水电站厂房的基本类型与厂区布置 第一节水电站厂房的功用、组成与基本类型 一、水电站厂房的功用 水电站厂房的功用是：通过一系列的工程建筑，将水流平顺的引进水 轮机并流向下游：将各种机电设备布置于恰当的位置，给它们创造良好的 安装、检修及运行条件；为运行管理人员创造良好的工作环境。 二、水电站厂房和厂区的组成 (一)厂区的组成 布置水电站的发电、变电和配电建筑物的区域称为水电站的厂区。主 要由水电站厂房、主变压器场、高压开关站和内外交通线路四部分组成。 厂区是完成发、变、配电的主体。在水电站设计中，通常将这些建筑物集 中布置在一起，故又称为厂房枢纽。 水电站厂房包括主厂房和副厂房。安装水轮发电机组的房间称为主厂 房，是直接将水能转变为电能的车间，是厂房的主体。为安装和检修主厂 房内的机电设备需要设置安装间或称装配场。它通常位于主厂房的一端， 并成为主厂房的一部分。布置各种机电控制设备和辅助设备的房间，以及 运行管理人员的工作和生活用房，统称副厂房，一般围绕主厂房布置。安 装升压变压器的地方称为主变压器场。安装高压配电装置的地方称为开关 站。它们通常布置在副厂房附近的露天场地上。由于枢纽布置和地形条件 的不同，变压器场和开关站可以分开布置，也可连在一起布置。当二者布 置在一起时，称为升压变电站。它们的作用是将发电机出线端电压升高至 远距离送电所要求的电压，并经调度分配后送向电网。 (二)水电站厂房的组成 1、按设备组成系统划分
开站 (户外高压、配电装 开送口 仆电流电压 主变压 开关室 纯装 厂房 电洗电压百器 ,起重设备 主厂房 供油设备 控设备 玉空气被 速信号器 央控制室 (控制盘) 压力管 供水设备 继电保护 磁机 排水设备 电厂自动化 件 电厂公用设备 动机 检修设备 厂用电 其他 发电机 其他 副厂房 主房 机盘 阀一蜗壳 水轮机 速器 通讯设备 袖压装置 制柜 副厂房 尾水管 房表标主扩房 是表示刷房 材流下游 ·表示水流系统 →表示电气投备系统 表示机组及其辅助设备系线 图1水电站厂房的组成 (1)水流系统：是完成将水能转变为机械能的一系列过流设备，包括 2
进水管、主阀（如蝴蝶阀）、水轮机引水室（如蜗壳）、水轮机、尾水管、 尾水闸门、尾水渠等。 (2)电流系统：是发电、变电、配电的电气一次回路系统。包括发电 机、发电机母线、发电机中性点引出线、发电机电压配电装置（户内开关 室)、厂用电系统、主变压器、高压配电装置（户外开关站）及各种电缆等。 (3)电气控制设备系统：是控制水电站运行的电气设备。如互感器 表针、继电器、控制电缆、自动及远动装置、通讯及调度设备等。 (4)机械控制设备系统：包括水轮机的调速设备以及主阀、减压阀、 拦污栅和各种闸门的操作控制设备等。 (5)辅助设备系统：是为安装、检修、维护、运行所必需的各种机、 电辅助设备。包括厂用电系统：油系统：气系统：水系统：起重设备等设 备。 上述五大系统各有其不同的作用和要求，在布置时必须注意它们的相 互联系，使其互相协调地发挥作用。 2、按水电站厂房的结构组成划分 (1)水平面上可分为主机室和装配场。 (2)垂直面上根据工程习惯，主厂房以发电机层楼板面为界分为上部 结构和下部结构两部分。 1)上部结构。包括主机室和装配场（有成安装间），与工业厂房基本 上相似。主机室是运行和管理的主要工作场所，水轮发电机组及许多辅助 设备都布置在这里：装配场是水电站机、电设备到货卸车、拆箱、组装和 机组检修时使用的地方。 2)下部结构。为大体积的整体结构，主要布置水轮机的过流系统，其
