下游墙。
2．调速柜。
应与下层的接力器相协调，尽可能靠近机组，并在吊车的工作范围之内。
3．励磁盘。
操纵励磁机运行，常布置在发电机近旁。
4．蝶阀孔。
假如在水轮机前装设蝴蝶阀，则其检修需要在发电机层的安装间内进行，在发电机层与其相应的部位预留吊孔，以方便检修与安装。
5．楼梯。
通常两台机组设置一个楼梯。
由发电机层到水轮机层至少设两个楼梯，分设在主厂房的两端，便于运行人员到水轮机层巡视与操作、及时处理事故。
楼梯不应破坏发电机层楼板的梁格系统。
6．吊物孔。
在吊车起吊范围内应设供安装检修的吊物孔，以勾通上下层之间的运输，通常布置在既不影响交通、又不影响设备布置的地方，其大小与吊运设备的大小相习惯，平常用铁盖板盖住。
发电机层平面设备布置应考虑在吊车主、副钩的工作范围内，以便楼面所有设备都能由厂内吊车起吊。
二、水轮机层设备布置水轮机层是指发电机层下列，蜗壳大块混凝土以上的这部分空间。
在水轮机层通常布置：1．调速器的接力器。
位于调速器柜的下方，与水轮机顶盖连在一起，并布置在蜗壳最小断面处，由于该处的混凝土厚度最大。
2．电气设备的布置。
发电机引出线与中性点侧都装有电流互感器，通常安装在风罩外壁或者机座外壁上。
小型水电站通常不设专门的出线层，引出母线敷设在水轮机层上方，而各类电缆架设在其下方。
水轮机层比较潮湿，对电缆不利。
对发电机引出母线要加装保护网。
3．油、气、水管道。
通常沿墙敷设或者布置在沟内。
管道的布置应与使用与供应地点相协调，同时避免与其他设备相互干扰，且与电缆分别布置在上下游侧，防止油气水渗漏对电缆造成影响。
4．水轮机层上、下游侧应设必要的过道。
要紧过道宽度不宜小于1.2m~1.6m。
水轮机机座壁上要设进人孔，进人孔宽度通常为1.2m~1.8m，高度不小于1.8m~2.0m，且坡度不能太陡。
目录第一节水轮机的主要类型第二节水轮机的工作参数第三节水轮机的型号第四节水轮机的装置型式第五节水轮机发展综述第一章水轮机的主要类型、构造第一节水轮机的主要类型自然界有多种能源，其中有很多式可以开发利用的，目前已被利用的能源中主要有热能、水能、风能和核能。
其中水能是一种最经济的能源，水能的开发利用已受到越来越多的关注。
我国有着丰富的水力资源，对水能的开发利用已受到社会的广泛关注，对水能最重要的开发形式就是兴建各种各样的水电站。
水轮机作为将水能转换成旋转机械能的一种水力原动机，是水电站中最重要的组成部分。
根据转轮转换水流能量方式的不同，水轮机分成两大类：反击式水轮机和冲击式水轮机。
反击式水轮机包括混流式、轴流式、斜流式和贯流式水轮机；冲击式水轮机分为水斗式、斜击式和双击式水轮机。
一、反击式水轮机反击式水轮机转轮区内的水流在通过转轮叶片流道时，始终是连续充满整个转轮的有压流动，并在转轮空间曲面型叶片的约束下，连续不断地改变流速的大小和方向，从而对转轮叶片产生一个反作用力，驱动转轮旋转。
当水流通过水轮机后，其动能和势能大部分被转换成转轮的旋转机械能。
1.混流式水轮机如图1-1所示，水流从四周沿径向进入转轮，然后近似以轴向流出转轮。
混流式水轮机应用水头范围较广，约为20～700m，结构简单，运行稳定且效率高，是现代应用最广泛的一种水轮机。
图1-1 混流式水轮机1—主轴；2—叶片；3—导叶2．轴流式水轮机如图1-2所示，水流在导叶与转轮之间由径向流动转变为轴向流动，而在转轮区内水流保持轴向流动，轴流式水轮机的应用水头约为3～80m。
轴流式水轮机在中低水头、大流量水电站中得到了广泛应用。
根据其转轮叶片在运行中能否转动，又可分为轴流定桨式和轴流转桨式水轮机两种。
