水电站厂房内的辅助设备.ppt

水电站厂房内的辅助设备.ppt

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第四节水电站厂房内的辅助设备,辅助设备主要有：

调速系统、技术供水系统、排水系统、油压系统、气系统和起重设备。

一、调速系统,一、调速系统作用：

根据电力系统要求自动调整机组的出力，同时使机组保持一定的额定转速。

组成：

调速器柜、作用筒（接力器）、油压装置。

三部分之间用管路联系。

1调速器柜。

调速柜的外形尺寸一般为方形，它以机械的传动杆和油管与作用筒相联。

2作用筒（接力器）。

控制水轮机的引用流量，调节机组的出力。

3油压装置。

组成：

压力油罐、储油槽和油泵。

油罐内油压为2.5MPa，供推动活塞用。

油压靠压缩空气维持，所以油桶内上部为压缩空气。

工作后的油回到储油槽，罐内油量不足时，由油泵将油槽中的油打入罐内。

油泵一般为两台，一台工作，一台备用注调速系统的设备相互联系紧密，油压装置一般布置在发电机的上游侧，并在调速柜旁边。

接力器示意图,二、油系统,1作用及分类透平油供给机组轴承的润滑油和操作用的压力油，作用：

润滑、散热及传递能量；绝缘油供给变压器、油开关等电气设备的，作用：

绝缘、散热及灭弧。

注：

两种油的性质不同，应有两套独立的油系统，不能相混。

2布置透平油的用油设备均在厂内，故透平油库一般布置在厂内，只有在油量很大时才在厂外另设存贮新油的油库。

绝缘油用量大的主变压器和开关站都在厂外，所以绝缘油库常布置在厂外主变压器和开关站附近。

三、供水系统和排水系统,

（一）供水系统技术供水冷却及润滑。

发电机的空气冷却器、机组导轴承和推力轴承的油冷却器、水润滑导轴承、空气压缩机气缸冷却器、变压器的冷却设备等。

耗水量最大的是发电机和变压器的冷却用水。

生活供水生活用水根据工作人员的多少决定。

消防供水消防用水要求水流能喷射到建筑物的最高部位。

消防用水可从上游压力管道、下游尾水渠取水，并且应设置两个水源。

（二）排水系统渗漏排水系统厂房内的生活用水、技术用水、阀门或建筑物及其他设备的渗漏水。

发电机冷却用水等均自流排往下游。

不能自流排除的用水和渗水，则集中到集水井，再用水泵排到下游，这个系统称为渗漏排水系统。

检修排水系统机组检修时常需要排空蜗壳和尾水管，为此需设检修排水系统。

检修时将检修机组前蝴蝶阀或进水闸门关闭，将蜗壳及尾水管中的水自流经尾水管排往下游。

当蜗壳和尾水管中的水位等于下游尾水时，关闭尾水闸门，利用检修排水泵将余水排走。

四、气系统,1压气系统的用途压缩空气分为低压压缩空气和高压压缩空气。

（1）低压空气系统。

机组制动；调相运行；蝶阀关闭；检修时清扫设备，供风动工具使用；通向拦污栅，防冻清污。

额定气压为0.50.8MPa。

（2）高压空气系统。

给油压装置的压力油箱充气。

调速器压力油箱中约有2/3的体积为压缩空气，以保证调速器用油时无过大的压力波动，额定气压为2.5MPa及4MPa。

配空气断路器的灭弧和操作的用气，以及开关和少油断路器的操作用气，额定气压为25MPa。

2压气系统的组成及布置组成：

空压机、储气罐、输气管、测量控制元件。

厂房内高低压系统均要设置。

空气压缩机室一般布置在水轮机层，安装间的下面，其噪声很大，要远离中央控制室，并满足防火防爆要求。

五、水电站厂房的起重设备,

（一）桥式起重机的工作范围,注：

被起吊的设备起吊中心均应在起重机的工作范围之内（B起重机最大宽度）。

（二）桥式起重机的选择,选择依据：

最大起重量和跨度。

最大起重量：

发电机转子带轴、水轮机转轮带轴、主变压器（主变需要在厂内检修）。

跨度：

应满足下部块体结构中的设备布置和发电机层内设备起吊的要求。

