第6章水電站及水電站建筑物

1第6章水電站及水電站建筑物26.1水能開發(fā)方式和水電站的主要類型一、壩式水電站壩后式溢流式壩內(nèi)式河床式3圖9-44壩后式水電站———三峽水電站5圖9-56溢流式水電站7圖9-68圖

壩內(nèi)式水電站鳳灘水電站9圖9-710圖9-811圖

河床式水電站12河床式水電站—葛洲壩水利樞紐13二、引水式水電站

用渠道、隧洞等引水建筑物在引水的過程中集中落差形成水頭。

(1)無(wú)壓引水式

(2)有壓引水式三、混合式水電站既利用壩抬高水位，又利用引水道集中水頭，水電站所利用的水頭是由兩種工程措施共同取得。14圖9-9無(wú)壓引水式電站

引水建筑物是無(wú)壓的：明渠(openchannel)、無(wú)壓隧洞(freeflowtunnel)主要建筑物：低壩，進(jìn)水口，沉沙池，引水渠(洞)，日調(diào)節(jié)池，壓力前池，壓力水管，廠房，尾水渠。15圖9-10有壓引水式電站引水建筑物是有壓的：壓力隧洞(pressuretunnel)主要建筑物：低壩，引水隧洞(有壓)，調(diào)壓室，壓力水管，廠房，尾水渠。16圖9-1117圖9-12186.2水電站的主要機(jī)電設(shè)備一、水輪機(jī)（一）反擊式水輪機(jī)1、混流式水輪機(jī)2、軸流式水輪機(jī)3、斜流式水輪機(jī)4、貫流式水輪機(jī)（二）沖擊式水輪機(jī)二、水輪發(fā)電機(jī)（一）類型1、懸吊式水輪發(fā)電機(jī)2、傘型水輪發(fā)電機(jī)19圖9-2020圖9-2421圖9-201.混流式：水流徑向流入轉(zhuǎn)輪，軸向流出。適用范圍：H=30-700m,單機(jī)容量：幾萬(wàn)kW-幾十萬(wàn)kW適用范圍廣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，效率高，適用高水頭小流量電站。2223242526圖9-21272.軸流式：水流沿轉(zhuǎn)輪軸向流入，軸向流出，水流方向始終平行于主軸。軸流定漿式：葉片不能隨工況的變化而轉(zhuǎn)動(dòng)。軸流轉(zhuǎn)漿式：葉片能隨工況的變化而轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行雙重調(diào)節(jié)（導(dǎo)葉開度、葉片角度)。28圖9-22293.斜流式：水流經(jīng)過轉(zhuǎn)輪時(shí)是斜向的。轉(zhuǎn)輪葉片隨工況變化而轉(zhuǎn)動(dòng)，高效率區(qū)廣。30圖9-23314.貫流式：水輪機(jī)的主軸裝置成水平或傾斜。不設(shè)蝸殼，水流直貫轉(zhuǎn)輪。水流由管道進(jìn)口到尾水管出口都是軸向的。H<20m,小型河床電站。32圖9-2533沖擊式水輪機(jī)（Inpulsewatertubine）定義：利用水流的動(dòng)能來做功的水輪機(jī)為沖擊式水輪機(jī)。特征：由噴管和轉(zhuǎn)輪組成。水流以自由水流的形式(P=Pa)沖擊轉(zhuǎn)輪，利用水流動(dòng)能(V方向、大小改變)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩使轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。在同一時(shí)刻內(nèi)，水流只沖擊著轉(zhuǎn)輪的一部分，而不是全部3435圖9-2636圖9-27從設(shè)備組成的系統(tǒng)劃分水流系統(tǒng)。水輪機(jī)及其進(jìn)出水設(shè)備，包括壓力管道、水輪機(jī)前的進(jìn)水閥、蝸殼、水輪機(jī)、尾水管及尾水閘門等。電流系統(tǒng)。即電氣一次回路系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)及其引出線、母線、發(fā)電機(jī)電壓配電設(shè)備、主變壓器和高壓開關(guān)站等。電氣控制設(shè)備系統(tǒng)。即電氣二次回路系統(tǒng)，包括機(jī)旁盤、厲磁設(shè)備系統(tǒng)、中央控制室、各種控制及操作設(shè)備如各種互感器、表計(jì)、繼電器、控制電纜、自動(dòng)及遠(yuǎn)動(dòng)裝置、通迅及調(diào)度設(shè)備等直流系統(tǒng)。機(jī)械控制設(shè)備系統(tǒng)。包括水輪機(jī)的調(diào)速設(shè)備，如接力器及操作柜，事故閥門的控制設(shè)備，其它各種閘門、減壓閥、攔污柵等操作控制設(shè)備。輔助設(shè)備系統(tǒng)。包括為了安裝、檢修、維護(hù)、運(yùn)行所必須的各種電氣及機(jī)械輔助設(shè)備，如廠用電系統(tǒng)(廠用變壓器、廠用配電裝置、直流電系統(tǒng))，油系統(tǒng)、氣系統(tǒng)、水系統(tǒng)，起重設(shè)備，各種電氣和機(jī)械修理室、試驗(yàn)室、工具間、通風(fēng)采暖設(shè)備等。