時間：2023-03-22 17:44:48
序論：在您撰寫水電站設(shè)計論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
1.1合成流量法計算設(shè)計洪水
1.1.1洪峰流量合成方法灃河秦鎮(zhèn)大壩位于潏河入?yún)R口下游，灃河在秦渡鎮(zhèn)以下沒有設(shè)立過水文站，無水文資料，本次將灃河干流秦渡鎮(zhèn)站洪水與支流潏河同次洪水錯開傳播時間相加合成，用合成的洪峰流量系列進行頻率分析計算，推求工程處的設(shè)計洪水。根據(jù)流域水系分布特征，灃河干流秦渡鎮(zhèn)站以上河長比潏河短24.2km，平均比降比潏河大2.6倍，流域呈扇形，上游各峪洪水匯流集中，所以，秦渡鎮(zhèn)站以上洪水匯流時間較潏河短，洪水先于潏河洪水到達(dá)匯合口，洪峰時間一般相差約4h左右，一般情況是秦渡鎮(zhèn)站以上洪水洪峰流量與潏河基流或起漲段洪水過程疊加。灃河秦渡鎮(zhèn)站1943年～1949年為秦渡鎮(zhèn)（三）站，距灃河與潏河交匯口為694m；1950年～1964年為秦渡鎮(zhèn)（四），距兩河交匯口為824m；1965年至今為秦渡鎮(zhèn)（五）站，距交匯口為800m。潏河1943年～1964年為秦渡鎮(zhèn)（二）站，距河口距離為0.5km；1965年至今為高橋站，距河口距離為7.0km。根據(jù)兩站不同時期的實測流量成果資料，采用τ=L/V公式計算測流斷面某流量于兩河匯處的傳播時間，分別建立兩站流量Q～傳播時間τ相關(guān)關(guān)系曲線，求得兩站不同時期各級流量洪水至潏河口的傳播時間。1.1.2洪峰流量合成由于1943年～1954年灃河秦渡鎮(zhèn)（三）或（四）站、潏河秦渡鎮(zhèn)（二）站沒有洪水要素摘錄資料，本次采用同日洪峰流量相加合成；1955年～1964年根據(jù)兩站流量Q～傳播時間τ相關(guān)關(guān)系曲線，以灃河秦渡鎮(zhèn)（四）站洪峰流量和出現(xiàn)時間為依據(jù)，錯開傳播時間推求潏河秦渡鎮(zhèn)（二）站相應(yīng)流量，灃河秦渡鎮(zhèn)站洪峰流量加潏河相應(yīng)流量等于合成后的灃河洪峰流量。潏河高橋站1965年～1979年有流量資料，1980年～2008年只有水位資料。本次首先推求出高橋站水位～流量綜合關(guān)系曲線，再根據(jù)水位過程推求出與灃河秦渡鎮(zhèn)（五）站對應(yīng)的洪水流量過程。采用同樣方法進行洪峰流量合成。經(jīng)過合成，灃河潏河交匯口處有1943年～2008年共66年的合成洪峰流量系列，另外還調(diào)查到1883年以來兩次較大的歷史洪水，這在大、中流域系較長資料系列，但對總體而言，仍為容量有限的樣本。繪制灃河潏河交匯口處歷年最大合成洪峰流量過程線圖，見圖1。從圖1中可以看出，灃河潏河交匯口處合成洪峰流量系列已長達(dá)66年，基本上包括了豐、平、枯時段和各種來水組合，且又加入了歷史調(diào)查洪水，同時，洪水系列正遞序均值、變差系數(shù)Cv隨歷時變化也趨于穩(wěn)定，因此認(rèn)為該洪水系列具有較好的代表性。
1.2水文比擬法推求設(shè)計洪水
灞河位于設(shè)計流域灃河?xùn)|側(cè)，為相鄰流域。灞河馬渡王站位于灞河中游，其控制流域面積由秦嶺北麓山區(qū)和渭河南岸平原兩部分組成，和灃河秦鎮(zhèn)大壩區(qū)段以上流域面積組成相似，故本次以灞河馬渡王站為參證站，采用水文比擬法推求工程處的設(shè)計洪水。1.2.1參證站設(shè)計洪水分析計算根據(jù)馬渡王站1952年～2008年共57年洪峰流量系列，按照《水利水電工程設(shè)計洪水計算規(guī)范》（SL44—2006）推薦的方法，以年最大值法選樣，并加入1835年歷史調(diào)查洪水，按不連續(xù)系列進行頻率分析，洪水經(jīng)驗頻率采用數(shù)學(xué)期望公式進行計算，均值及變差系數(shù)Cv采用矩法計算，理論頻率偏態(tài)系數(shù)Cs按經(jīng)驗取Cv的倍比通過適線確定。