【正文】 統(tǒng)。大型水輪發(fā)電機(jī)多采用靜電可控硅勵磁方式。(2) 勵磁盤。它是裝設(shè)水輪發(fā)電機(jī)勵磁回路的控制設(shè)備和自動調(diào)整裝置的配電盤，其作用是控制和調(diào)整水輪發(fā)電機(jī)的勵磁電流。每臺發(fā)電機(jī)一般有3~5塊勵磁盤。一般布置在發(fā)電機(jī)層的上游側(cè)或下游側(cè)。三、發(fā)電機(jī)的支承結(jié)構(gòu)(機(jī)墩)機(jī)墩是發(fā)電機(jī)的支承結(jié)構(gòu)，其作用是將發(fā)電機(jī)支承在預(yù)定位置上，并為機(jī)組的運(yùn)行、維護(hù)、安裝和檢修創(chuàng)造條件。對于立式機(jī)組的機(jī)墩承受水輪發(fā)電機(jī)組的全部動、靜荷載，這些荷載通過機(jī)墩傳到水下混凝土。為保證機(jī)組正常運(yùn)行，要求機(jī)墩具有足夠的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)具有良好的抗振性能，一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。常見的機(jī)墩形式有：(1) 圓筒式機(jī)墩。其結(jié)構(gòu)形式為厚壁鋼筋混凝土圓筒，其壁厚在1m以上。外部形狀可是圓形，也可是八角形。內(nèi)壁為圓形的水輪機(jī)井，~。圓筒式機(jī)墩的優(yōu)點(diǎn)是剛度較大，抗壓、抗振、抗扭性能較好，結(jié)構(gòu)簡單，施工方便。我國大中型電站采用較多。其缺點(diǎn)是水輪機(jī)井空間狹小，水輪機(jī)的安裝、維修、維護(hù)不方便。(2) 環(huán)形梁立柱式機(jī)墩。由環(huán)形梁和立柱組成，發(fā)電機(jī)座落在環(huán)形梁上，立柱底部固結(jié)在蝸殼上部混凝土上，并將荷載傳到下部塊體結(jié)構(gòu)。此種機(jī)墩的優(yōu)點(diǎn)是混凝土用量省，水輪機(jī)頂蓋處寬敞，立柱間凈空對設(shè)備的布置、機(jī)組的出線、安裝、維修均比較方便。缺點(diǎn)是機(jī)墩剛度小，抗振、抗扭性能較差，一般用中小型機(jī)組。(3) 構(gòu)架式機(jī)墩。機(jī)墩是由兩個縱向剛架和兩根橫梁組成。發(fā)電機(jī)支承在框架上部的梁系上，并由框架將荷載經(jīng)蝸殼外圍混凝土傳至下部塊體結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約材料，施工簡單，造價(jià)低。構(gòu)架下面的空間便于布置管路和輔助設(shè)備，機(jī)組安裝、檢修都較方便。缺點(diǎn)是剛度更小，僅適用于小型機(jī)組。四、發(fā)電機(jī)的布置方式發(fā)電機(jī)的布置方式是按發(fā)電機(jī)與發(fā)電機(jī)層樓板的相互位置劃分的，常見的有定子外露式、定子埋入式、上機(jī)架埋入式三種。(1) 外露布置也叫開敞式。發(fā)電機(jī)定子完全露出于發(fā)電機(jī)層地面以上。此種布置在大型機(jī)組中不多見，因其占去發(fā)電機(jī)層地板很多位置，顯得擁擠，同時(shí)水輪機(jī)層高度小，不便其間布置夾層。(2) 埋入式布置。發(fā)電機(jī)定子埋入發(fā)電機(jī)層樓板下機(jī)坑內(nèi)。此種布置使得發(fā)電機(jī)層較寬敞，由于提高了發(fā)電機(jī)層高程而增高了水輪機(jī)層高度，可利用增設(shè)中間層布置發(fā)電機(jī)引出線及電氣設(shè)備。目前采用較多。(3) 當(dāng)單機(jī)容量在100MW以上的大型機(jī)組常采用上機(jī)架埋入布置，即發(fā)電機(jī)定子及上機(jī)架全部埋設(shè)在發(fā)電機(jī)層樓板之下，發(fā)電機(jī)層只留有勵磁機(jī)。這樣要增加一些廠房的高度，但發(fā)電機(jī)層較寬敞，檢修場地大，利于各種控制設(shè)備和輔助設(shè)備的布置，有可能減小廠房的寬度。