水利水電工程導(dǎo)論

1、水利水電工程導(dǎo)論水利水電工程導(dǎo)論6.1 概述概述第六章 水電站一一、水電站發(fā)展概況、水電站發(fā)展概況 早在3000多年前勞動(dòng)人民就利用水力磨面、舂米、提水灌溉。隨著商業(yè)資本及小型手工業(yè)的發(fā)展，水力逐漸用于打鐵、鋸木、造紙及紡織等工業(yè)方面。 19世紀(jì)下半葉又相繼發(fā)明了直流電機(jī)、交流同步電機(jī)、變壓器、輸電線路。直到19世紀(jì)末，在筑壩技術(shù)、結(jié)構(gòu)理論與施工技術(shù)發(fā)展到一定水平以后，才出現(xiàn)了近代的水電站。6.1 概述概述一一、水電站發(fā)展概況、水電站發(fā)展概況 到20世紀(jì)70年代達(dá)到頂峰時(shí)，全世界幾乎每天都有23座新建的水壩交付使用，水電站建設(shè)也同時(shí)達(dá)到頂峰。根據(jù)有關(guān)組織的統(tǒng)計(jì)，至20世紀(jì)末，世界上有24個(gè)國(guó)家

2、的90%電力來自水電，有三分之一的國(guó)家的水電比重超過一半。 水電事業(yè)的發(fā)展主要受自然條件、社會(huì)條件及技術(shù)條件的制約。6.1 概述概述二二、水力發(fā)電原理、水力發(fā)電原理 水流從高處向低處落下時(shí)具有很大的能量。從力學(xué)知道，具有一定重量的物體自高處落下時(shí)作功，其功的大小取決于物體的重量和它的下降高度。水能就是天然河流中的水從高處向低處流動(dòng)時(shí)所具有的能量。同樣，河段水能數(shù)值的大小，取決于水的下落高度和水量的大小，也就是水頭（工程上常稱為“落差”）和流量?jī)蓚€(gè)要素。6.1 概述概述二二、水力發(fā)電原理、水力發(fā)電原理 在河流上取一個(gè)河段12（如圖61），若在t時(shí)段內(nèi)有水量WQ t流過該河段時(shí)，則水量流道11斷面

3、和22斷面之間的水能蘊(yùn)藏量為：E=QHt=WH （6-1）其單位時(shí)間內(nèi)的功率：P=QH （62）6.1 概述概述圖61 水能蘊(yùn)藏計(jì)算圖6.1 概述概述二、水力發(fā)電原理二、水力發(fā)電原理 上式中：W為水體體積，為水的容重，Q為河道流量，H為兩過水?dāng)嗝嬷g的落差。該河段所具有的的能量體現(xiàn)為位能。 在自然狀態(tài)下，河段中所蘊(yùn)藏的能量（水能），一般消耗于沖刷河床與河水流動(dòng)中的內(nèi)部摩擦等。要利用水能，就必須將天然河流中的落差集中起來。若一次集中的落差太大，所需要建的大壩就越高，水庫可能淹沒的面積越大，所以在河源至河口之間的落差，在水能集中利用的過程中，通常通過河段的梯級(jí)開發(fā)來實(shí)現(xiàn)，例如圖6-2所示。6.1

4、概概述述二、水力發(fā)電原理二、水力發(fā)電原理6.1 概述概述二、水力發(fā)電二、水力發(fā)電原理原理概括起來，水力發(fā)電的過程可分為三階段：第一階段：集中水能匯集水量，集中水頭；第二階段；傳遞水能把具有一定水頭和流量的水流輸送到水輪發(fā)電機(jī)組；第三階段：轉(zhuǎn)化水能水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能再轉(zhuǎn)化為電能，輸配電能至用戶。6.1 概述概述二、水力發(fā)電二、水力發(fā)電原理原理 水力發(fā)電的過程如圖6-3 水電站是一個(gè)生產(chǎn)電能的工廠，水能是它的“原料”，水輪發(fā)電機(jī)組是它的主要生產(chǎn)機(jī)器，而電能則是它的“產(chǎn)品”。供給的水能越多，發(fā)電能力就可能越大。6.1 概述概述15:08 / 10三、水能三、水能開發(fā)方式開發(fā)方式水能開發(fā)方式按調(diào)節(jié)流量的

5、方式，可分為蓄水式和徑流式蓄水式水電站用較高的攔河壩形成水庫，在短距離內(nèi)抬高水頭集中落差發(fā)電，適用于山區(qū)水流落差大能夠形成較大水庫的情況，如長(zhǎng)江三峽水電站徑流式水電站沒有水庫，或水庫庫容相對(duì)很小，落差較小，主要利用天然徑流發(fā)電，適用于河道較平緩、流量較大的情況，如長(zhǎng)江葛洲壩水電站6.1 概述概述三、水能三、水能開發(fā)方式開發(fā)方式水能開發(fā)方式按集中落差的方式，可分為壩式、引水式和混合式。壩式水電站是在河道上修筑大壩，截?cái)嗨鳎Ц咚?，在靠壩下游建造水電站廠房，甚至用廠房直接擋水，如長(zhǎng)江葛洲壩水電站。引水式水電站一般僅修筑很低的壩，通過取水口將水引取到較遠(yuǎn)的、能夠集中落差的地方修建水電站廠房，引水

6、道可以是無壓的（如明渠）和有壓的（如壓力鋼管），為許多中小型水電站采用。6.1 概述概述三、水能三、水能開發(fā)方式開發(fā)方式混合式水電站同時(shí)采用壩和有壓引水道共同集中落差形成水頭，具有壩式和引水式開發(fā)的優(yōu)點(diǎn)。此外，還有開發(fā)利用海洋潮汐水能的潮汐開發(fā)方式（潮汐電站），以及將水能和電能相互轉(zhuǎn)化的抽水蓄能開發(fā)方式（抽水蓄能電站）。6.1 概述概述四、水電站在電力系統(tǒng)中的四、水電站在電力系統(tǒng)中的作用作用電力系統(tǒng)，是指一定范圍內(nèi)的各用戶（工業(yè)、農(nóng)業(yè)、市政用電等）與各電廠（各水電站、火電站、熱電站等）用輸電線路聯(lián)結(jié)成一個(gè)統(tǒng)一的整體，由各發(fā)電廠統(tǒng)一地向各用戶供電，稱為電力系統(tǒng)。水電站在電力系統(tǒng)中的作用與水電站本