特点是：尺寸大、结构复杂、防渗要求严格、基础深厚。 又或又。 中央控制室 电层 油开关室 E 水井 图2厂房横剖面图 三、水电站厂房的基本类型 (一)地面式厂房 1、河床式厂房 当水头较低，单机容量有较大时，厂房与整个进水建筑物连成一体， 厂房本身起挡水作用称为河床式厂房。长江干流上的葛洲坝水利枢纽的厂 房是目前我国装机容量最大的河床式厂房，浙江的富春江水电站和广西的 西晋水电站、大化水电站的厂房，也是这种形式
重力 床式厂房 图3河床式水电站厂房一西津水电站 低水头水电站有时为了泄洪、排沙的需要，为保证有足够的溢流宽度 5
和通航要求，可将厂房机组分别装设在溢洪道中加宽的闸墩内，发电机顶 部用罩盖住，称为闸墩式厂房或墩内式厂房，如黄河上的青铜峡水电站， 采用的就是这种形式。这种形式加宽了溢流断面，节省厂房段，但结构复 杂，通风和防渗困难。闸墩式厂房属于河床式厂房的一种类型。 图4闸墩式水电站厂房一青铜峡水电站 低水头水电站有时在机组蜗壳的上方或下方设泄洪、排沙的泄水孔， 利用泄流时从孔内射出的水流，将厂房下游尾水水体推远，降低尾水位， 起到利用射流增加落差的作用，这种厂房称为泄水式厂房，又称为射流增 差式厂房。也属于河床式厂房。 2、坝后式厂房 当水电站水头较高，建坝挡水，又将厂房紧靠坝布置的厂房，成为坝 后式厂房。坝后式厂房又可分为以下几类： (1)坝后式厂房。厂房在大坝下游，不起挡水作用，发电用水经坝式 进水口沿坝身压力管道进入厂房。黄河上的三门峡、龙羊峡水电站和东北 丰满水电站等都属于此种类型。一般适用于中、高水头的情况。 (2)坝垛式厂房。厂房布置在连拱坝、大头坝或平板坝的支墩之间。 6
适用于中水头的情况。安徽省怫子岭水电站老厂房就采用了这种形式。 (3)溢流式厂房。当河谷狭窄、泄洪量大、机组台数多、地质条件较 差、不能采用地下式厂房而又要求保证有一定宽度的溢流段时，将厂房布 置在溢流坎下面，厂房顶就是溢流面，称为溢流式厂房。这种形式的厂房 结构要求能抵抗高速水流的荷载，溢流面的施工要求平滑，使泄洪时不致 发生震动和气蚀。新安江水电站厂房是我国第一座溢流式厂房，云南漫湾 水电站厂房也是采用这种形式。其缺点是：厂房计算复杂、施工质量要求 高。 71 工作制门槽 一检修彩门檀 发电机主厂房 又12 又115 又110.80 7101
图5坝后式水电站厂房一丹江口水电站 图6坝垛式厂房—安徽佛子岭水电站
图7溢流式厂房—浙江新安江水电站 (4)挑越式厂房 位于峡谷中的高水头大流量水电站，由于河谷狭窄，将厂房布置在挑 流鼻坎的后面，泄洪时高速水流挑越过厂房顶，水舌射落到下游河床中， 称为挑越式厂房。贵州乌江渡水电站厂房是我国首次采用这种形式。 图8挑越式厂房—贵州乌江渡水电站 对于溢流式和挑流式厂房来说，需要妥善处理的问题是厂房的通风、 照明、防潮、出线、交通、排水和下游消能及岸坡保护等
3、坝内式厂房 当洪水量很大，荷故狭窄时，为减少开挖量，将厂房布置在坝体内， 而在坝顶设溢洪道，称为坝内式厂房。江西上犹江水电站厂房是我国第一 座坝内式厂房，湖南省凤滩水电站也是采用坝内式厂房。这种形式的厂房 可以充分利用坝体的强度，省掉厂房的混凝土工程量；在施工时，坝内空 腔对混凝土的散热和冷却有利：还可利用空腔安排坝基排水，降低扬压力： 厂房布置不受下游水位变化的限制。但坝体施工质量要求较高，施工期对 拦洪和导流及大坝分期施工和分期蓄水等方面，不如实体重力坝。 图9坝内式厂房—湖南省凤滩水电站 4、河岸式厂房 在引水式和混合式水电站中，水电站厂房通常布置在河道下游的岸边， 这种形式的厂房称为河岸式厂房。适用于中、高水头的情况。 (二)地下式厂房 由于受地形、地质的限制，在地面上找不到合适位置建造地面式厂房 而地下有良好的地质条件或国防上需要，将厂房布置在地下山岩中，称为 地下式厂房。此外，还有厂房部分机组段在地下，部分机组段在地面的半 10