三号水电站增容改造工程初步设计报告

目录1综合说明111工程地理位置112水文及气象特性113主要建筑物114电站运行状况215存在的问题616工程任务及规模617设计改造内容、目标和原则618工程概算919经济评价9110结论102水文地质1521自然概况1522年径流特性1723洪水233电站运行情况2631设备运行状况2632电站设备的年利用率情况274存在的问题及改造的必要性3141存在的问题3142改造的必要性3243改造的依据335水能设计3551水能计算3552装机容量比较与确定376增容改造设计3861工程等级和标准3862增容改造的基本原则和设计依据3863工程改造内容3964增容改造效益537工程管理5471工程管理机构及人员编制5472工程建设管理5473主要管理设施5674资金管理578施工组织设计5881施工条件及施工期5882尾水渠施工导流设计5983施工总进度5984施工技术供应609劳动安全与卫生6191依据和设计原则6192劳动安全6193工业卫生6410工程招标65101招标范围的确定65102招标组织形式65103招标形式65104标段划分6511工程概算67111工程概况67112编制依据67113编制办法67114工程概算68115工程总投资6912经济评价78121概述78122评价依据、内容和主要评价参数78123财务评价79124国民经济评价85125综合评价86126综合效益分析87127附表8713结论98位置图1综合说明11工程地理位置XX县XX三号电站地处距城南15KM的XX镇XX村境内，位于XX流域下游，上距XX水库30KM,下距XX二坝渠首200M,从XX县城至XX二坝渠首有公路相通，XX二坝渠首到电站厂区有500M进厂公路，对外交通方便。现属XX县水电开发有限责任公司经营管理。12水文及气象特性电站以上流域面积1614KM2,河流长约30KM,河道纵坡约125；海拔21002200M，年径流量321亿M3,多年平均流量1016M3/S；年平均气温48，绝对最高气温325，绝对最低气温267；平均最高气温123，平均最低气温17，多年平均降水量1851MM，多年平均蒸发量20006MM20CM蒸发器，平均相对湿度52，多年平均年日照时数28842H,平均风速32M/S，最大风速26M/S，最大冻土深度159CM，属温带干旱性气候。13主要建筑物131发电引水系统发电引水系统由引水枢纽、发电引水渠道、压力前池、压力钢管组成，引水渠道是梯形断面，设计流量15M3/S，设计最大过流量17M3/S，渠道长16KM，设计渠深30M,设计水深244M；压力前池是虹吸式进水口，总长60M,宽度135M,前池溢流堰长30M,钢筋砼压力管道3根,单根长度35224M（包括进出口弯管），管道直径140CM；前池左侧设冲沙闸1孔，冲沙管道直径80CM。132发电厂房及升压站厂房为地面厂房，主厂房面积为长263M宽96M25248M2，副厂房面积为长2017M宽1027M20715M2,厂房内装有三台轴流式水轮发电机。35KV升压站面积长2995M宽274M82063M2，装有12000KVA主变1台，35KV户外多油断路器1台和电流、电压互感器、避雷器等其它电气设备。14电站运行状况XX三号电站于1987年4月开工建设，1990年7月竣工发电，截止2011年7月，已运行21年，累计完成发电量1354921万KWH，多年平均发电量67746万KWH，最大年份发电量87465万KWH。141主要机电设备参数目前，电站主要机电设备参数如下水轮机的运行参数型号ZD560LH100出力550KW设计水头145M额定转速500转/分设计流量47M3/S飞逸转速1200转/分调速器的运行参数发电机运行参数活动导叶16片转轮叶片4片效率84轴承温度故障65，事故70型号YT600最大工作油压25KG/CM2接力器全行程170MM调速功600KG/M接力器全行程间5S接力器最大转角45接力器杆直径50MM接力器活塞直径170MM接力器容积352升关闭时间26S调速器用油量200升油泵输油量07升/S油泵油压1422KG/CM2油泵型式螺杆式变速范围1015压力油罐容积100升型号SF50012/1730额定转速500转/分额定有功功率500KW飞逸转速1200转/分额定无功功率375KVAR磁极个数12个额定电压6300V额定励磁电流1828A额定电流573A额定励磁电压732V功率因数08绝缘等级B级频率50HZ工作方式连续相数3相出厂编号89150可控硅励磁装置参数永磁机运行参数型号TY56/912额定功率1200VA额定电压220V功率因数04额定电流316A频率50HZ接线Y转速500转/分相数3相出厂编号8901重量410KG出厂日期1989年3月出厂厂家湖南零陵水电设备厂主变压器运行参数设备名称1主变型号S72000/385/63额定容量（KVA）2000KVA接线方式Y/11分接开关位置IIIIII电压（V）404003850036600一次侧电流（A）30电压V6300二次侧电流A1833冷却方式油浸自冷阻抗电压667频率HZ50相数三相器身重KG3000接线方式Y出厂日期1989年7月发电机总重量8202KG出厂厂家广东潮州电机厂型号KGLAF311200A/75V