396.3水電站建筑物一、進(jìn)水建筑物（一）壩式進(jìn)水口（二）岸式進(jìn)水口（三）前池進(jìn)水口（四）水工閘門二、引水建筑物（一）動(dòng)力渠道（二）隧洞（三）調(diào)壓室（四）壓力水管進(jìn)水口的防沙、防污和防冰一、防沙所需的泥沙資料：推移質(zhì)和懸移質(zhì)的含量，顆粒硬度，容重及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。防沙設(shè)計(jì)應(yīng)恰當(dāng)估計(jì)治理泥沙來源措施的實(shí)效，充分考慮上下游梯級(jí)電站的相互影響，以及統(tǒng)籌規(guī)劃水庫(kù)防淤和進(jìn)水口防沙問題。防沙措施有：導(dǎo)(將泥沙導(dǎo)離進(jìn)水口)、攔(將泥沙阻攔在進(jìn)水口前緣)、排(將進(jìn)水口前的泥沙排往下游)、沉(將越過進(jìn)水口的泥沙沉淀在沉沙池內(nèi))和沖(將沉沙池內(nèi)的泥沙沖往下游)。開敞式和淺孔式進(jìn)水口防沙問題比較突出，在選擇樞紐位置、進(jìn)行總體布置、設(shè)置泄洪建筑物和擬定水庫(kù)運(yùn)行方式時(shí)，都應(yīng)把防沙問題放在重要地位予以考慮。深孔式進(jìn)水口應(yīng)根據(jù)水庫(kù)地形、庫(kù)區(qū)淤積形態(tài)和進(jìn)水口底板高程等因素考慮排沙設(shè)施。如需設(shè)置排沙底孔時(shí)，其位置和高程的選定應(yīng)使排沙漏斗足以控制進(jìn)水口，以滿足“門前清”的要求。樞紐排沙或沖沙是防沙的重要環(huán)節(jié)，所設(shè)排沙沖沙建筑物應(yīng)具有足夠的排沙和沖沙能力。多泥沙河流上的大型或重要工程最終選定的進(jìn)水口防沙設(shè)施，應(yīng)通過水工泥沙試驗(yàn)驗(yàn)證。二、防污所需的資料：污物的來源、種類、數(shù)量和漂移規(guī)律。多污物河流上的進(jìn)水口，不宜正對(duì)攜帶污物的主流，并采取導(dǎo)污、排污和攔污等措施，制定有效的清污方法。攔污柵和清污平臺(tái)的布置應(yīng)便于清污機(jī)操作和污物的清理及運(yùn)輸，并有足夠的場(chǎng)地用以臨時(shí)堆放污物。工程完建和水庫(kù)蓄水之前必須按有關(guān)規(guī)定認(rèn)真進(jìn)行庫(kù)區(qū)清理以免蓄水后污物涌向進(jìn)水口。梯級(jí)電站排污應(yīng)考慮對(duì)下游電站進(jìn)水口的影響。多污物河流上進(jìn)水口的攔污柵上應(yīng)裝置監(jiān)測(cè)壓差的儀器，以掌握污物堵塞情況便于及時(shí)清理。在擬定水庫(kù)運(yùn)行方式時(shí)應(yīng)考慮防污要求。三、防冰設(shè)計(jì)所需資料：冰期、流冰特征和流冰量、冰塊大小和冰層厚度、類似條件下電站進(jìn)水口的冬季運(yùn)行資料。防止流冰對(duì)建筑物的破壞可采用下列措施：進(jìn)水口布置應(yīng)避開流冰的直接撞擊；設(shè)置導(dǎo)冰和排冰設(shè)施；調(diào)整水庫(kù)運(yùn)行方式，限制流冰的產(chǎn)生。防止靜冰壓力的破壞可采用下列措施：調(diào)節(jié)水溫，人工或機(jī)械破冰，使水面不結(jié)冰或使冰蓋脫離進(jìn)水口，以消除冰壓力；利用隔板如泡沫板緩沖，以減小冰壓力；加固建筑物結(jié)構(gòu)使其足以抵抗冰壓力。防止進(jìn)水口及其設(shè)施的凍結(jié)可采用下列措施：調(diào)節(jié)水溫，加熱設(shè)備，建造暖房，設(shè)備如攔污柵沒入不結(jié)冰的水下，定期啟閉閘門。無(wú)壓進(jìn)水口及沉沙池特征、適用條件、作用特征：無(wú)壓進(jìn)水口內(nèi)水流為明流，以引表層水為主。進(jìn)水口后一般接無(wú)壓引水道。適用：適用于無(wú)壓引水式電站。作用：控制水量與水質(zhì)，并保證使發(fā)電所需水量以盡可能小的水頭損失進(jìn)入渠道。 2.攔污設(shè)施一般均設(shè)攔污柵或浮排以攔截漂浮物。防污要求。3.攔沙、沉沙、沖沙設(shè)施無(wú)壓進(jìn)水口的防沙問題比較突出，在選擇樞紐位置、進(jìn)行總體布置、設(shè)置泄洪建筑物和擬定水庫(kù)運(yùn)行方式時(shí)，都應(yīng)把防沙問題放在重要地位予以考慮。沉沙池(Sandbasin)攔污柵圖片攔污柵圖片移動(dòng)式清淤機(jī)攔污柵清污機(jī)回轉(zhuǎn)式清淤機(jī)VR6型攔污柵清污機(jī)清污機(jī)壓力前池與日調(diào)節(jié)池