經(jīng)過適線，求得灞河馬渡王站設(shè)計洪水頻率計算成果及統(tǒng)計參數(shù)，詳見表1。1.2.2工程處設(shè)計洪水計算灃河潏河交匯口處的設(shè)計洪水以灞河馬渡王站為參證站，采用水文比擬法進行計算，計算公式為：Q工程處=F工程處F參證站!"23×Q參證站式中，Q工程處、Q參證站—分別為工程處和參證站灞河馬渡王站設(shè)計洪峰流量（m3/s）；F工程處、F參證站—為工程處和參證站灞河馬渡王站控制流域面積（km2），分別為1253km2和1601km2。經(jīng)過計算，得到灃河潏河交匯口處的設(shè)計洪水成果，詳見表2。
2成果分析選用
1.1引水發(fā)電系統(tǒng)
1.1.1取水口攔污柵及啟閉設(shè)備
1)優(yōu)化選型布置設(shè)計。發(fā)電引水隧洞喇叭口底檻678.50mm處設(shè)置1孔攔污柵，單孔孔口尺寸為7.5m×10.0m，檢修平臺高程717.00m，設(shè)計水頭4.0m，最大引用流量為42.58m3/s，平均過柵流速為0.811m/s，攔污柵重量為26.0t，柵槽埋件重17.0t，型式為平面滑動式攔污柵。選用1臺QPG2×250kN－38m高揚程卷揚式啟閉機，安裝高程726.20m，操作運行條件為靜水啟閉。2)蓄水安全復(fù)核計算。攔污柵主支承是增強四氟NL150CHI型滑塊，最大線荷載為25kN/cm，反向支承是鋼滑塊。柵條間距50mm，柵體主材為Q235B，內(nèi)力分析計算［2］成果為:主梁最大壓應(yīng)力為105.35N/mm2，發(fā)生在跨中處;最大剪力為21.01N/mm2，發(fā)生在支座處;最大撓度為9.5mm，發(fā)生在跨中處;柵條彎應(yīng)力為53.1N/mm2，發(fā)生在跨中處。攔污柵重量為247kN，提柵清污時考慮污物重量為100kN，攔污柵啟閉力為450.1kN，啟閉機容量為2×250kN。
1.1.2取水口事故閘門及啟閉設(shè)備
1)優(yōu)化選型布置設(shè)計。在攔污柵的下游設(shè)置1扇事故閘門，孔口尺寸為4.5m×4.8m，底檻高程680.00m，檢修平臺高程717.00m，設(shè)計水頭37.0m，閘門型式為平面定輪鋼閘門。選用1臺安裝高程為726.20m上的QPG2×800kN－38m高揚程卷揚機控制閘門，操作運行條件為動閉靜啟。2)蓄水安全復(fù)核計算。閘門由門葉結(jié)構(gòu)、水封裝置、4個簡支輪主支承(同時兼做反向支承)、4個側(cè)向限位裝置和充水閥裝置等組成。受力計算采用假設(shè)平面體系，按照實際可能發(fā)生的最不利荷載組合情況，進行強度、剛度和穩(wěn)定性驗算。閘門在設(shè)計水頭下動水操作會受到不同程度的動力荷載，動力系數(shù)取1.1。門體材料為Q235B，內(nèi)力分析計算結(jié)果為:閘門承受的靜水壓力為7713.7kN，動水壓力為8485.1kN;面板折算應(yīng)力為157.03N/mm2;主梁最大壓應(yīng)力為128.1N/mm2，位于跨中處。最大剪力為49.2，位于支座處。最大撓度為2.71mm，位于跨中處;主輪與軌道的接觸應(yīng)力為844.06N/mm2;主軌頸部局部承壓應(yīng)力為173.36N/mm2;閘門閉門力為－659.1kN，啟門力為479.6kN，持住力為1394.4kN;啟閉機容量為2×800kN。
1.2泄水系統(tǒng)閘門及啟閉設(shè)備
1.2.1溢洪道弧形工作閘門
1)優(yōu)化選型布置設(shè)計。該閘門設(shè)置在溢洪道上，底檻設(shè)置在堰頂下游側(cè)704.80m處，堰頂高程為717.00m，共設(shè)置3孔閘門，啟閉機安裝高程為719.50m。閘門運行方式為動水啟閉，主要承擔(dān)水庫的泄洪任務(wù)。閘門的孔口尺寸為12.0m×8.5m(寬×高)，設(shè)計水頭為8.2m。型式為露頂式弧形閘門，其面板曲率半徑為10.0m，支鉸高度為5.5m，其結(jié)構(gòu)布置見圖1。2)蓄水安全復(fù)核計算。