额定电压73V起励电流50A额定电流200A起励电压24V强行励磁电流400A油重KG1450总重KG3450出厂时间1989年6月生产厂家成都第二变压器厂励磁变压器运行参数设备名称励磁变压器型号ZSJ36/63额定容量（KVA）36KVA接线方式Y/11分接开关位置IIIIII电压（V）6300一次侧电流（A）33电压（V）120二次侧电流（A）173冷却方式油浸自冷阻抗电压50频率HZ50相数三相器身重KG187油重KG96总重KG285出厂时间1989年6月生产厂家成都第三变压器厂厂用变压器运行参数设备名称1厂用变（6KV侧）2厂用变（35KV侧）型号S7100/63635/04/025S7100/35355/04/025额定容量（KVA）100KVA100KVA接线方式Y/11Y/12分接开关位置IIIIIIIIIIII10500100009500367503500033250一次侧577165400400二次侧14431443冷却方式油浸自冷油浸自冷阻抗电压383670频率HZ5050相数三相三相器身KG375215油重KG3130105总重KG505320出厂时间1988年5月1988年5月生产厂家兰州变压器厂兰州变压器厂15存在的问题（1）原设计保守，装机容量小，水能利用率低。（2）尾水渠渐变段口狭窄，渐变段渠底高程设计偏高。500M引水渠堤、渠底破损严重。（3）发电机温度高、噪声大，定、转子、引出线绝缘老化，设备完好率低，近年来发电机故障发生频繁。（4）设备运行周期长、技术落后、能耗大，测量保护为老式继电器保护，存在可靠性差、灵敏性低，一、二次回路及设备绝缘老化，故障率高等问题。（5）水轮机导流部件磨蚀严重，漏水量大，影响安全运行，造成水能浪费，调速器存在动作不可靠、自动调节性能降低。16工程任务及规模161工程任务电站现装机容量1500KW（3500KW），设计年利用小时5607H，设计发电量850万KWH。根据19912010年实际发电量统计，电站最大年份发电量达87465万KWH。电站增容改造工程实施后，总装机容量为2100KW（3700KW），年设计发电量1050万KWH,年利用小时5000小时。162工程规模本规程规模为小（）型等工程，主要建筑物按5级设计。17设计改造内容、目标和原则171设计改造内容（1）建筑工程改造1）尾水渠改造将影响机组出力的尾水渠渐变段渠底降低05M，提高设计水头05M。将原浆砌石全部拆除,垫背采用40CM厚砂砾石,表层用30CM厚C20砼现浇。2）压力前池溢流堰改造采用C20砼现浇将30M长的压力前池溢流堰顶垂直增高15CM并填堵长197CM、高43CM排冰缺口。提高设计水头05M。3）引水渠道修复拆除渠道梯形断面预制砖护面，浆砌石渠底，垫背采用40CM后砂砾石，表层用30CM厚C20砼现浇。修复渠道长500M桩号01000600号）。（2）机电设备改造1）水轮机改造将ZD560LH100转轮设计改造为ZDJP502LH100转轮标准。2）发电机改造设计将发电机定子线棒的铜线截面增大，定、转子线圈绝缘等级设计为F级。3）调速器改造设计选用YBWT600型微机调速器三台，调速功600KGM。4）主变压器改造将S72000/385主变设计更换为S113150/35型。5）高压开关柜及断路器63KV开关柜设计选用KYN28A12006型中置式开关柜，断路器设计采用ZN2810I型手车式真空断路器。6）35KV户外高压断路器原DW35/400型高压多油断路器设计更换为ZW7405/D1250型真空断路器。7）励磁装置原KGLF311200/75型励磁装置设计更换为KWCL1600型微机励磁装置。8）自动化系统设计选用SJK3000型电站微机综合自动化系统，完成和实现电站机电设备数据采集、设备运行监视和控制操作、功率调节和运行管理职能。（3）35KV并网输电线路设计重行架设25KM的35KV并网输电线路，导线选用LGJ95,直接进入距电站25KM处的110KVXX夹河变电所。172增容改造的目标科学应用先进技术，合理设计发电水头，提高水能利用率、机组效率、设备完好率,改善运行条件，确保安全发供电，充分发挥电站效益。173增容改造工程的原则增容改造应遵循切合实际，节约投资，技术先进，提高效益，确保安全的原则（1）为节约投资，缩短建设期，电站装机3台不变，原建筑物基础及预埋件基本不予改动（发电机、水轮机、调速器基础）。（2）为更加符合电站实际情况，在水能计算中，依据现有实测水文资料和新机组能量指标，并参照电站21年的实际运行情况，进行水能计算。（3）对明显影响机组出力的压力前池溢流堰和尾水渠工程进行改建。（4）对明显影响安全供电的35KV升压站设备和35KV并网线路进行改造。18工程概算181编制依据（1）甘肃省水利水电工程初步设计概算编制办法；2甘肃省水利水电建筑工程概算定额；3水利水电设备安装工程预算定额（中小型）；4水利水电设备安装工程概算定额。182工程投资本工程静态总投资为72537万元，其中建筑工程投资10731万元，机电设备及安装工程投资52221万元，35KV输电线路改造工程投资3958万元，临时工程投资1066万元，其他费用投资4561万元。