六百丈二级水电站的设计心得

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简介： 小型水电站的设计方案和思路直接关系到水电站的投资、工期和发电效益。六百丈二级水电站的设计，从实际出发，选择最适宜和经济的设计方案，取得了良好的经济和社会效益。
关键字：小型水电站 设计方案 方案选择 优化设计 经济效益

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。

　　作者单位：安徽省水利水电基本建设管理局。