閘門由門葉結(jié)構(gòu)(焊接件)、水封裝置、支臂、支鉸和側(cè)輪等所組成，支承為斜支臂。受力計算采用假設(shè)平面體系，并按照實際可能發(fā)生的最不利荷載組合情況，對閘門的設(shè)計條件和校核條件進行強度、剛度和穩(wěn)定性驗算。閘門在動水操作條件下各部件尚需承受的不同程度的動力荷載，故將設(shè)計水頭作用在閘門部件上的靜水壓力乘以動力系數(shù)，考慮為最不利的荷載組合，動力系數(shù)取1.1。門體材料為Q235B，內(nèi)力分析計算結(jié)果表明:閘門承受的靜水壓力為4218.0kN，動水壓力為4639.8kN;面板折算應(yīng)力為181.8N/mm2;主梁最大壓應(yīng)力為106.3N/mm2，位于跨中處。最大剪力為69.2，位于支座處。最大撓度為4.36mm，位于跨中處;支臂平面內(nèi)應(yīng)力為76.2N/mm2;主支臂平面外應(yīng)力為66.3N/mm2;閘門啟門力為441.7kN，閉門力為246.3kN;啟閉機容量為2×250kN。
1.2.2放空底孔進口事故閘門
1)優(yōu)化選型布置設(shè)計。在放空底孔進口設(shè)置一道事故閘門，孔口尺寸為2.5m×2.6m(寬×高)，設(shè)計水頭52.0m。底檻高程為665.00m，檢修平臺高程為717.00m，啟閉機安裝平臺高程為723.50m。閘門運行方式為動閉靜啟，由1套QPG800kN－53m高揚程卷揚機控制。當(dāng)水庫需要放空時小開度提門充水平壓，待前后水壓差小于4m時，再開啟事故閘門。2)蓄水安全復(fù)核計算。閘門由門葉結(jié)構(gòu)(焊接件)、水封裝置、4個懸臂輪主支承(同時兼做反向支承)、4個側(cè)向限位裝置等所組成。受力計算采用假設(shè)平面體系，按照實際可能發(fā)生的最不利荷載組合情況，進行強度、剛度和穩(wěn)定性驗算。閘門在設(shè)計水頭下動水操作會受到不同程度的動力荷載，動力系數(shù)取1.1。門體主材為Q235B，內(nèi)力分析計算結(jié)果表明:閘門承受的靜水壓力為3491.5kN，淤沙壓力為619.6kN，總壓力為4111.1kN;面板折算應(yīng)力為187.9N/mm2;主梁最大壓應(yīng)力為101.27N/mm2，位于跨中處。最大剪力為65.4，位于支座處。最大撓度為0.76mm，位于跨中處;主輪與軌道的接觸應(yīng)力為663.1N/mm2;閘門啟門力為769.1kN，閉門力為－22.0kN，持住力為206.3kN;啟閉機容量為800kN。
1.2.3放空底孔出口弧形工作閘門
1)優(yōu)化選型布置設(shè)計。在放空底孔出口設(shè)置一道弧形工作閘門，孔口尺寸為2.5m×2.2m(寬×高)，承壓水頭為52.0m，型式為潛孔式弧形鋼閘門，底檻高程為665.00m，檢修平臺高程為668.70m，啟閉機安裝平臺高程為674.60m。閘門運行方式為動水啟閉，選用1套QH-SY－500/150kN－4.0m弧門潛孔液壓啟閉機控制閘門，閘門長期處于閉門擋水狀態(tài)。當(dāng)水庫需要放空時，動水開啟該閘門鎖定于檢修平臺上，待放空完畢，放下工作閘門封閉孔口蓄水。2)蓄水安全復(fù)核計算。閘門由門葉結(jié)構(gòu)(焊接件)、水封裝置、2個支鉸支承和4個側(cè)向限位裝置等所組成。受力計算采用假設(shè)平面體系，按照實際可能發(fā)生的最不利荷載組合情況，進行強度、剛度和穩(wěn)定性驗算。閘門在實際操作中會受到不同程度的動力荷載，動力系數(shù)取1.1。門體主材為Q235B，內(nèi)力分析計算結(jié)果為:閘門承受的靜水壓力為3329.7kN，動水壓力為3662.7kN;面板折算應(yīng)力為183.9N/mm2;主梁最大壓應(yīng)力為33.2N/mm2，位于跨中處。最大剪力為24.4，位于支座處。最大撓度為0.12mm，位于跨中處;支臂平面內(nèi)應(yīng)力為98.4N/mm2;閘門啟門力為248.8kN，閉門力為122.7kN;啟閉機容量為500/150kN。
1.2.4導(dǎo)流隧洞封堵閘門