轴流定桨式水轮机的转轮叶片是固定不动的，因而结构简单、造价较低，但它在偏离设计工况运行时效率会急剧下降，因此，这种水轮机一般用于水头较低、出力较小以及水头变化幅度较小的水电站。
水轮发电机的构造水轮机的转速都比较低，特别是立式水轮机，为了能发出50Hz的交流电，水轮发电机采用多对磁极结构，对于每分钟120转的水轮发电机，需要25对磁极。
由于过多磁极不易看清结构，本课件介绍一个有12对磁极的水轮机发电机模型。
水轮发电机的转子采用凸极式结构，图1是发电机的磁轭与磁极，磁极安装在磁轭上，磁轭是磁极磁力线的通路，发电机模型有南北相间的24个磁极，每个磁极上都绕有励磁线圈，励磁电源由安装在主轴端头的励磁发电机提供，或由外部的晶闸管励磁系统提供（由集电环向励磁线圈供电）。
图1--水轮发电机转子有多对磁极磁轭安装在转子支架上，在转子支架中心安有发电机主轴，在主轴的上端头安装有励磁发电机或集电环。
轴下端有连接水轮机的法兰，见图2。
图2--水轮发电机转子发电机定子铁芯由导磁良好的硅钢片叠成，在铁芯内圆均匀分布着许多槽，用来嵌放定子线圈，见图3。
图3--水轮发电机定子铁芯定子线圈嵌放在定子槽内，组成三相绕组，每相绕组由多个线圈组成，按一定规律排列，见图4。
图4--水轮发电机定子绕水轮发电机安装在由混凝土浇筑的机墩上，在机墩上安装机座，机座是定子铁芯的安装基座，也是水轮发电机的外壳，在机座外壳安装有散热装置，降低发电机冷却空气的温度；在机墩上还安装下机架，下机架有推力轴承，用来安装发电机转子，推力轴承可承受转子的重量与振动、冲击等力。
见图5。
图5--水轮发电机机墩、机座、下机架在机座上安装定子铁芯与定子线圈，见图6。
图6--水轮发电机的定子转子插在定子中间，与定子有很小间隙，转子由下机架的推力轴承支撑，可以自由旋转，见图7。
图7--定子与转子安装在机座上安装上机架，上机架中心安装有导轴承，防止发电机主轴晃动，使它稳定的处于中心位置。
图8--水轮机发电机未盖地板铺好上层平台地板，装好电刷装置或励磁电机，一台水轮发电机模型就安装好了。
图8--水轮机发电机该水轮发电机模型转子旋转一周将感生出12个周期的三相交流电动势。
第四节水轮机的模型试验一、水轮机的模型试验的意义前面讨论了水轮机相似的条件，这就从理论上解决了用较小尺寸的模型水轮机，在较低水头下工作去模拟大尺寸和高水头的原型水轮机。
按相似理论，模型水轮机的工作完全能反映任何尺寸的原型水轮机。
模型水轮机的运转规模比真机运转规模小的多，费用小，试验方便，可以根据需要随意变动工况。
能在较短的时间内测出模型水轮机的全面特性。
将模型试验所得到的工况参数组成单位转速和单位流量后，并分别以它们作为纵坐标及横坐标，按效率相等工况点连线所得到的曲线图称为综合特性曲线。
此综合特性曲线不仅表示了模型水轮机的工作性能，同样地反映了与该模型水轮机几何相似的所有不同尺寸，工作在不同水头下的同类型真实水轮机的工作特性。
水轮机制造厂可从通过模型试验来检验原型水力设计计算的结果，优选出性能良好的水轮机，为制造原型水轮机提供依据，向用户提供水轮机的保证参数。
水电设计部门可根据模型试验资料，针对所设计的电厂的原始参数，合理地进行选型设计，并运用相似定律利用模型试验所得出的综合特性曲线，绘出水电站的运转特性曲线。
为运行部门提供发电依据，水电厂运行部门可根据模型水轮机试验资料，分析水轮机设备的运行特性，合理地拟定水电厂机组的运行方式，提高水电厂运行的经济性和可靠性。
当运行中水轮机发生事故时，也可以根据模型的特性分析可能产生事故的原因。
二、水轮机模型试验的方法水轮机的模型试验主要有能量试验，气蚀试验，飞逸特性试验和轴向水推力特性试验等几种。
由于篇幅所限，本教材主要介绍反击式水轮机的能量试验。