壓力前池壓力管道一、壓力前池壓力前池設(shè)置在引水渠道或無(wú)壓隧洞的末端，是水電站引水建筑物與壓力管道的連接建筑物。

1、作用：(1)平穩(wěn)水壓、平衡水量。(2)均勻分配流量。(3)渲泄多余水量。(4)攔阻污物和泥沙。

2、組成：前室(池身及擴(kuò)散段)。(2)進(jìn)水室及其設(shè)備：與引水道的進(jìn)水口類似，一般為墻式。(3)泄水建筑物。(4)排污、排冰、排冰設(shè)備。壓力前池組成建筑物3、布置結(jié)合整個(gè)引水系統(tǒng)及廠房布置進(jìn)行全面和綜合考慮。前池整體布置時(shí)，應(yīng)使水流平順，水頭損失最少，以提高水電站的出力和電能。前池應(yīng)盡可能靠近廠房，以縮短壓力管道的長(zhǎng)度前池應(yīng)建在天然地基的挖方中。

注：選擇其位置時(shí)應(yīng)特別注意地基穩(wěn)定與滲漏條件二、日調(diào)節(jié)池當(dāng)引水渠道較長(zhǎng)，且水電站擔(dān)任峰荷時(shí)（一日之內(nèi)流量變化較大），常設(shè)日調(diào)節(jié)池。日調(diào)節(jié)池與壓力前池之間的渠道按Qmax設(shè)計(jì)。日調(diào)節(jié)池以上的渠道可以按照較小的流量設(shè)計(jì)。日調(diào)節(jié)池應(yīng)盡量靠近壓力前池。有壓進(jìn)水口的類型和適用條件隧洞式進(jìn)水口墻式進(jìn)水口塔式進(jìn)水口壩式進(jìn)水口一、隧洞式進(jìn)水口特征：在隧洞進(jìn)口附近的巖體中開挖豎井，井壁一般要進(jìn)行襯砌，閘門安置在豎井中，豎井的頂部布置啟閉機(jī)及操縱室，漸變段之后接隧洞洞身。適用：工程地質(zhì)條件較好，巖體比較完整，山坡坡度適宜，易于開挖平洞和豎井的情況二、墻式進(jìn)水口特征：進(jìn)口段、閘門段和閘門豎井均布置在山體之外，形成一個(gè)緊靠在山巖上的單獨(dú)墻式建筑物，承受水壓及山巖壓力。要有足夠的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。適用：地質(zhì)條件差，山坡較陡，不易挖井的情況。大盈江進(jìn)水口三、塔式進(jìn)水口特征：進(jìn)口段、閘門段及其一部框架形成一個(gè)塔式結(jié)構(gòu)，聳立在水庫(kù)中，塔頂設(shè)操縱平臺(tái)和啟閉機(jī)室，用工作橋與岸邊或壩頂相連。塔式進(jìn)水口可一邊或四周進(jìn)水。適用：當(dāng)?shù)夭牧蠅巍⑦M(jìn)口處山巖較差、岸坡又比較平緩四、壩式進(jìn)水口特征：進(jìn)水口依附在壩體的上游面上，并與壩內(nèi)壓力管道連接。進(jìn)口段和閘門段常合二為一，布置緊湊。適用：混凝土重力壩的壩后式廠房、壩內(nèi)式廠房和河床式廠房。進(jìn)水口完整分類說明：此分類表中的名稱與教材中不完全一致。污物問題