19经济评价本工程拟列入国家小水电增效减排改造项目，概算静态总投资为72537万元，电站增容改造后，上网电价以现行电价0227元/KWH作效益分析，其主要指标为投资利润率978；投资利税率1303；资本金利润率2698；全部投资财务内部收益率（税后）1092；静态投资回收期（所得税后）93年。110结论XX三号电站自1990年投产发电以来，为XX电网提供了1354921万KWH电量，为缓解供用电矛盾，保证地方工农业与乡镇企业用电起到了重要的作用，为XX县社会进步和经济发展作出了一定的贡献。电站发电运行达21年之久，为了确保电站安全发供电，提高设备完好率，减小能耗，增加发电量，提高电站运行自动化程度，降低员工劳动强度，改善运行条件，电站增容改造工程势在必行。经技术分析和经济评价，XX三号电站增容改造是非常必要的，也是合理可行的。XX三号电站增容改造工程特性表表11改造前改造后序号项目及名称单位数量或型号单位数量或型号备注一电站建设位置1电站所在水系XX干流2建设地点甘肃省XX县XX镇XX村二水文气象特征（一）水文1利用的水文系列年限年56年562多年平均流量M3/S1016M3/S1016天然径流3多年平均径流量亿M3321亿M33214实测最大洪峰流量M3/SM3/S5设计洪峰流量M3/SM3/S6校核洪峰流量M3/SM3/S（二）水位1枢纽正常蓄水位M21462M214672前池最高水位M21467M2147153前池正常水位M21462M214774前池最低水位M21452M214525电站正常尾水位M21311M21311三工程地质1引水系统地基砂砾石2前池地基花岗岩3厂房地基花岗岩XX三号电站增容改造工程特性表表11改造前改造后序号项目及名称单位数量或型号单位数量或型号备注四电站动能特性1电站形式引水式引水式2发电引水流量M3/S141M3/S1593电站最大水头M148M15514电站最小水头M135M13345电站设计水头M145M1556电站装机容量KW3500KW37007电站年设计发电量万KWH850万KWH10508年利用小时数H5607H5000五主要建筑物1引水枢纽溢流坝顶高程M214826M214826进水闸底板高程M214396M214396泄洪冲沙闸底板高程M214104M2141042引水渠道设计流量M3/S150M3/S17渠道长度M1600M1600断面形式梯形梯形渠道正常水深M244M2503压力前池进水口形式虹吸式进水口虹吸式进水口前池溢流长M3030溢流堰顶高程M214700214715冲沙管直径CM80804压力钢管管道直径CM140CM140管道根数根3根3每根长度M35224M35224XX三号电站增容改造工程特性表表11改造前改造后序号项目及名称单位数量或型号单位数量或型号备注2电站厂房形式地面厂房地面厂房主厂房面积长宽2639626396副厂房面积长宽2017102720171027发电机层底板高程M2131132131133尾水渠设计尾水位M213110213110尾水渠长度M50M50六施工特性1主体工程数量土石方开挖M3166300M3712砂砾石开挖砂砾石填筑M338900M3浆砌石M320000M31871浆砌石勾缝M2M245胶泥填缝渠面现浇砼衬砌M3M318562主要建筑材料数量砂子M3M3石子M3M3木材M3M3水泥TT钢筋、钢材T150T3总工期月30月6XX三号电站增容改造工程特性表表11改造前改造后序号项目及名称单位数量或型号单位数量或型号备注七主要机电设备1水轮机3台ZD560LH1003台ZDJP502LH1002发电机3台SF50012/17303台SF70012/17303调速器3台YT6003台BYWT600（微机调速器）4励磁变3台ZSJ36/633台ZL50/63/01255主变型号1台S72000/3851台S113150/3856断路器1组高压多油断路器DW8351组真空断路器（ZW7405/630）7高压隔离开关2台GW435D/6002台GW5405D/6308监控系统1面中央控制台1面计算机监控信号综合屏BKFWT16009励磁装置3面可控硅励磁KGLAF311200A/75A3面微机励磁屏KWCL160010直流系统1套110V1套220V八经济指标1工程静态总投资万元522万元725372单位千瓦投资元/KW3480元/KW3454143单位电能投资元/KWH061元/KWH069不包含原资产折余价值九经济效益1财务内部收益率1092税后2经济内部收益率2639国民经济3财务经济净现值万元万元511税后4经济净现值万元万元70011国民经济5投资回收期年年93税后2水文地质21自然概况（1）地理位置XX县XX三号电站地处XX县城南15KMXX镇XX村境内，位于XX流域下游，上距XX水库30KM,下距XX二坝渠首200M。XX流域是石羊河水系的第二大支流，南以祁连山冷龙岭为界并与大通河相依，东以西营河为邻，西与西大河相连，北部是石羊河干流。XX干流段指两大支流直河、斜河汇合口以下至XX渠首，河长30KM,总落差414M,为充分利用XX的水资源和水力资源，XX人民在XX干流XX滩盆地出口处建成XX水库，主要作用是经水库蓄丰补枯，以调剂下游工农业用水需求，所以经水库调蓄后的下泄流量比较稳定，对下游河道的水电站的运行创造了良好的条件。XX水库大坝以上流域面积1030KM2，年径流量291亿M3，年降雨量约400MM左右,本工程以上流域面积1614KM2XX三号电站地理位置及行政区划见附图一。