1)優(yōu)化選型布置設(shè)計。導(dǎo)流隧洞進口設(shè)置封堵工作閘門一扇，孔口尺寸為5.0m×6.5m(寬×高)，承壓水頭為44.3m，閉門水頭:20m，型式為潛孔式平面鋼閘門，底檻高程為647.70m，檢修平臺高程為659.00m，啟閉機安裝平臺高程為667.50m。閘門運行方式為動水啟閉，選用1套QPQ630kN－13m卷揚式啟閉機控制閘門，閘門僅用于導(dǎo)流隧洞封堵時使用，導(dǎo)流隧洞在枯水季節(jié)封堵下閘門。因受啟閉機平臺高程的限制(啟閉機平臺高程為667.50m)，閉門時最不利水頭工況為啟閉高程，即水頭為20m，因此整個閘門啟閉按最不利的情況下水頭20m計算。2)蓄水安全復(fù)核計算。閘門由門葉結(jié)構(gòu)(焊接件)、水封裝置、12個主滑塊和8個反向滑塊裝置等所組成。受力計算采用假設(shè)平面體系，按照實際可能發(fā)生的最不利荷載組合情況，進行強度、剛度和穩(wěn)定性驗算。門體主材為Q235B，內(nèi)力分析計算結(jié)果為:閘門承受的靜水壓力為13501.9kN，發(fā)生在設(shè)計水頭44.3m處;材料容許應(yīng)力(抗拉、抗壓和抗彎)為142.5kN，容許應(yīng)力(抗剪)為85.5kN;面板折算應(yīng)力為138N/mm2;主梁最大壓應(yīng)力為84.6N/mm2，位于跨中處。最大剪力為71.92，位于支座處。最大撓度為3.78mm，位于跨中處;閘門閉門力為145kN;水柱壓力為898.60kN;啟閉機容量為630kN。
2結(jié)語
1中小河流水能規(guī)劃設(shè)計定額
1.1編制說明
為了使中小河流水能開發(fā)規(guī)劃滿足國家和地方對開發(fā)、利用水能資源以及國土治理的要求，統(tǒng)一規(guī)定編制規(guī)劃的原則、工作內(nèi)容和技術(shù)要求，由水利部水電及農(nóng)村電氣化司主持，以水利部農(nóng)村電氣化研究所為主編單位制定了《中小河流水能開發(fā)規(guī)劃導(dǎo)則》(SL221—98)。本導(dǎo)則分為10章，分別為總則、基本資料收集與分析、水能蘊藏量計算、地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展預(yù)測、水能開發(fā)、多目標(biāo)開發(fā)、環(huán)境影響評價、流域管理、經(jīng)濟評價與綜合分析、規(guī)劃實施意見等。本導(dǎo)則為中小河流水能開發(fā)規(guī)劃報告提供了編制依據(jù)，同時也成為中小河流水能開發(fā)規(guī)劃設(shè)計定額的制定依據(jù)和規(guī)劃設(shè)計質(zhì)量的檢驗標(biāo)準(zhǔn)。
1.2定額標(biāo)準(zhǔn)
中小河流水能規(guī)劃設(shè)計定額內(nèi)容見表1-2-1。
表1-2-1中小河流水能規(guī)劃設(shè)計定額
章節(jié)
名稱
工作內(nèi)容
比例
備注
1
前言
流域概況、編制條件、編制依據(jù)、開發(fā)方案、工程特性表
5%
2
基本資料收集與分析
氣象水文、地形、地質(zhì)、資源、電力系統(tǒng)現(xiàn)狀、社會經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀、其它等7個方面
7%
其中氣象水文3%、地質(zhì)2%
3
水能蘊藏量計算
理論蘊藏量和可開發(fā)量
8%
附河長-高程、流量、出力、電能圖
4
地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展預(yù)測
國民經(jīng)濟現(xiàn)狀與發(fā)展、電力系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展、水利現(xiàn)狀與發(fā)展、電網(wǎng)規(guī)劃及投資估算
9%
其中電網(wǎng)規(guī)劃6%
5
水能開發(fā)
開發(fā)原則、開發(fā)方案與方案比較、控制性工程概況、非控制性工程概況