反击式水轮机的汽蚀试验可参阅有关参考文献。
能量试验台分为开敞式试验台和封闭式试验台，封闭式试验台无需设置测流槽，故平面尺寸要比开敞式试验小，而且水头调节更加方便，但封闭式试验台投资较高。
1. 开敞式能量试验台（1）开敞式能量试验台水轮机效率是水轮机能量转换性能的主要综合指标，因此，模型水轮机的能量试验主要是确立模型水轮机在各种工况下的运行效率。
水力发电原理及水电站概况本课程要紧内容为介绍水力发电的差不多原理，以及概述性地介绍水电站各组成系统的设备的类型、作用。
要紧是让读者从总体上了解水电站是如何实现水能转化为电能？实现那个过程需要哪些设备的支撑？这些设备的具体分工是如何的？由于本课程为总体性概述，因此关于具体设备的工作原理和内部结构那么不作具体性的阐述，假设读者对这些问题感爱好，能够参考其他水力专业性书籍。
一.水力发电差不多原理及水电站在电力系统中的工作方式1.水力发电差不多原理水力发电过程事实上确实是一个能量转换的过程。
通过在天然的河流上，修建水工建筑物，集中水头，然后通过引水道将高位的水引导到低位置的水轮机，使水能转变为旋转机械能，带动与水轮机同轴的发电机发电，从而实现从水能到电能的转换。
发电机发出的电再通过输电线路送往用户，形成整个水力发电到用电的过程。
如图1-1所示，高处水库中的水体具有较大的势能，当水体经由压力管道流进安装在水电站厂房内的水轮机而排至水电站的下游时，水流带动水轮机的转轮旋转，使得水动能转变为旋转的机械能，水轮机带动同轴的发电机转子切割磁力线，在发电机的定子绕组上产生感应电动势，当定子绕组与外电路接通时，发电机就向外供电了。
如此，水轮机的选择机械能就通过发电机转变为电能。
2. 水电站的出力和发电量的运算水电站在某时刻输出的功率，称为水电站在该时刻的出力。
水电站的理论出力公式如下：)(81.9kW QH gQH t gVH P g g g t ===ρρ 上式中的Q 为水轮机的引用流量，H g 为水电站上、下游的高程差，称为水电站的毛水头。
水电站的实际出力公式如下：)(81.9)(81.9kW KQH QH h H Q P g ==∆-=ηη上式中H 称为水轮机的工作水头，△h 为水头缺失；η为水轮发电机组的总效率；K=水电站的出力系数，关于大中型水电站，K 值可取为8.0～8.5，关于小型水电站，K 值一样取为6.5～8.0。
水电站是将水能转换为电能的综合工程设施。
又称水电厂。
它包括为利用水能生产电能而兴建的一系列水电站建筑物及装设的各种水电站设备。
利用这些建筑物集中天然水流的落差形成水头，汇集、调节天然水流的流量，并将它输向水轮机，经水轮机与发电机的联合运转，将集中的水能转换为电能，再经变压器、开关站和输电线路等将电能输入电网。
有些水电站除发电所需的建筑物外，还常有为防洪、灌溉、航运、过木、过鱼等综合利用目的服务的其他建筑物。
这些建筑物的综合体称水电站枢纽或水利枢纽。
中国大陆最早建成的水电站是云南省昆明市郊的石龙坝水电站(1912) ，目前已经建成世界上第一大的水电工程----三峡水利枢纽工程，装机容量为2240万千瓦。
水利枢纽定义：为实现一项或多项水利任务，在一个相对集中的场所修建若干不同类型的水工建筑物组合体，以控制调节水流。
原理将水能转换为电能的综合工程设施。
一般包括由挡水、泄水建筑物形成的水库和水电站引水系统、发电厂房、机电设备等。
水库的高水位水经引水系统流入厂房推动水轮发电机组发出电能，再经升压变压器、开关站和输电线路输入电网。
水的落差在重力作用下形成动能，从河流或水库等高位水源处向低位处引水，利用水的压力或者流速冲击水轮机，使之旋转，从而将水能转化为机械能，然后再由水轮机带动发电机旋转，切割磁力线产生交流电。
