水电站设计研究论文

1概述

六百丈二级水电站位于安徽省石台县舒溪河上游的龙井河上，属于龙井河梯级开发项目，也是“十五”期间石台县农村水电电气化建设的骨干电源工程。该站是利用上游的六百丈一级水电站发电尾水，直接引入渠道至龙井河下游集中落差发电的引水式电站。六百丈一级站建有年调节水库，来水面积为18．1km2，总库容660万m3，兴利库容424万m3，装机容量2×800kW，具有不完全年调节性能，担任池州地区电网的调峰任务。

六百丈二级水电站的枢纽工程有：引水渠道、压力前池、压力钢管、厂房及升压站等。电站设计引用流量1．92m3?s，设计水头53．9m，总装机容量2×400kW，工程于2002年7月开工建设，2003年5月并网发电，总工期仅10个月。

2方案选择

六百丈二级水电站工程已于1997年经安徽省水利厅以皖水〔1997〕316号文批复了初设报告，同意兴建。但由于工程总投资较大，单位电能投资效益较差等原因，迟迟未能开工建设。

2001年11月，受石台县水务局委托，安徽省水电科技咨询中心水电技术咨询部会同石台县水务局勘测设计室，共同承担了该工程施工图的设计咨询任务。在本次设计的过程中，根据实际情况的变化以及从提高电站运行效益、降低工程造价、实现减员增效等方面的考虑，对原初步设计方案进行了一定的改进。

原初步设计文件中六百丈二级水电站是通过2910m渠道引至石台县七都镇查上桥附近，集中水头约61．39m，电站总装机为2×500kW，设计多年平均发电量341万kW·h。但通过实地勘察发现，该渠道后段占用较大范围的林场土地，设计征地赔偿较大，工程实施有一定的难度。故在本次设计中将渠道总长由原先的2910m，缩减至2081m，避开了林场土地，相应设计水头减少至53．9m，电站装机容量更改为2×400kW，设计多年平均发电量为240万kW·h。同时电站电气部分装置由高压改为低压，工程总投资由原先的718．86万元降至398．86万元，其中建筑工程总投资为169．12万元，机电设备及安装工程投资110．86万元（其中自动化监控系统投资20万元），金属结构安装工程投资38．55万元，临时工程、征地补偿费及其他费用80．33万元，主要设计参数比较（见表1）。

3渠道泥沙问题的解决

在我省山区小型水电站的建设过程中，尤其是低坝引水式电站，泥沙淤积问题非常严重，严重威胁小水电站的运行和使用效益。六百丈二级电站位于我省皖南山区，由于雨量丰富，常常有大量山坡上的泥沙被冲入渠道内，长期下去会影响渠道的输水能力，加快水轮机组的磨损和锈蚀，不利于电站的运行管理。

该工程引水渠道断面尺寸为2．0m×1．3m，且引水渠道较长，原先仅在压力前池设置拦沙坎和冲沙孔，根据类似经验，冲沙效果不太理想。后决定在渠道桩号1＋730处设置沉沙池1座，尺寸为长10．0m，宽4．0m，前后渐变段长为1．5m，深0．7m。同时在渠道与压力前池衔接处增设拦污栅1座，栅条间距较压力钢管进水口处拦污栅尺寸稍大，主要用于拦截落入渠道的树枝、石块、动物尸体等。通过运行发现对泥沙有较好的沉淀作用，大大减轻了前池的工作负担。

4区间来水的利用

六百丈二级水电站属于中高水头的发电站，因此增加流量对增加电站的发电量，提高电站的发电效益有很大帮助。因此在设计中，在引水渠道渠首处建小型浆砌石挡水坝1座，坝顶为开敞式溢流，坝高2．5m，长10．1m，工程总投资仅1．02万元。引用六百丈一级电站和二级电站之间的区间来水约0．1～0．2m3?s，主要补充六百丈二级电站枯水季节的发电来水，有效提高了电站的发电效益和运行稳定性。

5自动化监控系统的设置

六百丈二级水电站厂房为地面式，厂房内安装2台HLD46－WJ－50型水轮机和2台SFW400－6?850型发电机。电站建成后通过35kV线路T接于六百丈一级电站至池州地区6510变电所的35kV输电线路上。

在电站的设计过程中，本着减员增效的原则，为实现“无人值班，少人值守”，通过和水利部农村电气化研究所合作，选择了从加拿大引进的Powerbase水电站无人值班控制系统，有效减少了电站的运行管理人员，提高了经济效益。该控制系统配置全套微机测量、控制、保护设备，实现机组与闸门控制自动化。同时机组微机控制系统采用1机1屏，将一次设备和二次设备组合成一块屏，大大节省了电站厂房的使用空间。

六百丈二级水电站自并网发电以来，运行稳定，发挥了较好的经济、社会效益，受到了领导和专家的一致好评，且建设工期短，投资见效快，运行管理先进，已成为我省小型水电建设的示范典型。