第四節(jié) 水電站廠房內(nèi)的輔助設(shè)備輔助設(shè)備是保證機(jī)組正常運(yùn)行和安裝所必需的，對廠房的布置和尺寸也有一定的影響。主要有：調(diào)速系統(tǒng)、技術(shù)供水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、油壓系統(tǒng)、氣系統(tǒng)和起重設(shè)備。一、調(diào)速系統(tǒng)每臺機(jī)組裝設(shè)一套包括調(diào)速器、油壓裝置等附屬設(shè)備組成的調(diào)速系統(tǒng)，根據(jù)電力系統(tǒng)要求自動調(diào)整機(jī)組的出力，同時(shí)使機(jī)組保持一定的額定轉(zhuǎn)速。調(diào)速設(shè)備一般由下列三部分組成：調(diào)速器柜、作用筒(接力器)、油壓裝置。三部分之間用管路聯(lián)系。1．調(diào)速器柜。單機(jī)容量不同，機(jī)型不同，調(diào)速系統(tǒng)也不一樣，調(diào)速柜的外形尺寸變化不大，一般為方形，尺寸為800mm800mm1900mm。它以機(jī)械的傳動桿和油管與作用筒相聯(lián)。因作用筒多布置在機(jī)墩的上游側(cè)，所以調(diào)速柜也多布置在發(fā)電機(jī)的上游側(cè)。2．作用筒(接力器)。作用筒是個油壓活塞，大中型機(jī)組都采用兩個，用來推轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)環(huán)。調(diào)節(jié)環(huán)帶動導(dǎo)水葉來控制水輪機(jī)的引用流量，以調(diào)節(jié)機(jī)組的出力。因蝸殼上游斷面尺寸較小，作用筒一般布置在上游側(cè)機(jī)墩內(nèi)。3．油壓裝置。油壓裝置是由壓力油罐、儲油槽和油泵組成。，供推動活塞用。油壓靠壓縮空氣維持，所以油桶內(nèi)上部為壓縮空氣。工作后的油回到儲油槽，罐內(nèi)油量不足時(shí)，由油泵將油槽中的油打入罐內(nèi)。油泵一般為兩臺，一臺工作，一臺備用。所示。 二、油系統(tǒng) 1． 作用及分類 水電站油系統(tǒng)任務(wù)有兩方面：一是供給機(jī)組軸承的潤滑油和操作用的壓力油，稱為透平油。其作用是潤滑、散熱及傳遞能量；二是供給變壓器、油開關(guān)等電氣設(shè)備的絕緣油，其作用是絕緣、散熱及滅弧。兩種油的性質(zhì)不同，應(yīng)有兩套獨(dú)立的油系統(tǒng)。2．油系統(tǒng)的組成及布置(1) 油庫。接受和貯存油地方，油庫設(shè)有油罐。透平油的用油設(shè)備均在廠內(nèi)，故透平油庫一般布置在廠內(nèi)，只有在油量很大時(shí)才在廠外另設(shè)存貯新油的油庫。絕緣油用量大的主變壓器和開關(guān)站都在廠外，所以絕緣油庫常布置在廠外主變壓器和開關(guān)站附近。油庫要特別注意防火，大于100t時(shí)油庫應(yīng)設(shè)在廠外。(2) 油處理室。設(shè)有油泵和濾油機(jī)，有時(shí)還有油再生裝置。油處理室一般設(shè)在油庫旁。透平油與絕緣油常合用油處理室。相鄰水電站可合用一套油處理設(shè)備。(3) 補(bǔ)給油箱。設(shè)在主廠房的吊車梁下。當(dāng)設(shè)備中的油有消耗時(shí)，補(bǔ)給油罐自流補(bǔ)給新油。當(dāng)不設(shè)補(bǔ)給油箱時(shí)，可利用油泵補(bǔ)給新油。(4) 廢油槽。在每臺機(jī)組的最低點(diǎn)設(shè)廢油槽，收集漏出的廢油。(5) 事故油槽。當(dāng)變壓器、油開關(guān)、油庫發(fā)生燃燒事故時(shí)迅速將油排走，以免事故擴(kuò)大。油可排入事故油槽中或直接排入下游河道。事故油槽應(yīng)布置在便于充油設(shè)備排油的位置，并便于滅火。(6) 油管。油的輸送設(shè)備，一般布置在水輪機(jī)層。