水电站类型：按水能来源分为利用河流、湖泊水能的常规水电站；利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，待电力负荷高峰期再放水至下水库发电的抽水蓄能电站；利用海洋潮汐能发电的潮汐电站；利用海洋波浪能发电的波浪能电站。
按对天然径流的调节方式分为：没有水库或水库很小的径流式水电站，水库有一定调节能力的蓄水式水电站。
按水电站水库的调节周期分为多年调节水电站、年调节水电站、周调节水电站和日调节水电站。
年调节水电站是将一年中丰水期的水贮存起来供枯水期发电用。
其余调节周期的水电站含义类推。
按发电水头分为高水头水电站、中水头水电站和低水头水电站。
第一篇水力机械水轮机+ 发电机：水轮发电机组功能：发电水泵+ 电动机：水泵抽水机组功能：输水水泵+ 水轮机：抽水蓄能机组。
功能：抽水蓄能水轮发电机组：水轮机是将水能转变为旋转机械能，从而带动发电机发出电能的一种机械，是水电站动力设备之一。
第一章水轮机概述第一节水轮机的工作参数水轮发电机组装置原理图定义：反映水轮机工作状况特性值的一些参数，称水轮机的基本参数。
由水能出力公式：N=9.81ηQH可知，基本参数：工作水头H、流量Q、出力N、效率η，工作力矩M、机组转速n。
一、水头(head)1. 毛水头(nominal productive head)H M =E U -E D =Z U - Z D2. 反击式水轮机的工作水头毛水头 - 水头损失=净水头 H G =E A - E B =H M - h I -A3. 冲击式水轮机的水头H G =Z U - Z Z - h I-A其中Z U 和Z Z 分别为上游和水轮机喷嘴处的水位。
4. 特征水头(characteristic head)表示水轮机的运行范围和运行工况的几个典型水头。
最大工作水头： H max =Z 正-Z 下min -h I-A 最小工作水头： H min =Z 死-Z 下max -h I-A设计水头(计算水头) H r ：水轮机发额定出力时的最小水头。
平均水头： H av =Z 上av -Z 下av 二、流量(m 3/s)(flow quantity)单位时间内通过水轮机的水量Q 。
Q 随H 、N 的变化：H 、N 一定时， Q 也一定；当H =H r 、N =N 额时，Q 为最大。
在H r 、n r 、N r 运行时，所需流量Q 最大，称为设计流量Q r 三、出力与效率(output and efficiency)1. 出力(水轮机的输出功率)N ： 指水轮机轴传给发电机轴的功率。
水轮机的输入功率 (水流传给水轮机的能量)为：QH QH N w 81.9==γ 水轮机的输出功率：ηηQH N N w 81.9== 2. 效率：η=N /N w ，一般η=80%~95% 四、工作力矩和转速水轮机的出力可以用旋转机械运动公式来表达QH nMM N ηπϖ81.9602=== 式中 M ——主轴力矩； ω——水轮机旋转角速度，n ——转速，n =3000/p ；p ——发电机磁极对。
第一章设备基本参数第一节水轮机基本参数第二节发电机基本参数第三节温度限额第四节冷却水第五节顶转子时间规定第六节顶转子要求第七节转速限额第二章总则第1条水轮发电机组是全厂最重要的机电设备，为确保机组的安全经济运行和人身安全，运行和有关人员必须严格遵守本规程。
发现有人违反本规程，运行人员有权加以制止。
第2条机组开机、停机、蝶阀开启与关闭操作，必须经值长许可。
第3条蜗壳充水前，机组必须处于下列状态：1、蜗壳、尾水管进人孔关闭；2、蜗壳排水阀关闭；3、调速系统正常、油压正常；4、导叶全关、接力器锁锭投入。