（2）地质地貌XX三号电站厂址位于XX二坝渠首上游200M河床左侧二级阶地上，此处已出山口，整体地形开阔，地势平坦。上游依山岩石裸露，表层早皮覆盖，下游为沉积砂砾石层坡入河床。以出露岩层直观分析，为加里东晚期花岗岩，中粗粒结构，岩体微密坚硬，表层分化严重，节理裂隙较为发育。（3）地质构造及地震本区位于祁吕贺山字型构造弧的西翼，测区内未见较大的构造断裂。据1400万中国地震动峰值加速度区划图（2001），工程区地震动峰值加速度为020G（相当于地震基本烈度度），地震动反应谱周期为040S，对应原地震基本裂度8度。（4）气候本电站位于河西走廊东部的祁连山北脚下，海拔2000M以上寒冷地区，XX流域由西向南向东北部从高寒半干旱气候逐渐过渡到温带干旱气候。据XX气象站19581980年23年观测资料统计得平均气温48，绝对最高气温325，绝对最低气温267，平均最高气温123，平均最低气温17，多年平均降水量1851MM，多年平均蒸发量20006MM20CM蒸发器，平均相对湿度52，多年平均年日照时数28842H,平均风速32M/S，最大风速26M/S，最大冻土深度159CM。电站处于出山口后的宽浅河床一侧，受冷热干湿气流交替环绕，常年多风，尤以春秋末季为甚。XX流域XX地区气象特征见表21。甘肃省XX气象站XX地区地面基本气象要素统计表表21月份项目一二三四五六七八九十十一十二合计多年平均气温（）10074066512316017516811652268148多年平均最高气温（）1507691411942302432381851285104123多年平均最低气温（）1621366607488410710158057914017多年各月极端最高气温（）149194205278296320324325288244182165325多年各月极端最低气温（）2672621931927008282236168231260267多年平均相对湿度（）45454445465264636259524752多年平均降水量（MM）0716427217923739238236012039061851多年平均各月蒸发量MM5737031448235729742837234022901737137578658720006多年各月最大积雪深度（CM）4691030000411611多年平均各月日照时数（HR）23022154232124212585273525142505220824562331230828842多年平均风速（M/S）30313638383530282930313032多年各月最大风速（M/S）17242122182618141415212226多年各月最多大风日数（日）561176474454536多年各月最多沙尘暴日数（日）42551201121310多年各月平均霜日数（日）6871433407000181061269556822年径流特性XX三号电站的径流分析计算以上游沙沟寺水文站测流数据为依据，由于XX三号电站进水口与XX二号电站厂房尾水相连，XX二号电站进水口又与XX一号电站厂房尾水相连，所以三号电站径流与一号电站相同。XX属河西地区石羊河水系，发源于祁连山冷龙岭北坡，由斜河、直河汇流于XX盆地，后深切高山峡谷至出山口（本电站在出山口），在出山口外已建有XX二坝渠首（系向下游金川峡水库输水及农田灌溉之枢纽工程），河流在此分流后流入XX武威盆地。XXXX滩以上流域植被良好，降水丰富，是河川径流的主要来源区。本工程以上流域面积1614KM2,河流长约30KM,河道纵坡约125。XX一号电站渠首上游98KM处设有沙沟寺水文站，原站址在现站址上游25KM处，F1545KM2,1954年5月设站，观测到1970年止，1971年1月起，因受渠道影响，基本断面下迁到现址，F1614KM2。参照规范，工程地点和设计站的积水面积相差不超过3时，工程地点的径流设计值可直接采用设计站的径流分析成果。沙沟寺站的新老断面F/F44,已超过规范规定的范围，本应按面积比修正，但考虑到超过范围不大，XX主要产流区在XX水库以上的上游区，建立XX沙沟寺站与邻近的西大河插剑门站年径流相关图，可以看出1970年前后的点据并无明显的系统偏离，故沙沟寺站新老断面的观测资料可以合并统计，不再进行修正。各断面汇水面积与间距示意见附图21。XX各断面汇水面积与间距示意图附图21XX水库F1030KM2132KM沙沟寺水文站F1614KM298KMXX1电站渠首33KMXX1电站厂房尾水至XX2电站进水口21KMXX2电站厂房尾水02KMXX3电站渠首20KMXX3电站厂房尾水02KMXX二坝渠首XX武威盆地XX三号电站的流量设计，将以现状XX水库调度运行情况为依据。本次计算中沙沟寺水文站集水面积以1614KM2计。调节年度采用76月，据1954年7月1985年6月（N31）资料统计，沙沟寺站年径流统计参数如下多年平均流量Q0988M3/S,CV018,CS/CV20。径流系列详见表22,23,24,25，26。