三、供水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。(一) 供水系統(tǒng)1．供水對象及要求水電站廠房內(nèi)的供水系統(tǒng)包括技術(shù)供水、生活供水、消防供水。技術(shù)供水包括冷卻及潤滑用水，如發(fā)電機(jī)的空氣冷卻器、機(jī)組導(dǎo)軸承和推力軸承的油冷卻器、水潤滑導(dǎo)軸承、空氣壓縮機(jī)氣缸冷卻器、變壓器的冷卻設(shè)備等。耗水量最大的是發(fā)電機(jī)和變壓器的冷卻用水，可達(dá)技術(shù)用水的80%左右，要求水質(zhì)清潔、不含對管道和設(shè)備有害的化學(xué)成分。2． 供水系統(tǒng)布置及供水方式一般供水系統(tǒng)是從壓力管道取水、上游水庫取水、下游水泵取水和地下水源取水。供水系統(tǒng)由水源、供水設(shè)備、水處理設(shè)備、管網(wǎng)和測量控制元件組成。管路應(yīng)盡可能靠近機(jī)組，以縮短管線并減少水頭損失。供水泵房應(yīng)布置在水輪機(jī)層或以下的洞室內(nèi)。為保證水質(zhì)，用水管把水引向過濾設(shè)備，經(jīng)過濾后再分配用水。(1) 水泵供水：當(dāng)水電站的水頭太低(水壓力不夠)或太高(需要減壓設(shè)備)時(shí)采用此方式供水。(2) 自流供水：適用于水頭在12~60m之間的水電站，但當(dāng)水頭大于40m時(shí)需要減壓設(shè)備。壩后式廠房從水庫引水，引水式廠房從壓力水管引水。(3) 混合式供水：水電站水頭變化較大時(shí)采用，高水頭用自流方式，低水頭時(shí)用水泵。消防用水要求水流能噴射到建筑物的最高部位，水量一般為15L/s。消防用水可從上游壓力管道、下游尾水渠或生活用水的水塔取水，并且應(yīng)設(shè)置兩個水源。生活用水根據(jù)工作人員的多少決定。(二) 排水系統(tǒng)1．排水系統(tǒng)的作用和排水方式廠房內(nèi)的生活用水、技術(shù)用水、閥門或建筑物及其他設(shè)備的滲漏水，均需及時(shí)排走。發(fā)電機(jī)冷卻用水等均自流排往下游。不能自流排除的用水和滲水，則集中到集水井，再用水泵排到下游，這個系統(tǒng)稱為滲漏排水系統(tǒng)。機(jī)組檢修時(shí)常需要排空蝸殼和尾水管，為此需設(shè)檢修排水系統(tǒng)。檢修時(shí)，將檢修機(jī)組前蝴蝶閥或進(jìn)水閘門關(guān)閉，將蝸殼及尾水管中的水自流經(jīng)尾水管排往下游。當(dāng)蝸殼和尾水管中的水位等于下游尾水時(shí)，關(guān)閉尾水閘門，利用檢修排水泵將余水排走。檢修排水可采用下列幾種方式：(1) 集水井。各尾水管與集水井之間以管道相連，并設(shè)閥門控制，尾水管的積水可自流排入集水井，再用水泵排走。(2) 排水廊道。在廠房最低處沿縱軸線設(shè)一廊道，各尾水管的積水直接排入廊道，再以水泵排走。由于廊道體積大，尾水管中積水排除迅速，可縮短檢修時(shí)間。(3) 分段排水。在每兩臺機(jī)組之間設(shè)集水井和水泵，擔(dān)負(fù)兩臺機(jī)組的檢修排水。(4) 移動水泵。需檢修某臺機(jī)組時(shí)，臨時(shí)移動水泵裝在該處進(jìn)行排水。2． 排水系統(tǒng)的布置要求水泵集中在水泵房內(nèi)，集水井設(shè)在水泵房的下層。集水井通常布置在安裝間下層、廠房一端、尾水管之間或廠房上游側(cè)。集水井的底部高程要足夠低，以便自流集水。每個集水井至少設(shè)兩臺水泵，一臺工作，一臺備用。四、氣系統(tǒng)1．壓氣系統(tǒng)的用途壓縮空氣分為低壓壓縮空氣和高壓壓縮空氣。(1) 低壓壓縮空氣系統(tǒng)。機(jī)組制動；調(diào)相運(yùn)行壓水；蝶閥關(guān)閉時(shí)，將壓縮空氣通入閥上的空氣圍帶，使其膨脹而減少漏水；檢修時(shí)清掃設(shè)備，供風(fēng)動工具使用；通向攔污柵，防凍清污。~。(2) 高壓壓縮空氣系統(tǒng)。