7、身調(diào)節(jié)性能、水庫綜合利用程度、水電站開發(fā)方式、距離用電中心遠(yuǎn)近等因素有關(guān)一般說來，因水電站具有單位kw投資低、出力調(diào)整迅速、靈活等特性，除無調(diào)節(jié)水電站外，一般均可起調(diào)頻、調(diào)峰作用。6.2 水電站的類型水電站的類型按集中落差的方式，可分為壩式、引水式和混合式，此外，還有潮汐開發(fā)方式和抽水蓄能開發(fā)方式。壩式開發(fā)方式有壩后式、河床式、旁引式等。引水式分為無壓引水式和有壓引水式。從建筑物的組成和形式來說，旁引式、混合式和有壓引水式是基本相同的，作為水電站基本布置形式可以統(tǒng)稱為有壓引水式。6.2 水電站的類型水電站的類型一、壩后式一、壩后式水電站水電站 壩后式水電站的特點(diǎn)是水電站主廠房布置在大壩后（下游

8、）（圖64），壩與廠房一般用沉陷縫分開，建有相對(duì)較高的攔河壩形成水庫，利用大壩集中落差形成庫容，并進(jìn)行水量調(diào)節(jié)。圖64 典型壩后式水電站示意圖1-水輪機(jī)；2-導(dǎo)流墻；3-閥門；4-廠房；5-閘門；6-大壩；7-溢流壩；8-攔污柵；9-壓力管道 壩后式水電站由于筑壩壅水，會(huì)造成上游一定的淹沒損失，允許淹沒到一定高程而不致造成太大損失。一般修建在河流的中、上游。6.2 水電站的類型水電站的類型二、河床式二、河床式水電站水電站 河床式水電站多修建在河流水面較寬且河道比降較小的中、下游河段上（圖65），如葛洲壩水電站。這種水電站其廠房尺寸和重量均較大，可以直接承受水壓力，作為擋水建筑物的一部分與閘壩并

9、肩位于河床中。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明其適用水頭范圍對(duì)大中型水電站可達(dá)2535米，對(duì)小型水電站一般在810米以下。 河床式水電站沒有專門的引水管道，水流直接由廠房上游側(cè)的進(jìn)水口進(jìn)入水輪機(jī)。6.2 水電站的類型水電站的類型二、河床式水電站二、河床式水電站圖65 典型河床式水電站示意圖1-橋式吊車；2-主廠房；3-發(fā)電機(jī)；4-水輪機(jī)；5-蝸殼；6-尾水管；7-水電站廠房；8-導(dǎo)流墻；9-閘門；10-工作橋；11-溢流壩；12-攔河壩；13-閘墩6.2 水電站的類型水電站的類型三、無壓引水三、無壓引水式水電站式水電站 無壓引水式水電站的主要特點(diǎn)是具有較長(zhǎng)的無壓引水道。它多修建在河道比降較陡或有較大河灣的河段上，

10、利用比降較緩的引水道來集中落差，如圖66所示。 這種水電站建筑物一般由首部樞紐、引水建筑物和廠區(qū)樞紐三部分組成。1）首部樞紐 首部樞紐包括攔河閘壩、沖沙閘、進(jìn)水口、沉沙池等。攔河閘壩一般較低，進(jìn)水口多采用進(jìn)水閘形式，沖沙閘建在進(jìn)水閘上游附近以保證有害泥沙不致進(jìn)入引水道。6.2 水電站的類型水電站的類型三、無壓引水式三、無壓引水式水電站水電站2）引水建筑物 引水建筑物主要為明渠或無壓隧洞，其前端直接與首部樞紐的進(jìn)水口相接，其尾部與壓力前池相連。3）廠區(qū)樞紐 廠區(qū)樞紐主要包括壓力前池、泄水道、壓力管道、電站廠房、尾水渠及變電配電建筑物等。 壓力前池的作用主要是將引來的水通過壓力管道分配給水輪機(jī)，另

11、外，它還有清除污物、宣泄多余水量與平衡渠末水位等作用。6.2 水電站的類型水電站的類型三、無壓引水式水電站三、無壓引水式水電站圖66 無壓引水式水電站示意圖1-壩；2-溢流壩；3-進(jìn)水閘；4-引水渠；5-壓力前池；6-調(diào)節(jié)池；7-壓力水管；8-廠房；9-泄水道；10-開關(guān)站；11-尾水渠 無壓引水式水電站的優(yōu)點(diǎn)是淹沒損失小，工程簡(jiǎn)易，造價(jià)較低。但因庫容很小，河流水量利用率低，其綜合利用效益很小。6.2 水電站的類型水電站的類型四、有壓引水式四、有壓引水式水電站水電站 有壓引水式水電站的主要特點(diǎn)是有較長(zhǎng)的有壓引水道（如有壓隧洞或壓力管道），圖67為有壓引水式水電站建筑物組成和布置示意圖。 若水電

12、站廠房為地下廠房時(shí)，一般均為有壓引水式水電站，如廣州抽水蓄能電站、泰安抽水蓄能電站等。五、混合式水電站五、混合式水電站 具有壩式和引水式兩方面的特點(diǎn)6.2 水電站的類型水電站的類型五、混合式五、混合式水電站水電站 適用于自然河流的上游具有優(yōu)良的壩址適宜建造水庫，而緊接水庫以下的河段坡度突然變陡，或是有較大的河灣。如圖6-8所示六、潮汐式六、潮汐式水電站水電站 利用海洋漲、落潮所形成的水位差來引海水發(fā)電，稱為潮汐發(fā)電。有單庫單向、單庫雙向和雙庫等開發(fā)方式。圖69為常見的單庫雙向式潮汐水電站示意圖。6.2 水電站的類型水電站的類型六、潮汐式六、潮汐式水電站水電站 世界海洋潮汐能蘊(yùn)藏量約為27億kW

13、，是一種值得開發(fā)的能源。一般海洋潮差較穩(wěn)定，且不存在豐、枯水年的差別，因此潮汐能的年發(fā)電量穩(wěn)定。但潮汐發(fā)電由于技術(shù)原因和開發(fā)成本較高，所以發(fā)展緩慢。七、抽水蓄能七、抽水蓄能電站電站 抽水蓄能電站是以水體為儲(chǔ)能介質(zhì)，利用電力系統(tǒng)低負(fù)荷時(shí)其他電站多生產(chǎn)的電能，通過水泵將下水庫的水抽蓄到上水庫，6.2 水電站的類型水電站的類型七、抽水蓄能七、抽水蓄能電站電站待到電力系統(tǒng)高峰負(fù)荷時(shí)，將這部分存蓄的水通過水輪機(jī)放到下水庫，發(fā)出電能以滿足電力系統(tǒng)負(fù)荷需要。圖67是抽水蓄能電站示意圖。我國(guó)水力資源比較豐富，但分布很不均勻，同時(shí)工業(yè)發(fā)展東西區(qū)域不均，故電力系統(tǒng)需要調(diào)峰填谷。為此，我國(guó)的抽水蓄能電站發(fā)展前途巨大