径流年内分配表表22月份项目一二三四五六七八九十十一十二平均XX水库4038946360988512820720113879156245694所占354345411540785113183178122701499405100沙沟寺水文站40389463621947143243236155831569459104所占322313372499761115195191246674573691003503593925529451308201021121583791525351940XX三号电站设计年径流年内分配成果表表23月份项目一二三四五六七八九十十一十二年P15丰水年413279545737656144236342198951609541117P50平水年388334442588680160223198200806402431977P85枯水年217362413471605101194115180712561383804XX三号电站设计年径流成果表表24统计参数设计年平均流量（M3/S）Q0（M3/S）CVCS/CVP15P25P50P75P8598801820117110977864804XX水库1986年2010年各月平均流量统计表表25单位秒立米、万立米月平均流量月份年度123456789101112年平均流量年径流量1986393385508647135518822591891134957644332103230873741987439447415518824711567196210585732859532901312198839397457658131418582676193513819416542981080338992119894134184178521344197237352352415120779228135040447461990477561864136416042374204212948236674111068318513619913743854184161131144212581468831547487354759234312519923122893074459681413133916721285824227277522969781993324343529498961396297283143261451141210863371198199441445378029115452174144372558379859265533119953773213595238319221511545299477552635992028508541996345345323454962908196425111841244298845264679519973513963587271089100222312410645164252889042825626199838339835360691214391936205512927223733329002655331199931339369416631113216719671354637353285830245665420002832437435872314651867199316174422998712707550200130332736731635748193415051553767466279743233888320023183323053366011596181220861674605433348702787815200327530831746162815322212952701112160236312063632938200429542354556449697190727741898767458404935308845420052482393811017887871195223415821512358927312395720062682775445846627982524279318609456352972315918320073012653787611291108194421122395105533944910203115283XXXX三号电站渠首1990年2010年各月平均流量统计表表26单位秒立米、万立米月平均流量月份年度123456789101112年平均流量年径流量1990477501612644105815042384209412945915674151008316199138636742241697714421247147783157473674623519923082672944458621344134916721301589422777612411993324343559497851329872851437619505411072341994414140356969489215482176144676348535884326619952823223635218238191511534303576952136906286199636434533245899740619972531118373343980825719973526935865110799732232241072511442888932821998283297351606522129919592076128873237133284326719993134127231632911142198196813486373242857992529099平均349346376558813110919412078142361544434886827420002823223