泥沙問題

氣錘問題

漩渦問題

冰凍問題

進(jìn)水口運(yùn)行中存在的問題1、污物問題污物(impurity，trash)帶來的問題主要是堵塞攔污柵，這是我國(guó)水電站進(jìn)水口運(yùn)行中最為普遍的問題。約有半數(shù)以上的進(jìn)水口曾發(fā)生不程度的攔污柵堵塞。輕者，堵塞會(huì)加大攔污柵的水頭損失，減少進(jìn)水口的引進(jìn)流量，嚴(yán)重者會(huì)造成柵條變形或被壓斷，攔污柵最大壓差高達(dá)11~12米。鹽鍋峽水電站：汛期有大量雜物被帶到壩前，年總量在3000m3以上。進(jìn)水口迎水流布置，無(wú)任何額外防護(hù)設(shè)施。1964年汛期，洪峰大、污物多，停機(jī)清污十分頻繁，3~5天就要清污一次。8月12日，污物來勢(shì)兇猛，來不及清理，先是堵塞攔污柵，接著泥沙受阻淤積，致使柵體壓差達(dá)到近7米，最終將攔污柵壓垮，被迫停機(jī)600多小時(shí)，折合損失240萬(wàn)元。1966年~1967年兩年內(nèi)因停機(jī)清污所造成的損失達(dá)到1569萬(wàn)元。黃壇口水電站由于地形條件不好，在進(jìn)水口前形成大面積回流區(qū)，并出現(xiàn)漏斗漩渦。洪水季節(jié)有大量污物堆積，厚度近1米，漂浮物一旦被吸入漩渦，就會(huì)被附著在攔污柵上。1961年由于攔污柵堵塞使電站出力降低4000kW，攔污柵壓差達(dá)到5.4米，最終導(dǎo)致攔污柵壓壞脫落，被迫停機(jī)。電站進(jìn)水口堵塞和攔污柵被壓垮的原因：進(jìn)水口位置選擇不當(dāng)，有的頂沖主流，有的位于聚集污物的回流區(qū)，同時(shí)缺乏攔導(dǎo)污物的設(shè)施。對(duì)河流漂浮物的漂移規(guī)律、種類、及其數(shù)量等特征調(diào)查研究不夠，防污設(shè)計(jì)一般化，缺乏專門的防污設(shè)施。缺乏與污物種類和來量相適應(yīng)的清污設(shè)備。多數(shù)攔污柵沒有裝置監(jiān)測(cè)壓差的設(shè)施，沒有建立正常的清污制度，貽誤了時(shí)機(jī)。早期設(shè)計(jì)的攔污柵，對(duì)污物堵塞情況認(rèn)識(shí)不足，壓差荷載假定偏小，柵條強(qiáng)度不夠。2、泥沙問題從已建水電站的運(yùn)行情況來看，不論是低壩還是高壩進(jìn)水口，凡是沒有防沙設(shè)施或防沙措施不力的，都不同程度地存在著泥沙(sediment)問題，如進(jìn)水口淤積、過水部件磨損、廠房管路堵塞等。即使是深孔式進(jìn)水口，如果不采取有力的防沙措施，致使淤積高程高于進(jìn)水孔底板高程的情況也很常見。隨著淤積的發(fā)展，進(jìn)入水輪機(jī)的泥沙逐漸增多，水輪機(jī)的磨損也日益加重。此外，廠房的管路堵塞還會(huì)造成廠房?jī)?nèi)的水力量測(cè)系統(tǒng)失靈，冷卻器失效，影響機(jī)組的正常運(yùn)行。鹽鍋峽水電站裝機(jī)8臺(tái)，為低壩式水電站。該電站在運(yùn)行二三年后，淤積累計(jì)總量達(dá)到1.54億m3，占總庫(kù)容的71%，壩前淤積到進(jìn)水口底板高程。在其設(shè)計(jì)中過高地估計(jì)了上游的水土保持效益，對(duì)庫(kù)區(qū)的淤積形態(tài)估計(jì)不足，并寄希望于上游的劉家峽水電站先建并攔截泥沙，因此造成了大量泥沙過機(jī)，水輪機(jī)嚴(yán)重磨損，使機(jī)組效率降低2~5%，同時(shí)也降低了機(jī)械強(qiáng)度。因此檢修次數(shù)增加、檢修時(shí)間加長(zhǎng)，檢修費(fèi)用加大。以4#機(jī)組為例，平均兩年大修一次，平均每次大修工期為56天。劉家峽水電站位于鹽鍋峽水電站的上游，具有高壩大庫(kù)，總庫(kù)容為57億m3。由于其上游含沙量很大的支流河的匯入，使泥沙不久即推移到壩前。設(shè)計(jì)中雖然吸取了鹽鍋峽的教訓(xùn)，左右岸均設(shè)置了排沙設(shè)施，但在實(shí)際運(yùn)行中，排沙設(shè)施只能拉走部分進(jìn)水口前的泥沙，1號(hào)和2號(hào)進(jìn)水的泥沙無(wú)法解決，因此水輪機(jī)磨損嚴(yán)重。1985年以前，機(jī)組大修間隔時(shí)間為2.56年，平均大修一次為66天。