14、。6.3 水電站水電站引水系統(tǒng)引水系統(tǒng)引水系統(tǒng)：主要是指將水電站的發(fā)電用水從水庫引向廠房機(jī)組的一系列工程結(jié)構(gòu)。主要有四部分：進(jìn)水口（取水結(jié)構(gòu)）、渠道或隧洞（輸水結(jié)構(gòu)）、壓力前池或調(diào)壓室（平水結(jié)構(gòu)）、壓力鋼管將水輸入水電站廠房。由于水電站類型的不同，引水系統(tǒng)的具體組成略有不同。以下將以引水式水電站為主，介紹引水系統(tǒng)各部分的特點(diǎn)。6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)一、一、進(jìn)水口進(jìn)水口 進(jìn)水口是引水建筑物必不可少的一項(xiàng)重要建筑物，位于輸水系統(tǒng)首部，其功用是按電力系統(tǒng)負(fù)荷要求引進(jìn)發(fā)電用水。水電站的進(jìn)水口分為有壓和無壓兩種。有壓進(jìn)水口的特征是進(jìn)水口后接有壓隧洞或管道，進(jìn)水口深埋在水庫水面之下，以引進(jìn)深

15、層水為主。無壓進(jìn)水口的特征是進(jìn)水口后一般接無壓引水建筑物，以引取表層水為主。6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)一、一、進(jìn)水口進(jìn)水口1、無壓進(jìn)水口、無壓進(jìn)水口也稱為開敞式進(jìn)水口，一般適用于無壓引水式電站，分為有壩進(jìn)水口和無壩進(jìn)水口兩種。由于無壩進(jìn)水口只能引用河道流量的一部分，不能充分利用河流資源，故較少采用。有壩無壓進(jìn)水口的組成建筑物一般有攔河低壩（或閘）、進(jìn)水閘、沖沙閘及沉沙池等，如圖611所示。6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)一、一、進(jìn)水口進(jìn)水口1、無壓進(jìn)水口、無壓進(jìn)水口 無壓進(jìn)水口多為低壩引水。考慮到洪水期的大流量、水流挾帶大量泥沙以及各種漂浮物等因素，其進(jìn)水口位置應(yīng)選擇在比較穩(wěn)定的

16、河段，并布置在河道的凹岸。當(dāng)無合適穩(wěn)定河段可以利用時(shí)，可采用工程措施造成人工彎道。2、有壓進(jìn)水口、有壓進(jìn)水口 有壓進(jìn)水口通常在一定的壓力水頭下工作，可6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)一、進(jìn)水口一、進(jìn)水口2、有壓進(jìn)水口、有壓進(jìn)水口單獨(dú)設(shè)置，也可和擋水建筑物結(jié)合在一起，適用于從水位變幅較大的水庫中取水。有壓進(jìn)水口設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足水量、水質(zhì)、水頭損失小、可節(jié)制流量及水工建筑物的一般要求。進(jìn)水口的高程應(yīng)低于水電站運(yùn)行中可能出現(xiàn)的最低水位（死水位），且引水道頂部應(yīng)有一定的淹沒深度，以保證不產(chǎn)生漏斗狀的吸氣漩渦。同時(shí)，進(jìn)水口的底緣（底坎）應(yīng)高于泥沙淤積高程1.0m以上。 有壓進(jìn)水口的類型主要取決于水電站的

17、開發(fā)方式、壩型、地形地質(zhì)等因素，一般有隧洞式、壓力墻式、塔式和壩式四種。6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)一、一、進(jìn)水口進(jìn)水口2、有壓進(jìn)水口、有壓進(jìn)水口1）隧洞式進(jìn)水口 隧洞式進(jìn)水口的進(jìn)口段、閘門段和漸變段三部分系從山體中開挖而成。進(jìn)水口閘門安置在山巖開挖出的豎井（閘門井）中，因此又稱為豎井式進(jìn)水口。該類型進(jìn)水口適用于水庫岸邊地質(zhì)條件較好、開挖豎井和進(jìn)口斷面均不致引起塌方的情況。由于比較充分地利用了巖石的作用，隧洞式進(jìn)水口的鋼筋混凝土工程量較少。如圖6-122）壓力墻式進(jìn)水口 當(dāng)隧洞進(jìn)口處的地質(zhì)條件較差或地形陡峻，不宜擴(kuò)大斷面和開挖豎井時(shí)，可采用壓力墻式進(jìn)水口。6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引

18、水系統(tǒng)一、一、進(jìn)水口進(jìn)水口2、有壓、有壓進(jìn)水口進(jìn)水口2）壓力墻式進(jìn)水口 該情況下，可將進(jìn)門段與閘門段均布置在山體之外。如圖6-133）塔式進(jìn)水口 當(dāng)山坡平緩、地質(zhì)條件較差且采用隧洞式或壓力墻式進(jìn)水口會(huì)引起過大的挖方時(shí)，可采用塔式進(jìn)水口。對(duì)于土石壩相應(yīng)的水電站，也常采用塔式進(jìn)水口。塔式進(jìn)水口分圓形進(jìn)水口和矩形進(jìn)水口兩種。塔式進(jìn)水口以工作橋與岸邊連接。如圖6-146.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)一、一、進(jìn)水口進(jìn)水口2、有壓、有壓進(jìn)水口進(jìn)水口4）壩式進(jìn)水口 當(dāng)水電站壓力管道埋設(shè)于混凝土壩內(nèi)、廠房布置于壩后或壩內(nèi)時(shí)，采用與壩體形成整體的壩式進(jìn)水口。該類進(jìn)水口的結(jié)構(gòu)布置與壩型直接相關(guān)。如圖6-156

19、.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)二二、輸水結(jié)構(gòu)、輸水結(jié)構(gòu)1. 明渠明渠 明渠是一種具有自由表面（表面上各點(diǎn)受大氣壓強(qiáng)的作用）水流的渠道。根據(jù)它的形成可分為天然明渠和人工明渠。前者如天然河道；后者如人工輸水渠道、運(yùn)河及未充滿水流的管道等。 水電站引水建筑物的明渠、箱涵、渡槽、無壓隧洞、虹吸管等都是在進(jìn)水口下游側(cè)到電站廠房這一區(qū)域內(nèi)，隨地形條件的變化而設(shè)置的長(zhǎng)距離、多種類的引6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)二二、輸水結(jié)構(gòu)、輸水結(jié)構(gòu)1. 明渠明渠建筑物，有時(shí)是上述幾個(gè)或全部類型組成。這些建筑物最末端是壓力前池，從壓力前池出口設(shè)置壓力管道將水輸入廠房。 水電站的輸水渠道為動(dòng)力渠道，主要為水電站集