743597261467186719861649747421299873276200130332736731635768191415021551767466279753238200231833304336501159618422096168760142331882812003275308317461528143222329628011221602363120638120042954235455644965719672784186876745840494531220052482393811017887871195234315328215123589283182006268277544584662798262428931860945635297231620073012653787611291108196421322395105533944910323112008411337423595534674158618181413904575399796263200841133742359553467414861818141390457539979726216622009351373372312427983144917731773100359543682125844392010441570731724187163718661107111782519733039700年均4038946360988512820720113879156245694029164102009351373372312427983144317631753100359543682126120104415717317241872163318661107111782519733080010平均3143273784988141111191121951778874515378925297年均33133637752681411119252139160975148136489828623洪水231资料情况沙沟寺水文站有19541985年共计32年实测洪水资料，XX滩水库有19862010年共计24年实测入库资料。历史洪水调查根据甘肃省洪水调查资料，XX泱翔河段沙沟寺站址，调查历史洪水为1945年QM582M3/S。收集到的XX滩水库19862010年24年实测入库洪水资料，根据过去有关工程计算点绘的河西地区各频率洪峰流量与流域面积关系线，沙沟寺水文站符合QPAF07关系式，依据此关系式得到19862010年共计24年的沙沟寺站最大洪峰资料。232洪水计算成果（1）经频率统计分析计算，沙沟寺站适线后采用统计参数为QM120M3/SCV098CS/CV35XX沙沟寺水文站不同频率洪峰流量成果见表27。XX沙沟寺站设计频率洪峰流量成果表统计参数P表27单位QM3/SXX三号电站设计频率洪峰流量见表28。XX三号电站设计频率洪峰流量表表28单位QM3/S（2）XX三号电站设计洪水确定施工洪水计算主要依据XX沙沟寺水文站资料，以面积指数关系（N07）推算至计算断面，分期根据施工设计需要分为105月、35月、106月、36月、全年，各分期设计流量与相应水位见表29。XX三号电站各分期设计流量与相应水位表表29单位QM3/SP分期项目1020QM3/S280179年HM213232213192105月QM3/S864641QMCVCS/CV010330512333510120098351020804734614498416353251统计参数PQMCVCS/CV010330512333510134098351140898820686556465394280HM213145213126QM3/S86464035月HM213145213126QM3/S120880106月HM213165213146QM3/S12289336月HM213166213147施工截流期的设计流量根据施工设计规范取平均流量值为统计值。施工截流期各设计频率流量与相应水位见表210。XX三号电站施工截流期各设计频率流量与相应水位表表210单位QM3/SP月份项目1020三月QM3/S521483HM213022213018十月QM3/S683628HM213028213026十一月QM3/S11099HM213045213040233洪水特性据沙沟寺水文站资料，XX多年平均流量1016M3/S,径流量321亿M3,年内分配比较均匀，变差系数CV值013，据水文年鉴查证，XX最大洪峰量为223M3/S,最小流量37M3/S，一般洪水主要由暴雨形成，强度大，历史短，峰型尖瘦，陡涨陡落。由于XX水库的建成，改变了其下游天然来水过程，下泄水量视下游灌溉和其他需水情况人为控制，减少了洪水灾害，节约了水量，并为XX水力梯级开发创造了良好的条件。XX三号电站流域洪水由暴雨形成。其洪水特点是暴雨集中、强度大、汇流时间较长,河床较为宽阔，一次洪水过程多为单峰型，洪水历时一般为12天左右。洪水多发生在410月，大洪水多发生在59月。3电站运行情况31设备运行状况XX三号电站于1987年4月开工，1990年7月竣工发电，至今历时21年。由于当时设计的局限，设计年利用小时较高（5607小时左右），水能资源浪费较大。电站建成发电以来，不能按设计年发电量运行，且超负荷运行时间较长，部分机电设备存在绝缘老化,性能劣化的隐患，直接影响到电站的安全生产和经济效益。