第4条事故停机后，必须查明事故原因，消除故障，并手动复归事故停机回路，否则不允许开机，必须开机应经生产厂长批准。
第5条机组主要保护和自动装置必须投入，整定值不得任意变动，必须解除或变更定值时，须经生产厂长批准。
第6条调速器接力器排油或关闭调速器总供油阀1136的时间超过4小时，恢复前需做接力器全行程试验，试验应严格按典型操作票进行。
第7条机组因故发生低转速加闸或惰性停机，开机前需顶转子一次。
第8条在机组操作或试验过程中，如发生异常情况，应立即停止操作或试验，并及时向值长汇报。
第9条机组转动部分或蜗壳、尾水管内有人工作，应做好防蝶阀开启及导叶动作的防转动安全措施。
第10条操作、巡回检查、定期工作、事故处理等工作完毕后必须向发令人汇报。
第11条油、水、气系统检修后，应做相应的充油、充水、充气试验，检查油、水、气系统完好。
第12条机组发生严重冲击或全甩负荷等异常工况时，应检查发电机有无异常，并测量一次水导摆度。
第13条水轮机一般应调整到最佳工作状况运行，避免在振动区运行，以免发生严重汽蚀和振动。
第14条当机组发生高转速加闸停机后，应对风闸、制动块进行全面检查。
第15条机组不允许在额定转速50%以下长时间运行。
第16条调速器遇下列情况之一者应切“手动控制”运行：1、自动控制回路发生故障时；2、测频电压互感器及回路发生故障时；3、试验工作需要时。
第四节水轮机层和发电机层水轮机层和发电机层占据了厂房的大部分空间，它们的结构型式和尺寸主要取决于电流系统及电气控制设备的布置。
同时布置在这两层中的还有机械控制设备。
高水头水电站的各种机电设备中，发电机尺寸相对较大，因此发电机层的尺寸对主厂房的平面尺寸常起控制作用。
一、发电机的类型及励磁方式大中型水电站一般均采用立式（竖轴）水轮发电机组。
发电机的类型及励磁方式会影响到厂房的布置。
根据推力轴承设置的位置，竖轴水轮发电机可分为悬式和伞式两种。
悬式水轮发电机的推力轴承位于上机架上，整个水轮发电机组的转动部分是悬挂着的。
它的优点是推力轴承损耗较小，装配方便，运行较稳定；缺点是上机架尺寸大，机组较高，消耗钢材多。
转速在150r/min以上的水轮发电机一般为悬式。
伞式水轮发电机的推力轴承设在下机架上，推力轴承好似伞把支撑着机组的转动部分。
它的优点是上机架轻便，可降低机组高度（及厂房高度），节省钢材，检修发电机时可不拆除推力轴承，从而缩短检修时间；缺点是推力轴承直径较大，易磨损，设计制造较复杂。
有时还把推力轴承设于水轮机顶盖支架上，称为低支承伞式水轮发电机。
转速150 r/min以下的大容量机组常为伞式。
目前水轮发电机的励磁方式主要有直流电机励磁及可控硅整流励磁两种。
前一种情况下，发电机的励磁电流来自于同轴连接在发电机上方（指竖轴机组）的直流电机，即励磁机。
后一种情况下，发电机输出电流的一部分经可控硅整流、降压后送回发电机作为励磁电流。
从励磁系统的组成上看，采用可控硅励磁后，可省去励磁机，有利于降低厂房高度，但要增加几块励磁盘及励磁变压器。
二、发电机支承结构发电机支承结构通常称为机座或机墩，其作用是将发电机支承在预定的位置上，并给机组的运行、维护、安装、检修创造有利条件。
机组作用在机座上的力主要有垂直荷载（转动及非转动部分的重量、水推力等）及扭矩（正常及短路扭矩）。
机座必须有足够的强度和刚度保证弹性稳定，动力作用下振幅小，自振频率高（以免与机组共振)。
发电机层和水轮机层之间的高差通常被称为净水头或有效落差。
这个高差是指水从水轮机层流向发电机层时所获得的重力势能转换成机械能和电能的高度差。
净水头是通过测量水轮机层和发电机层之间的垂直距离来确定的。
这个高差可以由两层之间的水平距离和垂直距离计算得出。