20、中水頭并輸送發(fā)電所需要的流量，位于無壓進(jìn)水口或沉沙池之后，水電站渠道的經(jīng)濟(jì)流速約為1.52.0m/s。渠道也可作為水電站的尾水渠。6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)二二、輸水結(jié)構(gòu)、輸水結(jié)構(gòu)1. 明渠明渠 水電站引水渠道按照水力特性，可分為自動(dòng)調(diào)節(jié)渠道和非自動(dòng)調(diào)節(jié)渠道兩種類型。 自動(dòng)調(diào)節(jié)渠道的主要特點(diǎn)是：渠頂高程沿渠道全長(zhǎng)不變，且高出渠道內(nèi)可能的最高水位；渠底按一定坡度逐漸降低，斷面也逐漸加大；在渠末壓力前池處不設(shè)泄水建筑物。自動(dòng)調(diào)節(jié)渠道無溢流水量損失，渠道最低水位與最高水位之間的容積可用做調(diào)節(jié)水量，當(dāng)6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)二二、輸水結(jié)構(gòu)、輸水結(jié)構(gòu)1. 明渠明渠電站引用流量發(fā)生變

21、化時(shí)，可由渠內(nèi)水深和水面比降的相應(yīng)變化來自動(dòng)調(diào)節(jié)，不必運(yùn)用渠首閘門的開度來控制，故稱為自動(dòng)調(diào)節(jié)渠道。只有在渠線較短、地面縱坡較小時(shí)，采用此種類型的渠道才可能是經(jīng)濟(jì)合理的。 非自動(dòng)調(diào)節(jié)渠道的主要特點(diǎn)是：渠頂沿渠道長(zhǎng)度有一定的坡度，其坡度一般與渠底坡度相同。在渠末壓 6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)二二、輸水結(jié)構(gòu)、輸水結(jié)構(gòu)1.明渠明渠力前池處（或壓力前池附近）設(shè)有泄水建筑物，用來控制渠道水位的升高。對(duì)于渠道線路較長(zhǎng)的電站或電站停止運(yùn)行后仍需向下游供水時(shí)，適宜采用非自動(dòng)調(diào)節(jié)渠道。2.隧洞隧洞 水電站隧洞包括引水隧洞和尾水隧洞，它是水電站最常見的輸水建筑物之一。由于其在巖體中開挖而 6.3 水電站

22、引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)二二、輸水結(jié)構(gòu)、輸水結(jié)構(gòu)2.隧洞隧洞成，與渠道相比，較少受地形地質(zhì)條件制約，相對(duì)無壓引水式結(jié)構(gòu)而言，其輸水沿線結(jié)構(gòu)形式較為單一，無太多交叉建筑物。 與渠道相比，隧洞具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）可以采用較短的路線，避開沿線不利的地形、地質(zhì)條件；（2）有壓隧洞能適應(yīng)水庫水位的大幅度升降及水電站引用流量的迅速變化；（3）不受冰凍影響，沿程無水質(zhì)污染； 6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)二二、輸水結(jié)構(gòu)、輸水結(jié)構(gòu)2.隧洞隧洞（4）運(yùn)行安全可靠。隧洞的主要缺點(diǎn)是：對(duì)地質(zhì)條件、施工技術(shù)及機(jī)械化的要求較高，單價(jià)較貴，工期較長(zhǎng)。隧洞路線直接影響造價(jià)大小、施工難易、安全可靠程度以及工程效益。原則上

23、，洞線應(yīng)盡可能布置成進(jìn)口與廠房或廠房與尾水出口間的最短直線，但實(shí)際上常由于種種原因而彎曲。 6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)二二、輸水結(jié)構(gòu)、輸水結(jié)構(gòu)2.隧洞隧洞 隧洞選線中需考慮的主要因素有地質(zhì)條件、地形條件、施工條件和水力條件。隧洞可以是無壓的或有壓的。但是要避免在隧洞中出現(xiàn)時(shí)而無壓時(shí)而有壓的不穩(wěn)定工作狀態(tài)。三、平水建筑物三、平水建筑物 6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)三三、平水建筑物、平水建筑物 平水建筑物用以平穩(wěn)由于水電站負(fù)荷變化或者尾水系統(tǒng)中引起的流量及壓力的變化，保證水電站調(diào)節(jié)穩(wěn)定的建筑物，如無壓引水式水電站渠道末端的壓力前池、有壓引水式水電站的調(diào)壓室。1.壓力前池壓力前池

24、壓力前池是引水渠道和壓力管道（或稱壓力水管）之間的連接結(jié)構(gòu)，主要由池身及漸變段；壓力水管進(jìn)水口；泄水建筑物（側(cè)堰）；排污、排沙、排冰建筑 6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)三三、平水建筑物、平水建筑物1.壓力前池壓力前池物等結(jié)構(gòu)組成，如圖616所示。 壓力前池是無壓引水道與壓力管道之間的平水建筑物。它具有一定容積和高程，滿足機(jī)組發(fā)電流量和水頭的要求。遇到含沙量比較大的河流，在壓力前池附近考慮設(shè)置沖沙池和閘室。壓力前池的作用包括：（1）加寬、加深渠道以滿足壓力管道進(jìn)水口的布置要求；6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)三三、平水建筑物、平水建筑物1.壓力前池壓力前池（2）向各壓力管道均勻分配流量

25、并加以必要的控制；（3）清除水中污物、泥沙及浮冰；（4）宣泄多余水量；（5）引用流量迅速改變時(shí)，反射壓力水管中的水錘波，抑制渠道內(nèi)水位的過大波動(dòng)。6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)三三、平水建筑物、平水建筑物2.調(diào)壓室調(diào)壓室水擊（水錘）：有壓管道內(nèi)水體流速（流量）的突然變化，使得水流動(dòng)量發(fā)生改變，根據(jù)動(dòng)量定理將產(chǎn)生對(duì)水流的沖量，導(dǎo)致內(nèi)水壓強(qiáng)急劇升高或降低的現(xiàn)象。 水擊所產(chǎn)生的壓強(qiáng)升高（正水擊）或降低（負(fù)水擊），都會(huì)對(duì)水電站運(yùn)行帶來不利影響。為了改善水錘現(xiàn)象，常在有壓引水隧洞（或水管）與壓力管道銜接處建造調(diào)壓室，如圖617所示。6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)三三、平水建筑物、平水建筑物2