尽量选用标准跨度。

第五节主厂房的布置,一、发电机层设备布置发电机层：

安放水轮发电机组及辅助设备和仪表表盘的场地，也是运行人员巡回检查机组、监视仪表的场所。

主要设备有：

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。

控制励磁机运行，常与机旁盘并排4蝶阀孔。

如果在水轮机前装设蝴蝶阀，在发电机层与其相应的部位预留吊孔，以方便检修和安装。

5楼梯。

一般两台机组设置设置一个楼梯。

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和操作、及时处理事故。

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，一般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适应，平时用铁盖板盖住。

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。

二、水轮机层设备布置发电机层以下，蜗壳大块混凝土以上的这部分空间。

在水轮机层一般布置：

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，因为该处的混凝土厚度最大。

2电气设备的布置。

发电机引出线和中性点侧都装有电流互感器，一般安装在风罩外壁或机座外壁上。

小型水电站一般不设专门的出线层，引出母线敷设在水轮机层上方，而各种电缆架设在其下方。

3油、气、水管道。

一般沿墙敷设或布置在沟内。

管道的布置应与使用和供应地点相协调，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。

主要过道宽度不宜小于1.2m1.6m。

水轮机机座壁上要设进人孔，进人孔宽度一般为1.2m1.8m，高度不小于1.8m2.0m，且坡度不能太陡。

三、蜗壳层的布置蜗壳层除过水部分外，均为大体积混凝土，布置较为简单。

1主阀。

当引水式电站采用联合供水或分组供水时，在蜗壳进口前设置一道快速闸门或蝴蝶阀，一般称为主阀。

2进人孔。

在下部块体结构中要设有通向蜗壳和尾水管的进人孔，并设置通道。

一般进人孔的直径为60cm，进人孔通道尺寸不小于11m。

3检查、排水廊道。

一般电站在蜗壳层以下的上游侧或下游侧均设有检查、排水廊道，作为运行人员进入蜗壳、尾水管检查的通道，有的电站还同时兼作到水泵室集水井的过道。

4集水井。

位于全厂最低处，除要求能容纳运行时的渗漏水，还要担负机组检修时的集水、排水任务。

5排水泵室：

一般布置在集水井的上层，有楼梯、吊物孔与水轮机层连接。

电站排水都通向下游尾水渠。

四、安装间的布置

（一）安装间的位置与高程1安装间的位置安装间一般均布置在主厂房有对外道路的一端。

2安装间的高程安装间的高程主要取决于对外道路的高程及发电机层楼板的高程。

（1）安装间与对外道路同高，均高于发电机层。

（2）安装间与发电机层同高，均低于下游最高水位。

（3）安装间与发电机层同高，而在安装间上专门划出一块货车停车卸货处，此停车处高于安装间而与对外道路同高。

（二）安装间的面积和布置一般考虑放置四大部件，即发电机转子、发电机上机架、水轮机转轮、水轮机顶盖。

周围要留有12m的工作场地，缺乏资料时，安装间的长度可取1.0l.5倍机组段长。

第六节主厂房的轮廓尺寸,一、主厂房平面尺寸的确定

（一）主厂房的长度L=nL0+L安+L边+缝1机组段长度L0机组段长度是指相邻两台机组中心线之间的距离，也称为机组间距。

一般应考虑的主要因素是蜗壳、尾水管、发电机。

（1）蜗壳尺寸,l:

蜗壳外的混凝土结构厚度。

至少取0.81.0m。

L0蜗=蜗壳平面尺寸+2l

（2）尾水管尺寸2尾水闸敦混凝土厚度L0尾=B+22,（3）发电机外形尺寸,L0发=D风+dD风发电机风罩外缘直径；d相邻两风罩外缘之间通道的宽度。

L0=maxL0蜗，L0尾，L0发,2边机组段加长L边（B起重机最大宽度）,为使远离安装间一端的机组设备和辅助设备处于桥吊工作范围内，需要加长L边。

3安装间长度安装间的宽度一般与主厂房相同，长度一般取L安（1.0l.5）L0。

4.宽缝缝沉降伸缩缝为防止厂房地基不均匀沉陷，沿厂房长度方向设置的伸缩缝和沉降缝（永久缝）。

岩基上大型厂房通常一台机组段设一永久缝，中小型水电站可增至23台机组设一条永久缝。

在安装间与主机房之间由于需设沉降缝。

永久缝的宽度一般为12cm，软基上可宽一些。

（二）主厂房的宽度,可以机组中心线为界，将厂房宽度分为上游侧宽度Bs和下游侧宽度Bx。

则厂房总宽度为:

B=Bx+Bs在确定Bs和Bx时，应分别考虑发电机层、水轮机层、蜗壳层和桥吊标准跨度等的布置要求。

（1）发电机层：

首先决定吊运转子（带轴）的方式，下游侧吊运还是上游侧吊运。

此外，发电机层交通应畅通无阻。

一般主要通道宽23m，次要通道宽12m。

在机旁盘前还应留有1m宽的工作场地，盘后应有0.81m宽的检修场地。

（2）水轮机层：

一般上下游侧分别布置水轮机辅助设备（即油水气管路等）和发电机辅助设备（电流电压互感器、电缆等）。

这些设备布置后，不影响水轮机层交通来确定水轮机层的宽度。

（3）蜗壳层：

一般由设置的检查廊道、进人孔等确定宽度。

蜗壳和尾水管进人孔的交通要通畅，集水井水泵房设置应有足够的位置，以此确定蜗壳层平面宽度。

（4）吊车标准宽度Lk：

当宽度基本确定后，最后要根据尺寸相近的吊车标准宽度Lk验证，厂房宽度必须满足吊车安装的要求。

（三）主厂房的高度及各层高程的确定,水轮机安装高程是水电站厂房的控制高程，首先要确定水轮机的安装高程T（在第二章已径讲过）。

水轮机的安装高程确定以后，就可以依据结构和设备的布置要求确定各层高程了。

2尾水管地板高程：

FF=T-b0/2-hb0:

导叶高度；h：

尾水管高度,尾水管地板高程减去尾水管底板混凝土厚度得主厂房基础开挖高程3水轮机层地面高程11=T+h4h4:

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。

4发电机层地面高程2（一般要考虑两方面问题：

1保证水轮机层发电机出线和油、气、水管道布置，净高不少于3.54.0m。

2洪水）2=1+h5+h6+定子外壳埋没深度h5：

发电机机墩进人孔高度（一般取1.8m2.0m）。

h6：

进人孔顶部混凝土梁厚度（一般为1.0m左右），,5吊车轨道顶的高程CC=2+h7+h8+h9+h10+h11h7定子高度和上机架高度之和。

h8吊运部件与固定的机组或设备间的垂直净距；水平净距0.3m，垂直净距0.61.0m；h9最大吊运部件的高度（往往是发电机转子带轴或水轮机转轮带轴）；h10吊运部件与吊钩间的距离，取决于发电机起吊方式和挂索、卡具；h11主钩上极限位置至轨顶面距离，可查出。

6屋顶高程屋屋顶高程应根据屋顶结构尺寸和形式确定，并应满足起重机部件安装与检修、厂房吊顶和照明设施布置等要求。

屋=C+h12+h13+屋面系统厚度h12小车高度；h13为检修吊车需要在小车上方留有的距离，一般取0.5m左右。

屋面系统厚度（梁、屋面板、保温层、隔热层、防水层等等）,