35%
附開發(fā)方案圖。開發(fā)原則、開發(fā)方案與方案比較15%、工程概況20%
6
多目標(biāo)開發(fā)
防洪、灌溉、供水、航運、其它等
5%
7
環(huán)境影響評價
社會環(huán)境、自然環(huán)境、水質(zhì)水量、移民和淹沒損失、跨流域引水、其它
7%
其中水質(zhì)水量即水資源論證2%
8
流域管理
管理原則、管理模式、管理設(shè)施、管理制度
2%
9
經(jīng)濟評價與綜合分析
工程估算、效益計算、經(jīng)濟評價、綜合評價
12%
含單項工程估算和經(jīng)濟評價
10
規(guī)劃實施意見
近期開發(fā)項目、前期工作安排、其它
2%
宜由項目經(jīng)理(總工)完成
文字修改與校對(每遍2%，各部分修改由相關(guān)責(zé)任人負(fù)責(zé)，宜2遍以上)、圖紙修改與校對(2%)，文字編輯2%
8%
宜由項目經(jīng)理(總工)和其它相關(guān)人員完成
1.3定額說明
(1)比例系指每章節(jié)工作內(nèi)容(應(yīng)得工資)所占整個規(guī)劃設(shè)計內(nèi)容(應(yīng)得工資)的比例。項目經(jīng)理和項目總工津貼（工資）另外按規(guī)定比例（分別為合同額的1%）計提.項目經(jīng)理可兼任項目總工。
(2)規(guī)劃設(shè)計質(zhì)量按《中小河流水能開發(fā)規(guī)劃導(dǎo)則》（SL221-98）和其它相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
(3)文字排版與編輯依據(jù)《量和單位》（GB3100～3102-86）、《水利技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)定》（SL1-2002）、《水利水電工程技術(shù)術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》（SL26-92）。文字錄入、排版與編輯工作量已計入各章節(jié)。
(4)制圖依據(jù)《水利水電工程制圖標(biāo)準(zhǔn)》（SL73-95）和《水力發(fā)電工程CAD制圖技術(shù)規(guī)定》（DL/T5127-2001）。CAD制圖、曬圖與打印工作量已計入各章節(jié)。
(5)各章節(jié)可根據(jù)工程實際進行增減、合并，其工作量作適當(dāng)調(diào)整。
2小型水電站初步設(shè)計定額
2.1編制說明
為了統(tǒng)一小型水電站初步設(shè)計報告的編制標(biāo)準(zhǔn),提高編制質(zhì)量，由水利部水電及農(nóng)村電氣化司主持，以福建省水利水電勘測設(shè)計研究院為主編單位制定了《小型水電站初步設(shè)計報告編制規(guī)程》(SL/T179—96),要求小型水電站初步設(shè)計報告分為15章，分別為綜合說明、水文、工程地質(zhì)、工程任務(wù)和規(guī)模、工程布置及建筑物、水力機械、電氣工程、金屬結(jié)構(gòu)、消防、施工組織設(shè)計、水庫淹沒處理及工程永久占地、環(huán)境保護設(shè)計、工程管理、概算、經(jīng)濟評價等。本規(guī)程為小型水電站初步設(shè)計報告提供了編制依據(jù)，同時也成為小型水電站初步設(shè)計定額的制定依據(jù)和初步設(shè)計質(zhì)量的檢驗標(biāo)準(zhǔn)。
2.2定額標(biāo)準(zhǔn)
小型水電站根據(jù)其調(diào)節(jié)性能,可分為徑流式水電站和蓄水式水電站。其設(shè)計內(nèi)容的區(qū)別主要在于取水樞紐設(shè)計的繁簡。為此，將小型水電站初步設(shè)計定額分為徑流式和蓄水式兩大類別，其定額內(nèi)容分別見表2-2-1、2-2-2。
表2-2-1小型水電站初步設(shè)計定額（徑流式）
章節(jié)
名稱
工作內(nèi)容
比例
備注
1
綜合說明
文字13節(jié)、附圖2類、附表3類