26、.調(diào)壓室調(diào)壓室 調(diào)壓室利用擴(kuò)大的斷面和自由水面反射水錘波，將有壓引水系統(tǒng)分成兩段：上游段為有壓引水隧洞，調(diào)壓室使隧洞基本上避免了水錘壓力的影響；下游段為壓力管道，由于長(zhǎng)度縮短了，從而降低了壓力管道中的水錘值，改善了機(jī)組的運(yùn)行條件。 調(diào)壓室的大部分或全部設(shè)置在地面以上的稱為調(diào)壓塔，調(diào)壓室大部分埋在地面之下者則稱為調(diào)壓井。根據(jù)6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)三三、平水建筑物、平水建筑物2.調(diào)壓室調(diào)壓室水電站不同的條件和要求，調(diào)壓室可以布置在廠房的上游或下游，在有些情況下，在廠房的上下游都需要設(shè)置調(diào)壓室而成雙調(diào)壓室系統(tǒng)。6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)四四、壓力管道、壓力管道 壓力管道的作用

27、是將水庫、壓力前池或調(diào)壓室中的水引入廠房中的水輪機(jī)，并將流量在機(jī)組間分配。它是水電站樞紐的重要組成部分，其特點(diǎn)是坡度陡，內(nèi)水壓力大。因此在設(shè)計(jì)和施工方面都必須重視其安全可靠性，壓力管道一旦失事將直接危及廠房的安全。1.壓力管道的壓力管道的類型類型（1）按制作材料分類 ： 壓力管道可分為鋼管、鋼筋混凝土管、以及其他類型。6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)四四、壓力管道、壓力管道1.壓力管道的壓力管道的類型類型（2）按結(jié)構(gòu)型式分類壓力：管道可分為明管、地下埋管和壩內(nèi)埋管。2. 壓力管道的路線選擇壓力管道的路線選擇 正確選擇壓力管道的路線是設(shè)計(jì)壓力管道的首要任務(wù)，路線選擇的合理與否，對(duì)于工程造價(jià)及

28、運(yùn)行的安全可靠性影響極大。6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)四四、壓力管道、壓力管道2. 壓力管道的路線選擇壓力管道的路線選擇 在進(jìn)行路線選擇時(shí)，應(yīng)與水電站總體布置統(tǒng)一安排，并考慮地形、地質(zhì)條件，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。 主要需遵守的原則為：宜選取短而直的路線；應(yīng)避開可能發(fā)生滑坡、石崩和覆蓋層很深的地段；壓力管道轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于3倍管徑，轉(zhuǎn)彎分為平面轉(zhuǎn)彎、豎直轉(zhuǎn)彎和立體轉(zhuǎn)彎三種，位置相近的平面轉(zhuǎn)彎和豎直轉(zhuǎn)彎宜合并成立體轉(zhuǎn)彎，位置相近的彎管和漸縮管宜合并成6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)四四、壓力管道、壓力管道2. 壓力管道的路線選擇壓力管道的路線選擇漸縮彎管；在明鋼管下的地面上應(yīng)設(shè)置橫向排

29、水溝；對(duì)于地下埋管，在地下水壓較高的地區(qū)宜設(shè)置排水設(shè)施。3. 壓力管道供水方式壓力管道供水方式 壓力管道的根數(shù)應(yīng)根據(jù)機(jī)組臺(tái)數(shù)、管線長(zhǎng)短、機(jī)組安裝分期、運(yùn)輸條件、制造安裝水平、地形條件、地質(zhì)條件、電站運(yùn)行方式及其在電力系統(tǒng)中的地位等6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)四四、壓力管道、壓力管道3. 壓力管道供水方式壓力管道供水方式因素，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。 壓力管道向水輪機(jī)的供水方式可分為單獨(dú)供水、聯(lián)合供水和分組供水三種，如圖618。6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)四四、壓力管道、壓力管道3. 壓力管道供水方式壓力管道供水方式（1）單獨(dú)供水 單獨(dú)供水是指每臺(tái)機(jī)組各由一條管道自壓力前池或調(diào)壓

30、室向水輪機(jī)供水。這種供水方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行靈活可靠，當(dāng)其中一根鋼管或一臺(tái)機(jī)組發(fā)生故障需要檢修時(shí)，其他機(jī)組仍可照常運(yùn)行，但管材用量較多，造價(jià)較高。這種供水方式多用于壓力管道較短的電站。如圖6-18a.d6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)四四、壓力管道、壓力管道3. 壓力管道供水方式壓力管道供水方式（2）聯(lián)合供水 聯(lián)合供水是指由一根總管在末端分岔后向電站所有機(jī)組供水。這種供水方式的顯著優(yōu)點(diǎn)是在高水頭小流量的水電站中采用可以節(jié)省管材，降低造價(jià)。其缺點(diǎn)是運(yùn)行的靈活性和可靠性較單獨(dú)供水方式差，當(dāng)總管發(fā)生故障或檢修時(shí)，將使電站全部機(jī)組停止運(yùn)行。如圖6-18c.f6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)四四、

31、壓力管道、壓力管道3. 壓力管道供水方式壓力管道供水方式（3）分組供水 分組供水是指每根主管在末端分岔后向兩臺(tái)或兩臺(tái)以上機(jī)組供水。這種供水方式的優(yōu)、缺點(diǎn)同聯(lián)合供水方式相似，區(qū)別只是當(dāng)一根主管發(fā)生故障或檢修時(shí)，不致造成電站所有機(jī)組停止運(yùn)行。分組供水方式一般適用于管線較長(zhǎng)、機(jī)組臺(tái)數(shù)較多的電站。如圖6-18b.e6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)四四、壓力管道、壓力管道3. 壓力管道供水方式壓力管道供水方式 無論采用聯(lián)合供水或者分組供水，與每根管道相連的機(jī)組臺(tái)數(shù)一般不宜超過四臺(tái)。壓力管道的軸線與廠房的相對(duì)方向可采用正向、側(cè)向或斜向的布置。正向布置的優(yōu)點(diǎn)是管線較短，水頭損失也較??；缺點(diǎn)是當(dāng)水管失事破

32、裂時(shí)，水流直沖而下危及廠房安全。正向布置方式一般適用水頭較低、水管較短的水電站。側(cè)向或斜向在布置時(shí)，當(dāng)水管破裂后，泄流可從排水渠排走，不致直沖廠房，但管材用量增加，水頭損失也較大。6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)四四、壓力管道、壓力管道3. 壓力管道供水方式壓力管道供水方式 在確定上述布置方式時(shí)，除考慮各種布置的優(yōu)、缺點(diǎn)外，還應(yīng)綜合考慮廠區(qū)布置要求以及地形、地質(zhì)條件等因素。4. 分岔管分岔管 采用聯(lián)合供水或分組供水時(shí)需設(shè)置分岔管。分岔管主要用于分配壓力管道中的水流，位于廠房上游側(cè)，由薄殼和剛度較大的加強(qiáng)梁組成，是一個(gè)空間結(jié)構(gòu)。6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)四四、壓力管道、壓力管道4.

