水電站廠房是水電站主要建筑物之一,是將水能轉(zhuǎn)換為電能的綜合工程設(shè)施。廠房中安裝水輪機、發(fā)電機和各種輔助設(shè)備。通過能量轉(zhuǎn)換,水輪發(fā)電機發(fā)出的電能,經(jīng)變壓器、開關(guān)站等輸入電網(wǎng)送往用戶。所以說水電站廠房是水、機、電的綜合體,又是運行人員進行生產(chǎn)活動的場所。其任務(wù)是滿足主、輔設(shè)備及其聯(lián)絡(luò)的線、纜和管道布置的要求與安裝、運行、維修的需要;為運行人員創(chuàng)造良好的工作條件;以美觀的建筑造型協(xié)調(diào)與美化自然環(huán)境。
水電站廠區(qū)包括:
(1)主廠房。布置著水電站的主要動力設(shè)備(水輪發(fā)電機組)和各種輔助設(shè)備的主機室(主機間),及組裝、檢修設(shè)備的裝配場(安裝間),是水電站廠房的主要組成部分。
(2)副廠房。布置著控制設(shè)備、電氣設(shè)備和輔助設(shè)備,是水電站的運行、控制、監(jiān)視、通訊、試驗、管理和運行人員工作的房間。
(3)主變壓器場。裝設(shè)主變壓器的地方。電能經(jīng)過主變壓器升高到規(guī)定的電壓后引到開關(guān)站。
(4)開關(guān)站(戶外高壓配電裝置)。裝設(shè)高壓開關(guān)、高壓母線和保護措施等高壓電氣設(shè)備的場所,高壓輸電線由此將電能輸往用戶,要求占地面積較大。
由于水電站的開發(fā)方式、樞紐布置、水頭、流量、裝機容量、水輪發(fā)電機組形式等因素,及水文、地質(zhì)、地形等條件的不同,加上政治、經(jīng)濟、生態(tài)及國防等因素的影響,廠房的布置方式也各不相同,所以廠房的類型有各種不同的劃分,例如按機組工作特點可分為立式機組廠房、臥式機組廠房。根據(jù)廠房在水電站樞紐中的位置及其結(jié)構(gòu)特征,水電站廠房可分為以下三種基本類型:
1. 壩后式廠房。廠房位于攔河壩下游壩趾處,廠房與壩直接相連,發(fā)電用水直接穿過壩體引人廠房。
2. 河床式廠房。廠房位于河床中,本身也起擋水作用,如廣西西津水電站廠房。若廠房機組段內(nèi)還布置有泄水道,則成為泄水式廠房(或稱混合式廠房),。
3. 引水式廠房。廠房與壩不直接相接,發(fā)電用水由引水建筑物引人廠房。當(dāng)廠房設(shè)在河岸處時稱為引水式地面廠房。
水電站廠房是專門的水工建筑物,它具有一般水工建筑物的共性,故其設(shè)計有以下的特點:
(1)廠房內(nèi)安裝水輪機發(fā)電機組和輔助設(shè)備,以及控制操作和進行量測的設(shè)備,主要任務(wù)是發(fā)電,所以廠房設(shè)計必須保證機電設(shè)備的安全運行和提供良好的維護條件。
(2)水電站廠房是水工、機械和電機以及自動控制、電子設(shè)備的綜合體,在設(shè)計、施工和運行中,必須把幾個方面配合好,使綜合體優(yōu)化。
(3)水電站廠房設(shè)計應(yīng)力求緊湊和簡單,使建筑上美觀,運行方便,而不求豪華。
(4)廠房內(nèi)運行管理人員應(yīng)力求精簡,應(yīng)保證他們有良好工作條件和衛(wèi)生環(huán)境。
(5)水電站廠房多建在偏僻地區(qū),而機電設(shè)備一般既大又重,所以必須有較好的對外交通運輸條件。
(6)設(shè)計水電站廠房時,要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦、地質(zhì)和水文條件,既考慮安排好壓力輸水管的進水和尾水管的出水條件,又要考慮到廠房與變壓器和開關(guān)站在布置上的配合要求。
由上述特點可見,水電站廠房設(shè)計是比較復(fù)雜的,其中最關(guān)鍵的是要選擇好水輪發(fā)電機組,即要盡可能選用轉(zhuǎn)速高、尺寸小、重量輕的機組,因為廠房尺寸和起重設(shè)備的規(guī)模等都是隨著機組的尺寸而定的。對于一般的地面式廠房,選擇合適的吸出高度也是非常重要的。而且,全廠的機組臺數(shù)不宜太多?傊,在設(shè)計中要做多個比較布置方案,進行技術(shù)經(jīng)濟、運行管理綜合比較,以選擇確定最優(yōu)設(shè)計方案。