2%
根據(jù)各章節(jié)內(nèi)容編寫
2
水文
文字7節(jié)、附圖8類、附表7類
5%
3
工程地質(zhì)
文字10節(jié)
1%
根據(jù)《勘察報告》編寫
4
工程任務(wù)和規(guī)模
文字11節(jié)、附圖11類、附表按需要附列
5%
5.1~5.3
設(shè)計依據(jù)；工程選址；壩型、壩線及工程總布置
文字3節(jié)、附圖4類、附表按需要附列
3%
宜由項目經(jīng)理(總工)編寫
5.4~5.5
取水樞紐
文字2節(jié)、附圖8類、附表按需要附列
11%
包括擋水建筑物、泄水建筑物等
5.6
引水建筑物
文字1節(jié)、附圖2類、附表按需要附列
18%
其中：壓力管道12%
5.7
廠房及升壓站
文字1節(jié)、附圖4類、附表按需要附列
12%
5.8
綜合利用及其它
文字1節(jié)、附圖1類、附表按需要附列
1%
6
水力機械
文字4節(jié)、附圖4類、附表2類
4%
7
電氣工程
文字11節(jié)、附圖12類、附表4類
8%
8
金屬結(jié)構(gòu)
文字6節(jié)、附圖3類、附表2類
2%
9
消防
文字2節(jié)、附圖3類、附表2類
1%
10
施工組織設(shè)計
文字8節(jié)、附圖2類、附表2類
6%
11
工程永久占地
文字1節(jié)、附圖3類、附表2類
1%
12
環(huán)境保護設(shè)計
文字4節(jié)、附圖2類、附表按需要附列
2%
13
工程管理、勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生
文字3節(jié)、附圖2類、附表按需要附列
2%
14
概算
文字5節(jié)、附表33類
6%
含概算書
15
經(jīng)濟評價
文字5節(jié)、附表8類
文字修改與校對(每遍1.5%，各部分修改由相關(guān)責(zé)任人負(fù)責(zé)，宜2遍以上)、圖紙修改與校對(每遍1.5%，宜2遍以上)，文字編輯2%
8%
宜由項目經(jīng)理(總工)和其它相關(guān)人員進行
表2-2-2小型水電站初步設(shè)計定額（蓄水式）
章節(jié)
名稱
工作內(nèi)容
比例
備注
1
綜合說明
文字13節(jié)、附圖2類、附表3類
2%
根據(jù)各章節(jié)內(nèi)容編寫
2
水文
文字7節(jié)、附圖8類、附表7類
5%
3
工程地質(zhì)
文字10節(jié)
1%
根據(jù)《勘察報告》編寫
4
工程任務(wù)和規(guī)模
文字11節(jié)、附圖11類、附表按需要附列
5%
5.1~5.3
設(shè)計依據(jù)；工程選址；壩型、壩線及工程總布置
文字3節(jié)、附圖4類、附表按需要附列
3%
宜由項目經(jīng)理(總工)編寫
5.4
擋水建筑物
文字1節(jié)、附圖5類、附表按需要附列
24%
3個比較方案各7%，推薦方案加3%(提供5種壩高的工程量)
5.5
泄水建筑物
文字1節(jié)、附圖3類、附表按需要附列
6%
5.6
引水建筑物
文字1節(jié)、附圖2類、附表按需要附列
10%
含壓力管道
5.7
廠房及升壓站
文字1節(jié)、附圖4類、附表按需要附列
6%
5.8
工程觀測、綜合利用及其它
文字1節(jié)、附圖1類、附表按需要附列
1%
6
水力機械
文字4節(jié)、附圖4類、附表2類
3%
7
電氣工程
文字11節(jié)、附圖12類、附表4類
6%
8
金屬結(jié)構(gòu)
文字6節(jié)、附圖3類、附表2類
1%
9
消防
文字2節(jié)、附圖3類、附表2類
1%
10
施工組織設(shè)計
文字8節(jié)、附圖2類、附表2類
5%
11
水庫淹沒處理及工程永久占地
文字1節(jié)、附圖3類、附表2類
3%
12
環(huán)境保護設(shè)計
文字4節(jié)、附圖2類、附表按需要附列
1%
含水保方案概述
13
工程管理、勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生