33、 分岔管分岔管 在壓力管道分岔處，管壁因相互切割為不完整圓形，在內(nèi)水壓力作用下，管壁所承擔(dān)的環(huán)向壓力不再平衡，個(gè)別情況下還有管壁軸向力，需要另設(shè)加強(qiáng)構(gòu)件來承擔(dān)這個(gè)不平衡力。根據(jù)體型和加固方式，岔管可分為：貼邊岔管、三梁岔管、月牙肋岔管、球形岔管、無梁岔管等，見圖619。我國(guó)已經(jīng)建成的水電站岔管大多數(shù)屬于地下岔管，從安全角度考慮，大多按明管設(shè)計(jì)，即不考6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)四四、壓力管道、壓力管道4. 分岔管分岔管慮，大多按明管設(shè)計(jì)，即不考慮周圍巖體對(duì)荷載的分擔(dān)。 岔管的布置形式與廠房的引水方式有關(guān)，縱向引進(jìn)和斜向引進(jìn)的廠房常采用卜形（或y形）布置方式；正向引水的廠房常采用對(duì)稱Y形

34、布置；岔管還可布置為三岔形，該結(jié)構(gòu)形式較少使用。6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)四四、壓力管道、壓力管道4. 分岔管分岔管圖619 壓力管道向機(jī)組的供水方式（a）貼邊式岔管；（b）三梁岔管；（c）月牙肋岔管；（d）球形岔管；（e）無梁岔管6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)四四、壓力管道、壓力管道5. 壓力管道上的閘、閥門和壓力管道上的閘、閥門和附件附件 壓力管道的進(jìn)口處常設(shè)置平面鋼閘門，以便在壓力管道發(fā)生事故或檢修時(shí)用以切斷水流；在壓力管道的末端，即蝸殼進(jìn)口處，還需根據(jù)具體情況設(shè)置閥門。閥門主要有平板閥、蝴蝶閥、球閥、圓筒閥、針閥和錐閥等，最常用的有蝴蝶閥（圖620）和球閥（圖621）。

35、6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)四四、壓力管道、壓力管道5. 壓力管道上的閘、閥門和壓力管道上的閘、閥門和附件附件 6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)四四、壓力管道、壓力管道5. 壓力管道上的閘、閥門和壓力管道上的閘、閥門和附件附件 明鋼管上的附件有伸縮節(jié)、通氣閥、進(jìn)人孔和排水管等（見圖622）。伸縮節(jié)主要是在溫度發(fā)生變化或地基出現(xiàn)不均勻變形時(shí)，管道能夠沿軸向自由變形或轉(zhuǎn)動(dòng)；通氣閥通常布置在閥門之后，其功能和通氣孔相似，當(dāng)閥門緊急關(guān)閉時(shí)，管道中的負(fù)壓使通氣孔打開進(jìn)氣，管道充水時(shí)，從通氣閥排出管道內(nèi)的空氣，并利用水壓將通氣閥關(guān)閉；進(jìn)人孔是工作人員進(jìn)入6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)四四

36、、壓力管道、壓力管道5. 壓力管道上的閘、閥壓力管道上的閘、閥門和門和附件附件管內(nèi)進(jìn)行觀察和檢修的通道；管道的最低點(diǎn)應(yīng)設(shè)排水管，以便在檢修管道時(shí)排除其中的積水和閘（閥）門漏水。6.3 水電站引水系統(tǒng)水電站引水系統(tǒng)五、日調(diào)節(jié)五、日調(diào)節(jié)池池 對(duì)于無壓引水式水電站，當(dāng)引水渠道較長(zhǎng)，且水電站擔(dān)任峰荷時(shí)，常在靠近壓力前池處設(shè)置日調(diào)節(jié)池。這是因?yàn)?，為滿足峰荷要求，引水渠道應(yīng)按最大流量設(shè)計(jì)；而在地形條件適合時(shí)，在引水渠道末端設(shè)置日調(diào)節(jié)池，可以使日調(diào)節(jié)池上游的渠道按較小的流量進(jìn)行設(shè)計(jì)，而非水電站最大流量，從而降低渠道的建設(shè)費(fèi)用。 當(dāng)引水渠道較長(zhǎng)、水電站負(fù)荷變幅較大時(shí)，增設(shè)日調(diào)節(jié)池有可能降低整個(gè)輸水系統(tǒng)的造價(jià)并

37、改善其運(yùn)行條件。日調(diào)節(jié)池越靠近壓力前池，其作用越大。6.4 水電站水電站廠房廠房一、水電站廠房功用、組成及廠房類型一、水電站廠房功用、組成及廠房類型 1. 水電站廠房的功用水電站廠房的功用 水電站廠房是將水能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能進(jìn)而轉(zhuǎn)換為電能的場(chǎng)所，它通過一系列工程措施，將水流平順地引入及引出水輪機(jī)，將各種必需的機(jī)電設(shè)備安置在恰當(dāng)?shù)奈恢?，為這些設(shè)備的安裝、檢修和運(yùn)行提供方便有效的條件，也為運(yùn)行人員創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。 6.4 水電站水電站廠房廠房一、水電站廠房功用、組成及廠房類型一、水電站廠房功用、組成及廠房類型2. 水電站廠區(qū)的組成水電站廠區(qū)的組成 布置水電站的發(fā)電、變電和配電建筑物的區(qū)域稱為水電站

38、的廠區(qū)，主要由水電站主廠房、副廠房、主變壓器場(chǎng)和高壓開關(guān)站四部分組成。廠區(qū)又稱為廠房樞紐（圖623 ）。 安裝水輪發(fā)電機(jī)組的房間稱為主廠房，是直接將水能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿能囬g，是廠房的主體。為安裝和檢修主廠房?jī)?nèi)的機(jī)電設(shè)備需要設(shè)置安裝間或稱裝配場(chǎng)，通常位 6.4 水電站水電站廠房廠房一、水電站廠房功用、組成及廠房類型一、水電站廠房功用、組成及廠房類型2. 水電站廠區(qū)的組成水電站廠區(qū)的組成于主廠房的一端，是主廠房的一部分。布置各種機(jī)電控制設(shè)備和輔助設(shè)備的房間，以及運(yùn)行管理人員的工作和生活用房，統(tǒng)稱副廠房，一般圍繞主廠房布置。安裝升壓變壓器的場(chǎng)所稱為主變壓器場(chǎng)，安裝高壓配電裝置的場(chǎng)所稱為開關(guān)站，二者通常布