通常，水轮机层位于水源的上方，而发电机层位于水轮机层的下方。
净水头的大小对于水力发电的效率和发电能力非常重要。
较大的高差意味着更大的重力势能转换为机械能和电能的能力，从而产生更多的电力。
因此，在设计水力发电站时，工程师们会尽可能地寻找具有较大高差的水源，并选择适当的水轮机和发电机来实现最佳的能量转换效率。
1。
第四节水轮机层和发电机层水轮机层和发电机层占据了厂房的大部分空间，它们的结构型式和尺寸主要取决于电流系统及电气控制设备的布置。
同时布置在这两层中的还有机械控制设备。
高水头水电站的各种机电设备中，发电机尺寸相对较大，因此发电机层的尺寸对主厂房的平面尺寸常起控制作用。
一、发电机的类型及励磁方式大中型水电站一般均采用立式（竖轴）水轮发电机组。
发电机的类型及励磁方式会影响到厂房的布置。
根据推力轴承设置的位置，竖轴水轮发电机可分为悬式和伞式两种。
悬式水轮发电机的推力轴承位于上机架上，整个水轮发电机组的转动部分是悬挂着的。
它的优点是推力轴承损耗较小，装配方便，运行较稳定；缺点是上机架尺寸大，机组较高，消耗钢材多。
转速在150r/min以上的水轮发电机一般为悬式。
伞式水轮发电机的推力轴承设在下机架上，推力轴承好似伞把支撑着机组的转动部分。
它的优点是上机架轻便，可降低机组高度（及厂房高度），节省钢材，检修发电机时可不拆除推力轴承，从而缩短检修时间；缺点是推力轴承直径较大，易磨损，设计制造较复杂。
有时还把推力轴承设于水轮机顶盖支架上，称为低支承伞式水轮发电机。
转速150 r/min以下的大容量机组常为伞式。
目前水轮发电机的励磁方式主要有直流电机励磁及可控硅整流励磁两种。
前一种情况下，发电机的励磁电流来自于同轴连接在发电机上方（指竖轴机组）的直流电机，即励磁机。
后一种情况下，发电机输出电流的一部分经可控硅整流、降压后送回发电机作为励磁电流。
从励磁系统的组成上看，采用可控硅励磁后，可省去励磁机，有利于降低厂房高度，但要增加几块励磁盘及励磁变压器。
二、发电机支承结构发电机支承结构通常称为机座或机墩，其作用是将发电机支承在预定的位置上，并给机组的运行、维护、安装、检修创造有利条件。
机组作用在机座上的力主要有垂直荷载（转动及非转动部分的重量、水推力等）及扭矩（正常及短路扭矩）。
机座必须有足够的强度和刚度保证弹性稳定，动力作用下振幅小，自振频率高（以免与机组共振)。
常见的机座有以下几种。
(1)圆筒式机座。
这种机座广泛应用于中型机组，见图16-10。
它的内部为圆形的水轮机井，外部呈圆形或八角形，圆筒壁厚在1.5 m以上。
水轮机井下部的内径决定于水轮机顶盖处各种设备的布置、安装、维护、检修条件及结构传力条件。
为了使机座荷载的一部分经水轮机座环传至下部块体结构，该内径要略小于座环的外径，一般取转轮直径的1.3～1.4倍左右。
水轮机井下部常设一段钢板里衬，由水轮机厂家制造。
水轮机井上部的内径与形状主要取决于发电机的结构。
安装机组时，水轮机转轮、顶盖、发电机下支架、转子等依次吊入，所以水轮机井上部直径必须大于转轮外径（最好能大于顶盖的外径，以便整体吊装）而小于下支架的直径。
采用伞式发电机（推力轴承设在下支架处）时，尽量减小下支架的跨度对结构有利，因此常令水轮机井上部内径仅比水轮机转轮直径大0.5～0.7 m。
圆筒式机座的优点是受压及受扭性能均较好，刚性大，一般为少筋混凝土，用钢较省。
其缺点是水轮机井内狭小，水轮机的安装、检修、维护较为不便。
(2)框架式机座。
对于中小型机组，可将发电机安置在由环形梁（圈梁）和4～6根立柱组成的框架式结构上，荷载通过立柱传给下部块体结构（因此也称为立柱式机座）。
框架式机座水轮机井尺寸的决定与圆筒式机座原则上相同。