1985年以后，機(jī)組大修間隔時(shí)間為1.96年，平均大修一次所需時(shí)間增加到103天。由于頻繁檢修，水輪機(jī)葉片不能恢復(fù)原狀，使機(jī)組效率下降。原因分析：過高估計(jì)水土保持效益，以為泥沙將逐漸減少，設(shè)計(jì)中沒有采取防沙措施,對(duì)泥沙問題估計(jì)不足。在防沙規(guī)劃思想上，寄希望于上游高壩大庫(kù)的建設(shè)，希望能攔截部分泥沙。但實(shí)際上即使上游有高壩大庫(kù)，攔沙總有一定年限，遲早還是要排沙。河流泥沙帳沒有算清。對(duì)泥沙來量和庫(kù)區(qū)淤積形態(tài)估計(jì)不足，致使防沙設(shè)施不完全，進(jìn)水口高程欠妥。進(jìn)水口位置選擇不當(dāng)，容易造成泥沙聚集。如澄碧河水電站建在山溝出口處，又未采取防沙措施，致使進(jìn)水口前泥沙淤積3~4米。三、氣錘問題氣錘(airdrophammer，jackhammer)，又稱氣浪，是壓力水道中劇烈波動(dòng)的壓縮氣體由進(jìn)水口通道沖出而發(fā)出的噴水現(xiàn)象，噴出的水柱高達(dá)10多米，破壞力極大，影響電站的運(yùn)行。在被調(diào)查的51座電站中，有21座電站不同程度地發(fā)生過氣錘噴水，有的接連發(fā)生。獅子灘水電站在低水位運(yùn)行時(shí)，隧洞內(nèi)一聲雷鳴般的巨響，水從進(jìn)水口的進(jìn)人孔噴出，水柱高達(dá)10米以上，將進(jìn)水口附近的鐵蓋板沖走。鹽水溝水電站，運(yùn)行中閘門提得過快，洞內(nèi)水流從進(jìn)水口的通氣管噴出，射向閘門室，門窗被沖壞，門槽上鋼梁被掀起。石泉水電站先后三次發(fā)生氣錘噴水，嚴(yán)重的一次，噴水射到下游110kV開關(guān)站，引起雙母線接地，造成重大的停電事故。發(fā)生氣錘的原因：壓力水道中混入空氣。而空氣的混入一是因?yàn)檫M(jìn)水口低水位運(yùn)行，淹沒深度不夠，空氣隨水流進(jìn)入管道；二是因?yàn)楣艿莱渌^快，管內(nèi)的空氣來不及排出。由于空氣被不穩(wěn)定的水流囊括，壓縮到一定程度，高壓氣囊便從進(jìn)水口的各種通道噴射而出。氣錘的防止：保證足夠的淹沒深度，進(jìn)流要具有良好的流態(tài)，應(yīng)提出進(jìn)水口閘門的運(yùn)行方式和管道充水要求，供運(yùn)行單位制定嚴(yán)格的操作程序。在被調(diào)查的48座水電站中，有33座電站進(jìn)水口、前緣水域不同程度地發(fā)生過漩渦(whirl，vortex)。多數(shù)為表面漩渦，強(qiáng)度不大，直觀上沒有對(duì)電站運(yùn)行造成影響。當(dāng)漩渦發(fā)展成貫通式的漏斗漩渦時(shí)，卷入漩渦的污物便沿漏斗而下，附著在攔污柵上，造成攔污柵的堵塞。黃壇口水電站的攔污柵堵塞就是因?yàn)槌霈F(xiàn)漏斗漩渦帶來的污物造成的。古田三級(jí)水電站，漏斗漩渦帶來的污物首先壓跨攔污柵，繼而污物卡在水輪機(jī)內(nèi)，將導(dǎo)葉折斷。4、漩渦問題漏斗漩渦的產(chǎn)生原因：進(jìn)水口地形邊界條件差，來流方向與進(jìn)水口軸線夾角不合理，進(jìn)水口淹沒深度不夠，進(jìn)水口流速和尺寸不合理等。前兩個(gè)因素是至關(guān)重要的因素，在設(shè)計(jì)中應(yīng)給與足夠的重視。五、冰凍問題冰凍(freezing，frost)問題對(duì)寒冷地區(qū)的水電站進(jìn)水口中，威脅最大的是開敞式進(jìn)水口。目前掌握的資料不全。85圖9-146.4水電站廠區(qū)布置一、水電站廠區(qū)建筑物的組成二、廠區(qū)布置一、水電站廠區(qū)建筑物的組成從設(shè)備布置和運(yùn)行要求的空間劃分主廠房。安裝水輪發(fā)電機(jī)組和各種輔助設(shè)備，是水電站廠房的主要組成部分。副廠房。安置各種運(yùn)行控制和檢修管理設(shè)備的房間及運(yùn)行管理人員工作和生活用房。主變壓器場(chǎng)。水電站發(fā)出的電能經(jīng)主變壓器升壓后，再經(jīng)輸電線路送給用戶。開關(guān)站。一般布置在戶外，裝設(shè)高壓開關(guān)、高壓母線和保護(hù)設(shè)施，高壓輸電線由此將電能輸送給電力用戶。