39、置在副廠房附近的露天場(chǎng)地上。當(dāng)變壓器場(chǎng)和開關(guān)站二者布置在一起時(shí)，稱為變電站，其作用是將發(fā)電機(jī)出線端電壓升高至遠(yuǎn)距離送電所要求的電壓，并經(jīng)調(diào)度分配后送向電網(wǎng)。 6.4 水電站水電站廠房廠房一、水電站廠房功用、組成及廠房類型一、水電站廠房功用、組成及廠房類型2. 水電站廠區(qū)的組成水電站廠區(qū)的組成 6.4 水電站水電站廠房廠房一、水電站廠房功用、組成及廠房類型一、水電站廠房功用、組成及廠房類型3. 水電站廠房的基本類型水電站廠房的基本類型 由于水電站的開發(fā)方式、樞紐布置方案、裝機(jī)容量、機(jī)組形式等條件的不同，廠房的形式也是多種多樣的。 1） 根據(jù)廠房在水電站樞紐中的位置及其結(jié)構(gòu)特征，水電站廠房可分為壩

40、后式、河床式和引水式廠房三種基本類型，其中壩后式廠房還可根據(jù)廠房所處位置分為挑越式、溢流式和壩內(nèi)式廠房。 6.4 水電站水電站廠房廠房一、水電站廠房功用、組成及廠房類型一、水電站廠房功用、組成及廠房類型3. 水電站廠房的基本類型水電站廠房的基本類型 2）按廠房的結(jié)構(gòu)及布置上的特點(diǎn)，也可分為地面式(包括河床式、壩后式、岸邊式)、地下式(包括地下式、半地下式、窯洞式)、壩內(nèi)式、廠頂溢流式及廠前挑流式等，其中最常見的是壩后式廠房（圖624）和岸邊式廠房（圖625）。 3）水電站廠房還可按機(jī)組類型分為豎軸和橫軸機(jī)組廠房；按廠房上部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)分為露天式、半露天式和封。 6.4 水電站水電站廠房廠房一、水

41、電站廠房功用、組一、水電站廠房功用、組成及廠房類型成及廠房類型3. 水電站廠房的基本類水電站廠房的基本類型型閉式廠房； 4）按水電站資源的性質(zhì)分為河川電站（常規(guī)水電站）廠房、潮汐電站廠房以及抽水蓄能電站廠房等。 圖624 壩后式廠房示意圖圖625 岸邊式廠房示意圖6.4 水電站水電站廠房廠房二、水電站的主要機(jī)電設(shè)備二、水電站的主要機(jī)電設(shè)備 水電站的主要機(jī)電設(shè)備主要包括主機(jī)組、電氣設(shè)備和機(jī)械設(shè)備。（一）主機(jī)組（一）主機(jī)組 廠房中最重要的動(dòng)力設(shè)備是主機(jī)組，也稱水輪發(fā)電機(jī)組，是聯(lián)接在同一軸上的水輪機(jī)和水輪發(fā)電機(jī)的綜合體。水輪機(jī)是一種將水能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的機(jī)器。水輪機(jī)通過主軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)又將旋轉(zhuǎn)機(jī)械能

42、轉(zhuǎn)換成電能。 6.4 水電站水電站廠房廠房二、水電站的主要機(jī)電設(shè)備二、水電站的主要機(jī)電設(shè)備（一）主機(jī)組一）主機(jī)組1. 水輪機(jī)水輪機(jī) 通常按水流能量的轉(zhuǎn)換特征將水輪機(jī)分成反擊式和沖擊式兩類。（1）反擊式水輪機(jī) 反擊式水輪機(jī)（圖626）轉(zhuǎn)輪區(qū)內(nèi)的水流在通過轉(zhuǎn)輪葉片流道時(shí)，始終是連續(xù)的充滿整個(gè)轉(zhuǎn)輪的有壓流動(dòng)，在轉(zhuǎn)輪葉片的約束下，對(duì)轉(zhuǎn)輪葉片產(chǎn)生一個(gè)反作用力，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)。由水流進(jìn)入轉(zhuǎn)輪和流出轉(zhuǎn)輪的方向不同可分為混流式、軸流式、斜流式、貫流式等類型。反擊式水輪機(jī)主要由引水部件、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)輪、泄水部件組成。 6.4 水電站水電站廠房廠房二、水電站的主要機(jī)電二、水電站的主要機(jī)電設(shè)備設(shè)備（一）主機(jī)組一）主機(jī)

43、組1. 水輪機(jī)水輪機(jī)（1）反擊式水輪機(jī) 蝸殼是反擊式水輪機(jī)的重要引水部件，水流沿蝸殼均勻環(huán)向的進(jìn)入水輪機(jī)導(dǎo)葉；座環(huán)和導(dǎo)葉是導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，主要起支撐水輪機(jī)重量和控制進(jìn)入轉(zhuǎn)輪的水量；泄水部位主要是尾水管，其作用是排水、回收能量。 6.4 水電站水電站廠房廠房二、水電站的主要機(jī)電設(shè)備二、水電站的主要機(jī)電設(shè)備（一）主機(jī)組一）主機(jī)組1. 水輪機(jī)水輪機(jī)（2）沖擊式水輪機(jī) 沖擊式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪始終處于大氣中，來自壓力鋼管的高壓水流在進(jìn)入水輪機(jī)之前已轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚僮杂缮淞鳎撋淞鳑_擊轉(zhuǎn)輪的部分輪葉，并在輪葉的約束下發(fā)生流速大小和方向的改變，從而將其動(dòng)能大部分傳遞給輪葉。驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，根據(jù)射流沖擊轉(zhuǎn)輪的方式不同可以分為水