廠房中所有調(diào)速器油壓裝置的壓力油箱充氣，調(diào)速器壓力油箱中約有2/3的體積為壓縮空氣，以保證調(diào)速器用油時(shí)無過大的壓力波動。配電裝置如空氣斷路器的滅弧和操作的用氣，以及開關(guān)和少油斷路器的操作用氣，額定氣派壓為2~5MPa。2． 壓氣系統(tǒng)的組成及布置壓氣系統(tǒng)的組成有空壓機(jī)、儲氣罐、輸氣管、測量控制元件。用氣設(shè)備如遠(yuǎn)離廠房(如高壓開關(guān)站及進(jìn)水口)，則在該處另設(shè)有壓氣系統(tǒng)，廠房內(nèi)高低壓系統(tǒng)均要設(shè)置?？諝鈮嚎s機(jī)室一般布置在水輪機(jī)層，安裝間的下面，其噪聲很大，要遠(yuǎn)離中央控制室，并滿足防火防爆要求。五、水電站廠房的起重設(shè)備為了安裝和檢修機(jī)組及其輔助設(shè)備，廠房內(nèi)要裝設(shè)專門的起重設(shè)備。最常見的起重設(shè)備是橋式起重機(jī)(橋吊)。橋吊由橫跨廠房的橋吊大梁及其上部的小車組成，橋吊大梁可在吊車梁頂上沿主廠房縱向行駛，橋吊大梁上的小車可沿該大梁在廠房橫向移動。起重設(shè)備的型式和吊運(yùn)方式對廠房上部結(jié)構(gòu)和尺寸影響較大，正確選擇起重設(shè)備和吊運(yùn)方式，可減小其寬度或高度。(一) 橋吊的起重量和臺數(shù)橋吊的最大起重量取決于所吊運(yùn)的最重部件，一般為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，懸式發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子需帶軸吊運(yùn)，傘式發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子可帶軸吊運(yùn)，也可不帶軸。對于低水頭電站，最重部件也可能是帶軸或不帶軸的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪。少數(shù)情況下，橋吊的起重量決定于主變壓器(主變需要在廠內(nèi)檢修時(shí))。橋式起重機(jī)有單小車和雙小車兩種。單小車設(shè)有主鉤和副鉤，當(dāng)起重量不大時(shí)一般采用一臺雙鉤橋吊；雙小車是在橋吊大梁上設(shè)有兩臺可以單獨(dú)或聯(lián)合運(yùn)行的小車，每臺小車只有一個起重吊鉤，起重量大于75t時(shí)，可采用雙小車橋吊。與單小車相比，雙小車橋吊不僅重量輕、外形尺寸小，而且用平衡梁吊運(yùn)帶軸轉(zhuǎn)子時(shí)，大軸可以超出主鉤極限位置以上，從而可降低主廠房的高度。當(dāng)機(jī)組較大而且臺數(shù)多于6臺時(shí)，也可考慮采用兩臺吊車。兩臺橋吊可降低廠房高度，運(yùn)用較靈活。(二) 橋吊跨度與工作范圍橋吊跨度是指橋吊大梁兩端輪子的中心距。選擇橋吊跨度時(shí)應(yīng)綜合考慮下列因素：(1) 橋吊跨度要與主廠房下部塊體結(jié)構(gòu)的尺寸相適應(yīng)，使主廠房構(gòu)架直接座落在下部塊體結(jié)構(gòu)的一期混凝土上。(2) 滿足發(fā)電機(jī)層及安裝間布置要求，使主廠房內(nèi)主要機(jī)電設(shè)備均在主副鉤工作范圍之內(nèi)，以便安裝和檢修。(3) 盡量采用起重機(jī)制造廠家所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)跨度。橋式起重機(jī)的工作范圍是指主鉤和副鉤所能到達(dá)的范圍，起重機(jī)產(chǎn)品目錄上給出的吊鉤各方向上的極限位置構(gòu)成吊車的工作范圍。如圖61 所示。圖61 起重機(jī)工作范圍圖第五節(jié) 主廠房的布置水電站主廠房是安裝水輪發(fā)電機(jī)組及其輔助設(shè)備的場所，根據(jù)設(shè)備布置的需要通常在高度方向上分為數(shù)層。廠房內(nèi)部布置應(yīng)根據(jù)機(jī)電布置、設(shè)備