311水轮机运行情况水轮机型号为ZD560LH100，设计水头145M，额定流量47M3/S，由江西上饶水动力设备厂生产。通过21年多的运行，存在水轮机气蚀严重、转轮效率低下、水封设计不合理、漏水量大，在长期运行中汽蚀使水轮机过流部件遭到破环，运行条件恶化；调速器（型号为YT600）动作不可靠、不能自动调节，油系统为重力油箱外循环，存在冷却效果差、打油时耗电量大、维护困难等问题。同时由于设计和选型不当，机组设备存在出力不足，效率低下、调节性能差等缺陷，水轮发电机组存在不同程度振动，控制环与水轮机顶盖之间出现运动干涉现象，效率及出力大幅度降低。312主要电气设备的运行情况发电机为SF50012/1730型，由广东潮州电机厂生产，其基本结构为密封自循环风冷却立式水轮发电机。经过多年运行三台机组均出现不同程度的抖动、异常声响、定子线圈绝缘击穿、短路故障的发生。发电机温度高、噪声大、定、转子线圈污染严重、线圈事故率高等，定、转子、引出线绝缘老化，这些问题不同程度地说明了运行21年多的发电机组已暴露了许多缺陷和隐患。变压器为S72000/385/63型，多年运行中变压器温度偏高，运行中有异常声音，各部位已出现不同程度的渗油现象，经过多次处理，未能彻底消除。313继电保护装置运行情况继电保护装置为PK1型600屏电磁式保护，测量保护为老式继电器保护，存在可靠性差；一二次回路及设备绝缘老化,这类设备技术性能较低，安全可靠性不高，运行中误动频繁，检修维护量大，而且这类设备厂家不再生产，配件短缺难易购买。31435KV并网线路运行情况XX三号电站并网线路架设于1990年，采用LGJ70型导线，横担6副，盘型悬式瓷绝缘子180个，针式瓷绝缘子12个，线路总长5932M。由于线路跨越XX硅铁厂生产区，铁件及绝缘子锈蚀严重，时有线路断线、接地等事故发生，输电能力降低，电能损耗大。32电站设备的年利用率情况本电站自1990年7月26日竣工并网发电以来，共完成发电量1354921万KWH，具体年生产情况见XX三号电站历年发电量统计见表31。XX三号电站历年发电量统计表表31单位万KWH年度发电量年度发电量200067621990200164271991315120026778199244512003826919936334200476071994622920058282199555232006775181996692620078746519976816200879829199859492009747091999546820108568（9199年）平均发电量56497（0010年）平均发电量76950平均年利用小时（H）3766平均年利用小时H5130合计1354921321发电用水利用情况发电水能利用参照最近具有代表性的七年（20042010）进行分析对比2004年发电量7607万KWH，电站渠首来水量312亿M3，发电利用水量257亿M3，农灌及弃水量055亿M3，水量利用系数8251，电站渠首平均下泄流量945M3/S，年利用小时5071H。2005年发电量8282万KWH，电站渠首来水量318亿M3，发电利用水量28亿M3，农灌及弃水量038亿3M3，水量利用系数8813，电站渠首平均下泄流量928M3/S，年利用小时5521H。2006年发电量77518万KWH，电站渠首来水量316亿M3，发电利用水量262亿M3，农灌及弃水量054亿3M3，水量利用系数8301，电站渠首平均下泄流量972M3/S，年利用小时5168H。2007年发电量87465万KWH，电站渠首来水量311亿M3，发电利用水量289亿M3，农灌及弃水量022亿3M3，水量利用系数9293，电站渠首平均下泄流量1032M3/S，年利用小时5831H。2008年发电量79829万KWH，电站渠首来水量263亿M3，发电利用水量245亿M3，农灌及弃水量018亿3M3，水量利用系数9316，电站渠首平均下泄流量796M3/S，年利用小时5322H。2009年发电量74709万KWH，电站渠首来水量261亿M3，发电利用水量24亿M3，农灌及弃水量021亿3M3，水量利用系数9195，电站渠首平均下泄流量821M3/S，年利用小时4981H。2010年发电量8568万KWH，电站渠首来水量308亿M3，发电利用水量290亿M3，农灌及弃水量018亿3M3，水量利用系数9414，电站渠首平均下泄流量973M3/S，年利用小时5712H。XX三号电站1990年2010年运行综合情况统计见表32。