这种机座的优点是混凝土方量少，水轮机顶盖处比较宽敞，设备的布置、安装、维护、检修比较方便；缺点是受扭和抗振的性能比圆筒式差，刚性也较小。
图16-3～图16-8给出了这种机座的例子。
该机座由圈梁及4根粗壮的立柱组成，水轮机井内径3.70 m，为转轮直径的1.48倍，比发电机转子直径小0.88 m，比发电机下支架直径小0. 4 m。
发电机型号为TS520/182-24，容量为42500kW，计算及模型试验表明，该立柱式机座的强度可以保证，但刚度偏小，因而振动的最大振幅偏大。
(3）块体机座。
装置大型机组的厂房，发电机层以下除留有水轮机井及必要的通道以外，全部为块体混凝土，机组直接支承在块体混凝土上，如图11-2所示。
这种机座的强度及刚度很大，但混凝土方量大。
(4)平行墙式机座。
这也是一种适用于大型机组的机座，由两平行承重钢筋混凝土墙及其间的两横梁组成，机组支承于平行墙及其间的横梁上。
当发电机荷载大时，横梁的梁深可达数米。
两平行墙之净距大于水轮机顶盖，平行墙跨过蜗壳，将荷载传至下部块体结构，墙厚可达数米，见图16-12。
这种机座的优点是水轮机顶盖处宽敞，工作方便，而且可以在不拆除发电机的情况下，将水轮机转轮从平行墙之间吊出。
(5)钢机座。
采用钢结构支承发电机并将荷载传至水轮机顶盖、座环或蜗壳上。
这种机座的优点是发电机与水轮机直接配套，结构紧凑，安装方便迅速，减少了复杂的钢筋混凝土工程；但耗钢材多，我国尚未采用过。
三、发电机的布置方式按发电机与发电机层楼板的相互位置，发电机在主厂房内的布置方式可分为上机架埋入式、定子埋入式和定子外露式三种。
单机容量l00MW以上的大型机组常采用上机架埋入式布置，即发电机定子及上机架全部埋设在发电机层楼板之下，发电机层只留下励磁机。
这样虽要增加一些厂房高度，但发电机层显得宽敞，检修场地大，利于各种控制和辅助设备的布置，因而有可能减小厂房的宽度；发电机层与水轮机层之间高度大，常增设夹层布置发电机引出线及电气设备。
单机容量数万千瓦的发电机组采用定子埋入式布置较多，其上机架出露（或部分出露）在发电机层楼板上，虽占据了一些位置，但便于检修悬式发电机组的推力轴承、观察发电机上导轴承油位和测量机架摆度。
只有开敞式通风的小型发电机才采用定子外露式布置。
由于发电机完全出露在发电机层楼板以上，发电机层很拥挤，发电机的引出线布置不便。
四、发电机层楼板高程的确定根据上一节所述的原则，可以定出水轮机层地面高程▽，（图16-11）。
在此高程上加上水轮机井进入孔高度(2 m左右）和进入孔顶部的深梁(1 m左右），得出发电机定子的安装高程（即机座顶面高程）▽，主机组的轴长也随之确定了。
若发电机采用定子外露式布置，此即发电机层楼板高程；否则，再加上发电机定子高度，并按上机架埋入程度再加上一部分或全部上机架高度，得出发电机层楼板高程▽。
确定发电机层楼板高程中，除考虑机组布置方式的影响外，还要考虑下列因素：(1)套用现成机组时，发电机与水轮机之间的间距是给定的。
(2)发电机层楼板最好高于下游尾水位，以便于对外交通及开窗采光通风。
当下游洪水位过高时，可考虑低于下游最高水位，但高于较常见的下游水位。
图16-10所示厂房就因为下游尾水位较高而抬高了发电机层楼板高程，并因之增设了出线层。
(3)水轮机层的高度不得小于3.5～4.0 m；若增设出线层，其高度也不宜小于3.5m。
(4)发电机层楼板最好与装配场同高（详见本章第五节）。
图16-3所示厂房，水轮机安装高程定为113.70 m后，根据套用现成机组的尺寸，发电机安装高程定为118.895 m，发电机层楼板高程定为122.55 m。