主廠房、副廠房、主變壓器場(chǎng)和高壓開關(guān)站及廠區(qū)交通等，一般稱為廠區(qū)樞紐。二、水電站廠房的類型

根據(jù)廠房與擋水建筑物的相對(duì)位置及其結(jié)構(gòu)特征，可分為三種基本類型一）地面式廠房

1．壩后式廠房特征：廠房位于攔河壩的下游，緊接壩后，在結(jié)構(gòu)上與大壩用永久縫分開，發(fā)電用水由壩內(nèi)高壓管道引入廠房。

壩后式廠房還可以變化為：挑越式廠房、溢流式廠房、壩內(nèi)式廠房。壩后廠房壩后式廠房示意圖挑越式廠房烏江渡水電站壩后式廠房水頭較高，建筑擋水，廠房緊靠大壩新安江水電站壩內(nèi)式廠房洪水量大、河谷狹窄時(shí)，壩軸線上不易布置水電站廠房和溢洪道，在岸邊布置開挖量大。壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算復(fù)雜，施工質(zhì)量要求高壩內(nèi)式廠房鳳灘水電站廠房移入溢流壩體空腹內(nèi)。溢流式廠房將廠房頂作為溢洪道，成為壩后溢流式廠房。新安江水電站2．河床廠房廠房位于河床中，成為擋水建筑物的一部分河床式廠房水頭低，單機(jī)容量大的水電站葛洲壩水利樞紐

位于湖北省宜昌市，在三峽出口南津關(guān)下游2.3km處。混凝土重力壩，最大壩高53.8m，水電站裝機(jī)容量2715

MW，保證出力76.8萬(wàn)kW，多年平均發(fā)電量157億kW·h。3．引水式廠房特征：發(fā)電用水來自較長(zhǎng)的引水道，廠房遠(yuǎn)離擋水建筑物，一般位于河岸。如若將廠房建在地下山體內(nèi)，則稱為地下廠房。清江雪照河水電站4.岸邊式廠房洞式進(jìn)水口主閥和伸縮節(jié)調(diào)壓室或調(diào)壓井調(diào)壓室或調(diào)壓井尾水閘門室二）地下式廠房十三陵水庫(kù)廠區(qū)布置是指水電站的主廠房、副廠房、主變壓器場(chǎng)、高壓開關(guān)站、引水道、尾水道及廠區(qū)交通的相互位置的安排。