XX三号电站1990年2010年运行综合情况统计表表32年度发电量（万KWH电站渠首年来水量（亿M3电站年发电用水量（亿M3弃水量（万M3年平均下泄流量（M3/S）发电水量利用系数（）年利用小时（H）1991315123510712874645372101199244512411510907616250296719936334342141261072630442231994622926621105584379244153199555232861870999066535368219966926257234023808912046171997681628223105189381794544199859492672010668437540396619995468252185067799734336452000676227622904787382914508200164272382170217539138428520026778281229052888163451920038269381280101120673445513200476073122570559458251507120058282318280038928881355212006775183162620549728301516820078746531128902210329293583120087982926324501879693165322200974709261240021821919549812010856830829001897394145712年均67746285227058893797845164存在的问题及改造的必要性41存在的问题（1）装机容量小XX三号电站受开发时期客观条件限制，致使电站装机容量未能按充分合理利用水力资源的要求确定，导致装机容量小，弃水时间长。从丰、平、枯代表年逐日平均流量统计计算，日均流量大于引用流量出现弃水的时间达120天，多达2880小时，根据统计多年年径流量2432亿M3,机组年发电利用水量2427亿M3,年损失水量近004057亿M3。充分说明XX三号电站现有装机引用流量小，造成水力资源浪费，具有较大的改造增容潜力。（2）机电设备老化严重，性能落后XX三号电站机电设备经过21年发电运行，定子、转子线圈严重老化，转轮磨损严重，三台水轮机出力不足，定子线圈多次发生击穿事故，机组处于带病运行状态。二次控制保护设备还在使用PK1型600屏电磁式保护产品，常出现误动现象，暴露出二次设备技术性能差，安全可靠性低，目前电磁式保护产品已被新产品取代。因此，亟待更新改造。（3）并网输电线路破损严重电站35KV并网输电线路架设于1990年，采用LGJ70型导线，横担6副，盘型悬式瓷绝缘子180个，针式瓷绝缘子12个，线路总长5932M。跨越XX硅铁厂生产区，铁件及绝缘子锈蚀严重，已发生断线、接地等事故，输电能力降低，电能损耗大。42改造的必要性421电站机电设备运行年限久XX三号电站原安装三台500KW的ZD560LH100型立轴轴流定浆式水轮发电机组，经过21年运行，累计发电1354921万KWH，电站的机组设备利用小时已超过903万H，已达到了设备利用年限。其间三台机组先后进行过多次大修，更换过水轮机转轮和泄水锥。机组转动部分磨损明显，发电机定、转子线圈绝缘老化严重，调速器操作不灵，旁通阀、前池排沙闸止水带破损且漏水大，机电设备陈旧、技术落后，效率和自动化程度低，机组处于带病运行状态，说明三台机组已处于更新或技术改造的状况。422水能利用率小从19902010年XX三号电站运行综合情况统计分析，历年累计发电量1354921万KWH，年利用小时4516H，电站渠首年平均来水量285亿M3，发电用水227亿M3,农灌及弃水量为058亿M3，多年平均发电用水年利用系数7978，充分体现装机容量明显偏小，水能利用率偏低，需增容改造。423电站自动化水平低电站二次保护设备陈旧落后，自动化水平低，存在一定程度的缺陷，已不能适应目前电力系统安全运行规范的要求。为了提高电站电气设备运行的可靠性，提高电站整体自动化水平，改造势在必行。424发电机绝缘老化电站发电机组经过21年的运行，发生过多起定子线圈击穿和短路事故。设备已接近或超过设备使用寿命，不能保证发电机组安全运行，必须进行改造。425水轮机转轮磨损严重水轮机过流部件磨损大，漏水严重，汽蚀严重，转轮大面积焊补次数多，转轮叶片原始线型及水流流道改变，水轮机效率降低。用当前水轮机转轮的技术水平来衡量，ZD560转轮效率低，单位过流量小、水力性能偏低。426主变容量小XX三号电站现主变型号S72000/385/63，容量2000KVA，无法满足水轮发电机组增容改造后输送负荷的的需要。427设计水头保守XX三号电站为XX县80年代建设的第三座电站，受历史条件局限，设计保守，设计发电水头仅为145M。多年机组运行分析，平均发电水头能提高至155M。43改造的依据（1）小型水电站技术改造规范（GB/TB07002011）（2）农村水电增效扩容改造项目机电设备选用指导意见（3）农村水电增效扩容改造项目初步设计指导意见（4）小型水电站初步设计报告编制规程（SL/T17996）（5）小型水力发电站设计规范（GB500712002）（6）水力发电厂机电设备技术规程（SDJ17385）（7）XX县农村水电增效减排工程规划综上所述，为更好地发挥电站发电效益，合理利用发电水头，科学设计装机容量，更新设备，提高电站整体自动化水平，不仅必要，而且十分紧迫。5水能设计51水能计算511基本资料及依据水电站的水能计算依据小水电水能设计规程SL7694介绍的无调节水电站水能计算方法进行。XX三号电站系渠道引水式电站，本电站自XX二号电站尾水渠引水，经引水渠道16KM接压力前池入进水室，依据实际地形布置成侧向溢流泄入原河道，正面引水至前池经压力管道进入水轮机室发电，下游尾水正向泄入XX二坝渠首引水渠。本电站上游30KM处有一座建成多年的XX水库（含电站），其主要任务是对XX天然来水量进行调蓄，蓄丰补枯，并同下游金川峡水库联合调度运行，以满足中下游地区工农业用水要求。