44、斗式、斜擊式和雙擊式。以水斗式為例（圖627），水斗式水輪機(jī)的組成包括噴管、折流板、轉(zhuǎn)輪、機(jī)殼、尾水槽等。 6.4 水電站水電站廠房廠房二、水電站的主要機(jī)電設(shè)備二、水電站的主要機(jī)電設(shè)備（一）主機(jī)組一）主機(jī)組2. 水輪機(jī)發(fā)電機(jī)水輪機(jī)發(fā)電機(jī) 水輪發(fā)電機(jī)按其軸的裝置方式可分為臥式和立式兩種。臥式水輪發(fā)電機(jī)常用于中小型水電站，立式水輪發(fā)電機(jī)多用于大中型水電站。立式水輪發(fā)電機(jī)主要部件一般有轉(zhuǎn)子、定子、勵(lì)磁機(jī)、永磁機(jī)、制動(dòng)閘等。 6.4 水電站水電站廠房廠房二、水電站的主要機(jī)電設(shè)備二、水電站的主要機(jī)電設(shè)備（一）主機(jī)組一）主機(jī)組2. 水輪機(jī)發(fā)電機(jī)水輪機(jī)發(fā)電機(jī) 立式水輪發(fā)電機(jī)按其推力軸承的位置又可分為懸吊式和

45、傘式。 懸吊式水輪發(fā)電機(jī)（圖628）的推力軸承位于轉(zhuǎn)子上方。機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分重量和作用在水輪機(jī)上的水壓力通過推力軸承、上支架、定子外殼，傳到機(jī)架上。懸吊式由于轉(zhuǎn)子重心在推力軸承下面，機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性較好，安裝維護(hù)較方便；但上機(jī)架和定子機(jī)座消耗較多的鋼材,機(jī)軸較長(zhǎng)也增加了廠房高度。適用于高轉(zhuǎn)速水輪發(fā)電機(jī)。 6.4 水電站水電站廠房廠房二、水電站的主要機(jī)電設(shè)備二、水電站的主要機(jī)電設(shè)備（一）主機(jī)組一）主機(jī)組2. 水輪機(jī)發(fā)電機(jī)水輪機(jī)發(fā)電機(jī) 傘式水輪發(fā)電機(jī)的推力軸承位于轉(zhuǎn)子的下方。機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量和水輪機(jī)上水壓力通過推力軸承、下支架傳給機(jī)架。傘式縮短了機(jī)軸，消耗鋼材少，發(fā)電機(jī)可以單獨(dú)吊出來檢修；但水輪發(fā)電

46、機(jī)機(jī)組的重心在軸承之上，容易發(fā)生擺動(dòng)，運(yùn)行穩(wěn)定性較差。適用于大容量、低轉(zhuǎn)速機(jī)組。（二）電氣設(shè)備（二）電氣設(shè)備 水電站的主要電氣設(shè)備有變壓器、開關(guān)設(shè)備、互感器、二次回路和保護(hù)設(shè)備。 6.4 水電站水電站廠房廠房二、水電站的主要機(jī)電設(shè)備二、水電站的主要機(jī)電設(shè)備（一）主機(jī)組一）主機(jī)組2. 水輪機(jī)發(fā)電機(jī)水輪機(jī)發(fā)電機(jī)（三）機(jī)械設(shè)備三）機(jī)械設(shè)備 水電站的主要機(jī)械設(shè)備包括起重設(shè)備、進(jìn)水閥、尾水閘門、伸縮節(jié)等。三、水電站的水機(jī)輔助設(shè)備三、水電站的水機(jī)輔助設(shè)備 水機(jī)輔助設(shè)備主要包括油、壓縮空氣、供水和排水等系統(tǒng)設(shè)備。1. 油系統(tǒng)油系統(tǒng) 水電站中用油分為兩大類：潤(rùn)滑油和絕緣油。潤(rùn)滑油用于水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、各種電動(dòng)機(jī)

47、和油壓操作系統(tǒng)， 6.4 水電站水電站廠房廠房三三、水電站的水機(jī)輔助設(shè)備、水電站的水機(jī)輔助設(shè)備1. 油系統(tǒng)油系統(tǒng)作用是潤(rùn)滑、散熱和傳遞熱量。絕緣油用于變壓器、油開關(guān)等電氣設(shè)備，作用是絕緣、散熱和消弧。在水電站廠房中，一般紅管為進(jìn)油管，黃管為出油管。2. 氣系統(tǒng)氣系統(tǒng) 水電站的壓縮空氣用于空氣開關(guān)滅弧、機(jī)組制動(dòng)、各種風(fēng)動(dòng)工具的動(dòng)力。壓縮空氣系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐、輸氣管、各種閥門等。壓縮空氣系統(tǒng)可分為高壓和低壓兩個(gè)系統(tǒng)，分別用于不同要求。在水電站廠房中，白管為氣管。3. 水系統(tǒng)水系統(tǒng) 水電站的水系統(tǒng)分為供水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。 供水系統(tǒng)供給生活用水、消防用水和技術(shù)用水。供 6.4 水電站水電站廠

48、房廠房三三、水電站的水機(jī)輔助設(shè)備、水電站的水機(jī)輔助設(shè)備3. 水水系統(tǒng)系統(tǒng)水方式有上游壩前自流取水、廠區(qū)引水鋼管取水、下游水泵取水和地下水源取水。在水電站廠房中，藍(lán)管為供水管。 廠區(qū)內(nèi)要排除的水有生活用水、技術(shù)用水、滲透水。需要排除到下游的水盡量使其自流到下游。下游水位以下部分的水先流到集水井內(nèi)，再用水泵排往下游。四、水電站廠房的四、水電站廠房的布置布置 水電站廠房必須有合適的形式、足夠的空間和合理的構(gòu)造，以保證水電站能安全可靠地按電力系統(tǒng)的需要生產(chǎn)電能。水電站主廠房是水電站的廠區(qū)布置的核心，需合理安排主廠房、副廠房、變壓器場(chǎng)、高壓開關(guān)站、 6.4 水電站水電站廠房廠房四四、水電站廠房的、水電站廠房的布置布置引水道、尾水道、交通線等的相互位置。 6.4 水電站水電站廠房廠房四四、水電站廠房的、水電站廠房的布置布置1. 水電站廠區(qū)布置原則水電站廠區(qū)布置原則 由于自然條件、水電站類型和廠房形式不同，廠區(qū)布置是多種多樣的（如圖629），但一般來說應(yīng)遵循以下主要原則：（1）綜合考慮自然條件、樞紐布置、廠房形式、對(duì)外交通、廠房進(jìn)水方式等因素，使廠區(qū)各部分與樞紐其他建筑物相互協(xié)調(diào)，避免或減少干擾。（2）要照顧廠區(qū)各組成部分的不同作用和要求，也要考慮它們的聯(lián)系與配合，要統(tǒng)籌兼顧，共同發(fā)揮作用。主廠房、副廠房、變壓器場(chǎng)等建筑物應(yīng)距離短、高差