三、廠區(qū)布置廠區(qū)樞紐水電站廠房的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)水電站廠房的結(jié)構(gòu)組成及作用水電站廠房組成圖水流系統(tǒng)電流系統(tǒng)電氣控制設(shè)備系統(tǒng)輔助設(shè)備系統(tǒng)機(jī)械控制設(shè)備系統(tǒng)從水電站廠房的結(jié)構(gòu)組成劃分水平面上可分為主機(jī)室和安裝間。主機(jī)室安裝水輪發(fā)電機(jī)組及輔助設(shè)備，安裝間是水電站機(jī)電設(shè)備卸貨、拆箱、組裝、檢修時(shí)使用的場(chǎng)地。垂直面上，以發(fā)電機(jī)層樓板面為界，分為上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)。上部結(jié)構(gòu)。與工業(yè)廠房相似，基本上是板、梁、柱結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。下部結(jié)構(gòu)。為大體積混凝土整體結(jié)構(gòu)，主要布置過流系統(tǒng)，是廠房的基礎(chǔ)。上部結(jié)構(gòu)下部結(jié)構(gòu)下部塊體結(jié)構(gòu)四、主廠房的布置1.發(fā)電機(jī)層設(shè)備布置發(fā)電機(jī)層為安放水輪發(fā)電機(jī)組及輔助設(shè)備和儀表表盤的場(chǎng)地，也是運(yùn)行人員巡回檢查機(jī)組、監(jiān)視儀表的場(chǎng)所。主要設(shè)備有發(fā)電機(jī)、調(diào)速柜、油壓裝置、機(jī)旁盤、勵(lì)磁盤、蝶閥孔、樓梯、吊物孔等。發(fā)電機(jī)層平面圖2.水輪機(jī)層設(shè)備布置水輪機(jī)層是指發(fā)電機(jī)層以下，蝸殼大塊混凝土以上的這部分空間。在水輪機(jī)層一般布置調(diào)速器的接力器、水力機(jī)械輔助設(shè)備(如油、氣、水管路)、電氣設(shè)備(如發(fā)電機(jī)引出線、中性點(diǎn)引出線、接地、滅磁裝置等)、廠用電的配電設(shè)備。水輪機(jī)層設(shè)備布置圖3.蝸殼層的布置4.安裝間(安裝間)的布置安裝間是廠房主要部件安裝和檢修的場(chǎng)所。主要設(shè)備的安裝、檢修、到貨后卸車都要用到橋吊。4.

安裝間的布置起重機(jī)五、副廠房為了保證機(jī)組正常運(yùn)行，在主廠房近旁布置的各種輔助機(jī)電設(shè)備、控制、試驗(yàn)、管理和運(yùn)行人員工作和生活的房間，稱為副廠房。

(一)副廠房的組成副廠房的組成、面積和內(nèi)部布置取決于電站裝機(jī)容量、機(jī)組臺(tái)數(shù)、電站在電力系統(tǒng)中的作用等因素。大型水電站的副廠房，按性質(zhì)可分為三類：直接生產(chǎn)副廠房，檢修試驗(yàn)副廠房，輔助用房1、直接生產(chǎn)副廠房中央控制室，繼電保護(hù)盤室，電纜室，蓄電池室，酸室和套間，蓄電池的通風(fēng)機(jī)室，充電機(jī)室，計(jì)算機(jī)室，載波通訊室，油、水、氣系統(tǒng)，廠內(nèi)變壓器室，巡回檢測(cè)裝置室等。2、檢修試驗(yàn)副廠房繼電保護(hù)試驗(yàn)室，精密儀器試驗(yàn)室，測(cè)量表計(jì)試驗(yàn)室，高壓試驗(yàn)室，電工修理間，機(jī)械修理間，電氣工具間，油化驗(yàn)室，水化實(shí)驗(yàn)室等。

3、輔助用房交接班室，運(yùn)行分場(chǎng)，檢修分場(chǎng)，水工分場(chǎng)，總工程師室，廠長(zhǎng)室，生產(chǎn)技術(shù)科，會(huì)議室，資料室，廁所、盥洗室。六、廠內(nèi)交通對(duì)外交通用大門。大門平常關(guān)閉，以保持廠房的清潔、干燥和溫度。常用平推門、上卷門等活動(dòng)鋼門。安排各種房間的開門部位要考慮防火的安全出口，其凈寬不小于0.8m，門向外開?？赡墚a(chǎn)生負(fù)壓的房間，如閘門室，門最好向里開。主廠房?jī)?nèi)各層及副廠房中布置機(jī)電設(shè)備的房間，都要設(shè)有過道，以便運(yùn)輸設(shè)備、安裝檢修，并供工作人員通行。發(fā)電機(jī)層和水輪機(jī)層設(shè)置貫通全場(chǎng)的通道，其寬度為1~2m。此外，還要設(shè)置吊物孔、蝶閥吊孔、水泵吊孔等。不同高程各層之間可以設(shè)斜坡道、樓梯、攀梯、轉(zhuǎn)梯或者電梯。斜坡道在20°以下，最好為12°。樓梯的坡度一般為20°~46°，以34°為宜。單人樓梯寬0.9m，雙人并行1.2~1.4m。每臺(tái)機(jī)組最好有專用樓梯，至少兩臺(tái)機(jī)組設(shè)一座。樓梯的位置要保證運(yùn)行人員巡視方便，并保證事故時(shí)迅速到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。只供少數(shù)人員使用或很少使用的樓梯可做成鋼攀梯或轉(zhuǎn)梯，電梯適用于廠房高度較大或各層高差較大時(shí)。七、防火保安要特別重視。各種建筑物及設(shè)備的布置及設(shè)計(jì)，要符合防火保安的專門規(guī)定還要滿足國(guó)防上的特殊要求。主副廠房各層至少設(shè)兩個(gè)安全出口，布置疏散用的走廊及樓梯、消防用的通道及消防器材，裝設(shè)事故照明。廠房?jī)?nèi)的油庫(kù)要用防火墻隔開，墻的厚度大于0.3m，立柱的尺寸大于0.4m，門要能防火。為了防止事故中燃油外流擴(kuò)大火勢(shì)，油庫(kù)門要設(shè)攔油檻，其高度應(yīng)能使油庫(kù)形成一只最大油桶油量的容積，并有相應(yīng)的油水排出設(shè)施。要有足夠的消防器材。蓄電池室要符合防火防爆的要求，有對(duì)外的窗戶。(一)主變壓器場(chǎng)的布置原則主變壓器的位置應(yīng)結(jié)合安裝、檢修運(yùn)輸、消防通道、進(jìn)線出線、防火防爆要求確定。

