灯泡贯流式电站机电设备布置与厂房布置的关系

　

摘要：对一些已建或在建的灯泡贯流式电站，比较机电设备布置与厂房结构的关系，分析其合理性
及优缺点，并提出一些设计建议。
关键词： 机电设备布置、主机间，副厂房、安装间、变电站布置。
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概述
灯泡贯流式电站厂房的特点：电站为河床式，厂房是挡水建筑的一部分，上下游挡水位高；厂房的大部分建筑都位于水面下，使得厂内的自然通风采光条件差；由于灯泡机组安装及检修的需要，机组上方的主机间楼板上须开设二个巨大的吊物孔，故主机间可用于布置机电设备的场地非常少；而灯泡贯流式机组有较长的尾水管，容易获得大面积的下游副厂房，对机电设备布置有利。
电站厂房的主要结构布置型式一般有：主机间、安装间和副厂房，由于灯泡贯流电站的特点，副厂房一般布置在主机间的下游，安装间自然在主机间的一端。根据现已建成或在建的电站厂房主要结构布置形式如下表1：
表1 灯泡贯流电站厂房的主要结构布置形式

布置形式 1 2
主机间
安装间
副厂房 单层结构
低层结构（与管道电缆层同高）
封闭结构 双层结构
高层结构（高于管道电缆层）
带天井结构、屋顶采光蓬结构

厂房结构布置形式考虑了设备布置的需要，而设备的具体布置应按照厂房结构布置形式进行布置，这二者是相辅相成的，既要满足结构安全、减少投资，又要满足设备布置、运行维护方便，改善生产条件、满足通风采光等等，如何作到厂房布置与设备布置的最优结合，在每座电站设计中，是机电和厂房专业最需协调的问题。
2 主机间
一般将机组现地运行需要的机电设备布置在主机间内，主要有：调速器油压装置、机旁动
力屏、机组保护屏、控制屏、励磁屏、测温屏、中性点设备、电缆、管路等。
2.1单层主机间的设备布置
从已投运的灯泡电站主机间的布置来看，将设备布置在厂房中间，紧靠机组，运行方便，但由于灯泡机厂房的特点，主机间可用的场地较少，机旁屏等电气设备、调速器油压装置、管道、电缆等等全布置在其间，使得主机间拥挤、凌乱，维护不方便；若将机旁屏等布置在下游副厂房内，解决了主机间场地少的问题，但离机组较远，现地调试运行不方便。
2.2双层主机间的设备布置
双层主机间设有管道电缆层和运行层，由于增多了一层，可用于布置设备的场地大大增加，使得机电设备的布置较容易，一般将调速器、机旁屏布置在运行层，而中性点设备、电缆、管路等布置在管道电缆层（电缆和管路按协调好的规定布置在机组的各一侧，减少交叉）。
如上所述，单层主机间：节省水工投资；但可用于布置机电设备的场地较少；双层主机间：容易使设备布置美观、整洁，运行层噪音低，但水工投资较大。
实际上主机间采用单层结构或双层结构主要取决于机电设备的布置，而机电设备的布置关键在于两点，一是电缆、管路之间的交叉及与其他设备布置交叉的问题，二是电气设备与调速器等辅机设备布置的问题。经过设计人员多项工程的研究和探讨，现在基本上已经解决了这两个问题。第一，从厂房结构分析，机组流道两侧上方的混凝土较厚，可以各开出一条廊道，力学计算结果也是允许的，那么用其分别布置电缆和管道，就避免了地面上电缆、管路与其他设备布置交叉的问题，把最凌乱的电缆和管路收藏在地下，使厂房变得整洁美观，如蓬辣滩、蒙里、红花等电站。第二，主机间下游侧的结构柱一般较宽，将电气屏柜及测温屏、调速器电柜等安嵌在两两结构柱之间，使屏柜与柱子成一列，使主机间的布置简洁，解决了与调速器油压装置争场地的问题，同时，屏柜靠近机组，调试运行方便。
2.3 建议：a .主机间宜开设电缆廊道及管道廊道，主机间取单层结构； b.不能开设廊道（沟）的，主机间宜取双层结构，并协调好电缆与管路的布置关系，例如，设计前专业之间商定：电缆走机组的左侧，管道走机组的右侧，或者以某个高程为界，电缆架在上方，管路在下方，这样可以大大减少施工中出现意想不到的矛盾。c主机间与副厂房某层同高程的电站，宜优先采用将屏柜安嵌布置在结构柱之间的布置。

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3、安装间
安装间的结构与设备布置无关，而厂区布置有关、与设备进厂运输方式有关，若为水平进厂方式，则安装间的高程一般较高，在此称“高层结构”；若为垂直进厂方式，则安装间的高程可降低，在此称“低层结构”。两种结构的安装间使用几率相当，高层结构与低层结构比较，设备进厂运输直接、方便，但厂房较高，厂区挡水建筑物庞大，投资较高。建议：现在灯泡机组的大件设备运输已不成问题，若主机间为单层结构，则应优先采用低层结构。
4、副厂房
灯泡贯流式电站的副厂房一般有主机段下游副厂房及安装间段副厂房，为方便运行以及使设备电气距离最短，一般将电气设备布置在主机段下游副厂房，辅机设备布置在安装间段副厂房。常见的下游副厂房结构形式见图1～2。

4.1封闭式副厂房
将主机间与下游挡水墙之间全部用做副厂房。其优点之一是副厂房面积大，设备布置容易、方便；二是副厂房顶层可用来布置升压变电设备，节省开关站用地，而且发电与变电设备集中，便于管理。缺点是不能自然采光、通风困难。
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