机组采用定子埋入式布置，发电机上机架也部分埋设在发电机层楼板下，以便加高水轮机层以及副厂房出线层的高度，便于布置电流系统。
图16-12 美国包德水电站的平行墙式机座图16-13 湖南镇水电站电气主接线图五、电流系统及电气控制设备的布置水电站的主要电气设备组成及其连接方式常表示在电气主结线图中。
图16-13即为湖南镇水电站（图16-3)的主结线图。
由图可见，该电站采用扩大单元结线，四台42500 kW机组用两台三相三卷变压器结成两个扩大单元。
110 kV高压侧采用旁路母线，220 kV高压侧采用双母线，发电机电压为10.5 kV。
厂用电由两个扩大单元母线用SK-500干式变压器供给，坝区及近区用电由#3、#4机组的扩大单元母线上接出，经近区变压器供给。
发电机引出线常布置在发电机层楼板下面，即水轮机层上部（图16-3)或专设的出线层内（图16-10）。
要求引出线短，没有干扰，母线道干燥，通风散热条件好。
以图16-7为例，每台发电机均向下游出线，引出线固定在发电机层楼板下（即水轮机层天花板上），并以铁丝网加以围护。
引出线穿墙进入副厂房中的出线层，经断路器并成发电机电压母线，然后沿出线层及母线廊道通至主变压器，升高电压后分别接到110 kV及220 kV开关站。
厂用电来自发电机电压母线，经布置在出线层内的断路器及两台厂用变压器供给。
厂用配电室设在125.40 m高程的副厂房内，见图16-5。
该图中还表示了布置在装配场墙外的近区用电系统的断路器、近区变压器及配电室。
机旁盘等需经常监视操作的设备一般布置在发电机层，以便值班人员工作。
若有位置，励磁盘也可布置于此。
由图l7-6可见，每台机上游侧都布置了五块机旁盘（及一块电调盘），＃1、#2机采用直流励磁机励磁，布置了三块励磁盘；＃3、＃4机采用可控硅励磁调节器，布置了五块励磁盘，并在水轮机层（图16-7)布置了SK-500励磁干式变压器。
其他电气设备一般布置在以中央控制室为核心的副厂房内。
中央控制室是全厂监视、控制的中心，要求宽敞、明亮、干燥、安静、气温适宜，以利各种仪表正常工作，并给值班人员创造良好的工作环境。
中央控制室最好靠近发电机层，与主厂房联系方便，处理故障迅速。
它最好又位于主厂房与高压开关站之间。
中央控制室的下层要设一层电缆层，全厂各处的各种表计、继电器、控制操作设备都通过电缆经电缆层接入中央控制室的表盘。
中央控制室附近常布置继电保护等控制和辅助设备。
以湖南镇水电站为例，由图16-4和图16-5可见中央控制室位于装配场下游侧副厂房内，与主机间之间设有伸缩缝，以减小机组振动的影响。
由中央控制室穿过继电保护室即可到达主厂房的走廊平台，俯视发电机层；下一层楼即可到达机组旁，因此该位置还是适宜的。
与中央控制室在同一层的还有各种电气设备用房，如继电保护室、自动远动室、厂用配电室、直流盘室、蓄电池室、载波机室等。
而下一层为贯通的电缆层，便于敷设各种电缆。
六、机械控制设备的布置水电站厂房内的机械控制设备主要包括水轮机的调速器、减压阀、蝴蝶阀和尾水闸门的操作设备。
混流式水轮机组的（单调）机械液压调速器由操作柜、油压装置及接力器（或称作用筒）组成。
接力器可以是环形接力器或推拉接力器。
环形接力器直接固定在水轮机顶盖上，推拉接力器一般布置在蜗壳断面较小的上游侧，固定在机座的孔洞中（见图16-10）。
油压装置供应一定压力的操作用油，以压力油管及回油管与操作柜相连接。
操作柜是调速器的核心，它以油管与接力器连接并控制油的流向，使接力器动作打开或关小导叶，以满足运行要求。
接力器的动作又以回复连杆（或钢丝绳）反馈给操作柜。
由此可见，油压装置应尽可能靠近操作柜，而操作柜应尽可能接近接力器，以缩短油管并便于安排回复装置。