(1)

盡量靠近廠房，以縮短昂貴的發(fā)電機(jī)電壓母線長(zhǎng)度，減小電能損失和故障機(jī)會(huì)，并滿足防火、防爆、防雷、防水霧和通風(fēng)冷卻的要求，安全可靠；(2)盡量與安裝間在同一高程上，便于主變壓器的運(yùn)輸、安裝和利用軌道推進(jìn)廠房的安裝間進(jìn)行檢修； (3)

變壓器的運(yùn)輸和高壓側(cè)出線要方便，且變壓器之間要留必要空間。(4)

高程應(yīng)高于下游最高洪水位，且四周設(shè)置排水溝。八、變壓器場(chǎng)和開關(guān)站的布置(二)升壓變壓器可能布置的位置壩后式廠房，可以利用廠壩之間的空間布置主變。河床式廠房，由于尾水管較長(zhǎng)，可將主變布置在尾水平臺(tái)上，這時(shí)尾水平臺(tái)的寬度，應(yīng)使主變?cè)跈z修移出時(shí)符合最小安全凈距的要求(詳見電氣設(shè)備規(guī)范)。引水式地面廠房，變壓器場(chǎng)可能的位置是廠房的一端進(jìn)廠公路旁、尾水渠旁、廠房上游側(cè)或尾水平臺(tái)上。由于地形和場(chǎng)地的限制，個(gè)別水電站有將主變壓器布置在廠房頂上。地下廠房的主變壓器可布置在地下洞室內(nèi)。（三）高壓開關(guān)站高壓開關(guān)站布置各種高壓配電裝置和保護(hù)設(shè)備。如電纜、母線、各種互感器、各種開關(guān)繼電保護(hù)裝置、防雷保護(hù)、輸電線路以及桿塔構(gòu)架。高壓開關(guān)站一般為露天布置。應(yīng)盡量靠近主變壓器場(chǎng)和中央控制室，且在同一高程上。通常布置在附近山坡上，也有布置在主廠房頂上的。當(dāng)?shù)匦屋^陡時(shí)，可布置成階梯式和高架式，以減少挖方。當(dāng)高壓出線不止一個(gè)等級(jí)，可分設(shè)兩個(gè)或多個(gè)開關(guān)站。泄洪閘主廠房船閘副廠房高壓開關(guān)站：主變壓器場(chǎng)D、高壓開關(guān)站：地下式廠房

把水電站廠房等主要建筑物布置在山巖洞室之中就是地下廠房目前國(guó)外建成的地下水電站約有350座，總裝機(jī)容量達(dá)40000MW。我國(guó)已建成的地下水電站有40余座，總裝機(jī)容量約5000MW。由于開挖機(jī)械的不斷改進(jìn)和施工技術(shù)的不斷提高，地下開挖的進(jìn)度越來越快，造價(jià)越來越低，因此近年來國(guó)內(nèi)外地下水電站建設(shè)速度加快。溪洛渡水電站地下廠房錦屏二級(jí)水電站地下洞室群地下廠房的布置型式

根據(jù)廠房在引水系統(tǒng)中的位置，地下廠房的布置有首部式、中部式和尾部式三種。136抽水蓄能電站137圖9-28138圖9-28抽水蓄能電站示意圖139浙江天荒坪抽水蓄能電站上水庫(kù)140水電站裝機(jī)容量發(fā)展規(guī)劃(MW)時(shí)間新增裝機(jī)水電總裝機(jī)容量十一五（2006~2010）79700194000十二五（2011~2015）77000271000十三五（2016~2020）57000328000141已建成大型水電站（1000MW以上）云南小灣瀾滄江700×6四川二灘雅礱江550×6湖北葛洲壩長(zhǎng)江170×2＋125×19湖北水布埡清江460×4河南小浪底黃河300×6青海李家峽黃河400×4吉林白山松花江