水電站建築物

水電站建築物是指水電站中攔蓄河水，抬高水頭，裝設機電設備以及將水引經水輪發電機組發電的一系列建築物的總稱。

基本介紹

• 中文名：水電站建築物
• 外文名：structure of hydroelectric power station

分類

一般比較典型的水電站中，通常具有下列幾種建築物：

(1)擋水建築物。多指壩或閘，用來截斷河流，集中落差。

(2)泄水建築物。用以下泄多餘的洪水或降低庫水位，即溢洪道、泄洪隧洞。

(3)過壩建築物。指為了滿足通航或利於魚的洄游而修築的建築物，如船閘、魚道等。

(4)水電站引水建築物。用來把水庫的水引入水輪機的輸水建築物。

(5)水電站進水建築物。又稱進水口或取水口，是水電站水流的進口。

(6)水電站平水建築物。當水電站的負荷發生變化時，用以平穩引水建築物(引水道或尾水管)中的壓力和流速變化。如有壓引水道中的調壓室及無壓引水道中的壓力前池。

(7)發電、變電及配電建築物，又叫發電建築物。是指安裝水輪發電機組及其控制設備的廠房，安裝變壓器的場地和開關站。

壓力前池

又稱壓力池或前池，它位於引水渠道或無壓引水遂洞的末端，是水電站引水建築物與水輪機壓力水管的連線建築物，即把無壓引水道中的無壓流變為壓方管道的有壓流，壓力前池的作用有以下三點：

(1)電站運行時，把流量按要求分配給壓力管道，並使水頭損失最小。

(2)在水電站負荷變化或出現事故時，與引水渠道配合，調節流量，並排泄多餘水量。在電站停止運行，壓力管道關閉，供給下游必需的流量及壓力管道事故時，緊急切斷水流以防事故擴大。

(3)防止引水道中雜物、冰凌與有害泥沙進入壓力管道。

根據功能不同，壓力前池由前室、壓力管道的進水口及設備、泄水和排沙建築物組成。前室即池身，其尺寸取決於壓力管道的布置和滿足調節流量的要求，寬度和深度比渠道大，往往需要在渠道與前室間設擴散段。壓力管道進水口採用擋水牆式分割前池寬度，進水口設攔污柵、工作閘門、檢修閘門等設備。泄水和排沙建築物主要用於泄水排沙、排冰等。多採用溢流堰，下接陡槽及消力槽，也可直接泄入山溝或河道。溢流堰頂常不設閘門。

壓力管道

壓力管道是指從水庫、壓力前池或調壓室將水流在有壓狀態下引入水輪機的輸水管。壓力水管基本上集中了水電站全部或大部分水頭，它具有坡度陡、承受電站最大水頭且受水錘動水壓力及靠近廠房的特點。因此，它的安全性和經濟性受到特別重視，有不同於一般水工建築物的特殊要求。

壓力管道按布置形式分為明管、地下埋管、混凝土壩身管道三種，按材料可分為鋼管或鋼筋混凝土管。

明管是壓力管道採用分段式鋪設，直接暴露在空氣中。管身鋪設在一系列支墩上，在管道轉彎處設有鎮墩，兩鎮墩之間設有伸縮節，以減少溫度應力。為了減少伸縮節的內水壓力和便於安裝，伸縮節一般布置在靠近上鎮墩處。

地下埋管是埋藏於地層岩石之中的鋼管，又叫壓力洞或壓力管道。可以是斜的，也可以是垂直的，它是由開挖岩洞，安裝，再在各層中鋼材之間灌注混凝土做成的。

混凝土壩身管道是依附於混凝土壩身，即埋設在壩體內或固定在壩面上，並與壩體成為一體的壓力輸水管道。根據布置形式，壩體壓力管有壩內埋管、壩上游面管道及壩下游面管道三種。

調壓室

水電站機組突丟負荷或突增負荷時，管道內流量的變化，引起流速的變化，從而引起水位產生巨大慣性力，管內壓力瞬時變化較大，不利壓力管道的運行，稱為水錘現象。水錘現象會使壓力管道內殼和尾水管內部產生很大的水錘壓力，還增加管道和蝸殼的壁厚，增加造價，而且給機組帶來很大的不利，必須採取一些措施設法減小水錘壓力。其中，有效的方法之一是設定調壓室，調壓室實際上是一個具有自由水面的筒式或井式建築物。根據地形和地質條件分，調壓室設定在地面上的稱為調壓塔，設定在地面下的稱為調節井。

設定了調壓室後，利用調壓室擴大的斷面面積和自由水面，水錘就會在調壓室反射到下游去，相當於把引水系統分為兩段，調壓室以前的這段引水道，基本上可以避免水錘壓力的影響，調壓室以後的壓力管道，由於縮短了水錘波轉遞的路程，從而減少了壓力管道中的水錘值，改善了機組運行條件及供電質量。調壓器的尺寸要通過調壓室水位波動的計算來確定。

電站廠房及輸變電建築物

水電站廠房是水電站主要建築物之一。廠房中安裝水輪機、水輪發電機和各種輔助設備，是將水能轉化為電能的綜合工程措施。通過能量轉換，水輪發電機發出的電能，經變壓器開關站等輸入電網用戶，因此水電站廠房是水、機、電的綜合體，同時又是運行人員進行生產活動的場所。電站廠房從設備布置、運行要求的空間劃分為主廠房、副廠房(屬於電站廠房)、主變壓器場和開關站(輸變電建築物)四部分。

主廠房內布置水電站的主要動力設備(水輪發電機組)和各種輔助設備及組裝、檢修設備的裝配場，是水電站廠房的主要組成部分。副廠房內布置控制設備、電氣設備和輔助設備及必要的工作和生活用房，是水電站的運行、控制、監視、通信、試驗、管理和運行人員工作的房間。主變壓器是裝設變壓器的地方，電能經過主變壓器升高到規定的電壓後，引到開關站。開關站(戶外高壓配電裝置)是裝設高壓開關、高壓母線和保護措施等高壓電氣設備的場所，高壓輸電線由此將電能輸往用戶。