水电站厂房内的辅助设备..
第八章 水电站辅助设备
第八章水电站辅助设备水电站辅助设备包括水轮机调速器，水电厂油系统，水电厂供水（排水）系统、高（低）压气系统。
§1、水轮机调节的基本知识一、水轮机调速器类型、调速器型号的含义。
1、调速器类型：水轮机调节系统比较复杂，因此产生了各种不同类型的调速器。
按照测速元件的不同型式；可分为机械液压型调速器（简称机调）、电气液压型（简称电调）调速器和微机调速器。
按调整流量的操作方式不同可分为单调和双调两类。
如混流式和轴流定桨式水轮机，又采用改变导叶开度的方式来调节流量的单调；而轴流定桨式水轮机采用改变导叶开度同时改变转轮叶片角度的方法来调节流量，此种方法叫双调；冲击式水轮机在改变喷针行程的同时，还采用快联动作改变折向器开度的方法调节流量，也叫双调。
2、调速器型号的含义是：□□□—□主配压阀的直径（mm）；调速器的基本代号（T）；双调节（S），单调节（无代号）；电气液压型(D)、机械液压型（无代号）、微机型（W）示例：DST—150型，表示大型的电气液压型双调节调速器，主配压阀直径为150mm。
WBST—A产品系列代号：A—机电分拒、B—机电合拒。
调速器的基本代号。
调节方式：S—双调；D—单调。
电—位转换型式：B—步进电机；D—电流转化器调节器形式：W—微机型。
BST—□□□—□□油压（Mpa）主配压阀直径（mm）调速器的基本代号调节方式：S—双调，D—单调电—位移转换型式：B—步进电机，D—电液转换器。
yDT—18000—4.0—sko5A：表示带压力油罐的模拟式电气液压调速器，其接力器工作容量18000N·m额定油压4.0Mpa为天津机电控制设备厂0.5系列第一次改型产品。
yT—6000—2.5：表示带压力油罐的机械液压调速器，统一设计产品。
接力器容量6000N·m。
额定油压2.5MpaWST—100/50—4.0—HDJA：表示不带压力油罐的微型双调节电气液压调速器，主配压阀直径为100mm，许用输油量为50L/S，额定油压4.0Mpa，为哈尔滨电机TA型产品。
水电站辅助设备
水电站辅助设备1. 简介水电站是利用水能转换为电能的设施，为了确保水电站正常运行，除了发电设备外，还需要配备辅助设备。
这些辅助设备包括调节设备、监控设备、安全保护设备等。
本文将重点介绍水电站辅助设备的功能、原理和作用。
2. 调节设备水电站调节设备的主要作用是调节水流和电能的输出。
常见的调节设备包括倾斜闸门、溢流闸门和节制闸门。
•倾斜闸门：倾斜闸门通过调节闸门的开度来控制水流量，从而达到调节发电机组转速和发电量的目的。
•溢流闸门：溢流闸门主要用于平衡水库的水位。
当水位超过设定的水位限制时，溢流闸门会打开，将多余的水流放出，从而确保水库的安全运行。
•节制闸门：节制闸门用于调节水流的流速，通过改变闸门的开度和高度，控制水流量和水压，保障水电站的正常运行。
3. 监控设备水电站的监控设备主要用于监测和控制水电站的各项运行参数。
常见的监控设备包括流量计、温度计、压力计和测速仪。
•流量计：流量计用于测量水流的流量，在水电站中起到关键的监测作用。
通过实时监测水流量，可以实现对水电站的运行状态进行控制和调节。
•温度计：温度计用于测量水电站设备的温度，对水电站的安全运行起到重要的作用。
通过监测温度变化，可以保证设备正常运行，并及时发现异常情况。
•压力计：压力计用于测量水电站水压的变化。
通过监测水压，可以了解水流的状态，并及时做出调节措施，保证水电站的正常运行。
•测速仪：测速仪用于测量水流的速度，对水电站的调节和运维起到重要的作用。
通过监测水流速度的变化，可以及时做出调节措施，保证水电站的稳定运行。
4. 安全保护设备水电站安全保护设备主要用于保护水电站设备和人员的安全。
常见的安全保护设备包括水位报警器、过压保护装置和防雷设备。
•水位报警器：水位报警器用于监测水位的变化，并在水位达到预警线时发出报警，提醒操作人员及时采取措施。
•过压保护装置：过压保护装置用于监测水电站电压的变化，当电压超出安全范围时，保护装置会自动切断电源，避免设备因过高电压而损坏。
水电站厂房
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。
水电站运行辅助设备
水电站运行-辅助设备
【映电总厂发电部】
油系统图分析：
水电站运行-辅助设备
【映电总厂发电部】
问：油、水、气管路如何区分
压力油管－？ 进油管－？ 排油管－？ 漏油管－？ 冷却水管－？ 润滑水管－？ 排水管－？ 消防水管－？ 排水管－？ 排污管－？ 气管－？
离心水泵简介
【映电总厂发电部】
工作原理 结构 常用引水方式：自吸式（或叶轮淹没在
水下）、吸水口设置底阀、真空引水。 问题：离心泵为什么在启动前要灌引水？
水电站运行-辅助设备
【映电总厂发电部】
辅助设备－气系统
1、压缩空气的用途 2、压缩空气系统的组成 3、中（高）压气系统 4、低压气系统 5、制动基础知识
水电站运行-辅助设备
【映电总厂发电部】
供水系统的组成及要求
组成： 1、水源（包括取水和水处理设备） 2、管网 3、测量、控制元件 要求： 水量、水质、水温、水压
水电站运行-辅助设备
【映电总厂发电部】
水温、水质、水压对设备的影响
1、水温－用水设备的进水温度以4－25℃为宜， 过高影响发电机出力，过低会使空冷器铜管结露， 同时，日温差太大会造成铜管破裂；
水电站运行-辅助设备
【映电总厂发电部】
辅助设备－水系统
1、水电站供水系统的几个方面 2、各项供水系统的作用 3、供水系统的组成及要求 4、技术供水系统在水温、水质、水压不
能满足要求时的后果
5、技术供水系统的取水方式和供水方式 6、排水对象及排水方式
水电站运行-辅助设备
【映电总厂发电部】
水电站主辅设备介绍
➢ 水斗: 特点是由喷嘴出来的射流沿圆周切线方向 冲击转轮上的水斗作功。
目前，水斗式水轮机是冲击式水轮机中应用最广 泛的一种机型。
➢ 斜击式： 由喷嘴出来的射流沿圆周斜向冲击转轮 上的水斗。
➢ 双击式：水流两次冲击转轮。
斜击、双击水轮机构造简单，效率低，用于小型 电站。
水斗式水轮机转轮
轮叶 轮盘
广泛应用的喷嘴
3. 折流板 使针阀缓慢关闭，降低水锤压力，使水流偏离水 斗，避免机组转速升高。
4. 机壳 把水斗中排出的水引导入尾水槽内。一般为铸钢 件。
5. 引水板 防止水流随转轮飞溅到上方，造成附加损失
斜击式水轮发电机组
斜击式水轮机转轮
冲击式水轮机的装置方式
(1) 为了提高机组转速及过流量，常在一个转轮上 装设两个或更多个喷嘴。有时又在一根轴上装 设两个(或多个)转轮，以提高机组的单机出力。
混流式水轮机
2. 轴流式：
➢ 特点：水流沿转轮轴向流入，轴向流出，水流方向始终平 行于主轴。
➢ 适用于大流量、低水头。一般水头在50m以下。
➢ 轴流定浆式：叶片不能随工况的变化而转动。高效率区较 小，适用于水头变化不大的小型电站。
➢ 轴流转浆式：叶片能随工况的变化而转动，进行双重调节 （导叶开度、叶片角度)。适用于大型水电站。
机壳，射流制动器等组成。
(一)、混流式水轮机基本构造
水流—蜗壳—座环—导叶—转轮—尾水管—下游
1. 蜗壳：其作用是使水流产生圆周运动，并引导 水流均匀地、轴对称地进入水轮机。
水电站水轮机蜗壳
蜗壳组装
2. 座环
➢ 位于导水叶的外围。由上、下环和立柱组成。 ➢ 作用：是水轮机的骨架，承受机墩及传来的荷载，并
水电站厂房
水电站厂房This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020主厂房的布置一、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，常布置在发电机近旁。
4．蝶阀孔。
如果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，以方便检修和安装。
5．楼梯。
一般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和操作、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，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，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。
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。
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。
水电站厂房内的辅助设备
• 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）
• (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: ▽F • ▽F= ▽T-b0/2-h • b0: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 ▽1 • ▽1= ▽T+h4 • h4: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。
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
• L0尾 =B+ 2△2
（3）发电机外形尺寸
水电站厂房布置(设计)
适用于单机容量在数十万MW的大型机组。
六、水电站厂房的起重设备
为了安装和检修机组及其辅助设备，厂房内要装设 专门的起重设备。
最常见的起重设备是桥式起重机(桥吊)。
桥吊由横跨厂房的桥吊大梁及其上部的小车组成，
桥吊大梁可在吊车梁顶上沿主厂房纵向行驶，桥吊
大梁上的小车可沿该大梁在厂房横向移动。
2、桥吊跨度与工作范围
(1) 桥吊跨度要与主厂房下部块体结构的尺寸相适应， 使主厂房构架直接座落在下部块体结构的一期混
凝土上。
(2) 要满足发电机层及安装间布置要求，使主厂房内
主要机电设备均在主副钩工作范围之内，以便安
装和检修。 (3) 尽量采用起重机制造厂家所规定的标准跨度。
第五节 主厂房的布置
④ 机械控制设备系统。包括水轮机的调速设备，如 接力器及操作柜，事故阀门的控制设备，其它各
种闸门、减压阀、拦污栅等操作控制设备。
⑤ 辅助设备系统。包括为了安装、检修、维护、运
行所必须的各种电气及机械辅助设备，如厂用电
系统(厂用变压器、厂用配电装置、直流电系统)，
油系统、气系统、水系统，起重设备，各种电气
特征：厂房位于拦河坝的下游，紧接坝后，在结 构上与大坝用永久缝分开，发电用水由坝内高压 管道引入厂房。 坝后式厂房还可以变化为：挑越式厂房、溢流式 厂房、坝内式厂房。
坝 后 厂 房
坝后式厂房示意图
Center Hill Lake and Dam
挑 越 式 厂 房
乌江渡水电站
坝内式厂房
•厂房移入溢流坝体空腹内。
升压后，再经输电线路送给用户。
④
开关站。一般布置在户外，装设高压开关、 高压母线和保护设施，高压输电线由此将电 能输送给电力用户。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 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）。
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0.5 ~0.8 M Pa 。 • (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2 ~5MPa 。
• 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1×1m。
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
• 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。
• (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。
• 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。
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。
• 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1.2m~1.6m。水轮机机座壁上要 设进人孔，进人孔宽度一般为1.2m~1.8m，高度 不小于1.8m~2.0m，且坡度不能太陡。
• 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。
(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。
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。