文字3節(jié)、附圖2類、附表按需要附列
1%
14
概算
文字5節(jié)、附表33類
6%
含概算書
15
經(jīng)濟評價
文字5節(jié)、附表8類
文字修改與校對(每遍1.5%，各部分修改由相關(guān)責(zé)任人負(fù)責(zé)，宜2遍以上)、圖紙修改與校對(每遍1.5%，宜2遍以上)，文字編輯2%
8%
宜由項目經(jīng)理(總工)和其它相關(guān)人員進行
2.3定額說明
(1)比例系指每章節(jié)工作內(nèi)容(應(yīng)得工資)所占整個設(shè)計內(nèi)容(應(yīng)得工資)的比例。項目經(jīng)理和項目總工津貼（工資）另外按規(guī)定比例（分別為合同額的1%）計提.項目經(jīng)理可兼任項目總工。
(2)設(shè)計質(zhì)量按《小型水電站初步設(shè)計報告編制規(guī)程》（SL/T179-96）、《小型水力發(fā)電站設(shè)計規(guī)范》（GB50071-2002）和其它相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
設(shè)計過程中須進行多方案技術(shù)經(jīng)濟比較，力爭推薦方案科學(xué)、安全、經(jīng)濟、實用。
(3)文字排版與編輯依據(jù)《量和單位》（GB3100～3102-86）、《水利技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)定》（SL1-2002）、《水利水電工程技術(shù)術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》（SL26-92）。文字錄入、排版與編輯工作量已計入各章節(jié)。
(4)制圖依據(jù)《水利水電工程制圖標(biāo)準(zhǔn)》（SL73-95）和《水力發(fā)電工程CAD制圖技術(shù)規(guī)定》（DL/T5127-2001）。CAD制圖、曬圖與打印工作量已計入各章節(jié)。
(5)各章節(jié)可根據(jù)工程實際進行增減、合并，其工作量作適當(dāng)調(diào)整。
(6)本定額中廠房及升壓站按臥式機組廠房考慮，立式機組廠房和貫流式機組廠房所占比例可根據(jù)實際情況在本定額基礎(chǔ)上調(diào)增50-100%。
(7)小型水電站可行性研究報告編制可參照本定額執(zhí)行。
3小型水電站施工圖設(shè)計定額
3.1編制說明
小型水電站施工圖設(shè)計主要根據(jù)初步設(shè)計審查意見和相關(guān)規(guī)范進行。施工圖設(shè)計內(nèi)容繁瑣，本定額僅作參考，有待于進一步研究。
3.2定額標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)徑流式水電站和蓄水式水電站各部分設(shè)計的繁簡,將小型水電站施工圖設(shè)計定額分為徑流式和蓄水式兩大類別，其定額內(nèi)容分別見表3-2-1、3-2-2。
表3-2-1小型水電站施工圖設(shè)計定額（徑流式）
部分
單位工程名稱
工作內(nèi)容
比例
備注
一
建筑工程
1
取水樞紐
1.設(shè)計、制圖、交底、服務(wù)2.校核、審查
18%
包括擋水建筑物、泄水建筑物、導(dǎo)流建筑物等
2
引水工程
1.設(shè)計、制圖、交底、服務(wù)2.校核、審查
22%
含壓力管道12%
3
發(fā)電廠工程
1.設(shè)計、制圖、交底、服務(wù)2.校核、審查
18%
4
升壓變電站工程
1.設(shè)計、制圖、交底、服務(wù)2.校核、審查
2%
5
其它工程
1.設(shè)計、制圖、交底、服務(wù)2.校核、審查
10%
二
機電設(shè)備
1
水力機械
1.設(shè)計、制圖、交底、服務(wù)2.校核、審查
5%
2
電氣工程
1.設(shè)計、制圖、交底、服務(wù)2.校核、審查
10%
三
金屬結(jié)構(gòu)
1.設(shè)計、制圖、交底、服務(wù)2.校核、審查
5%
四
工程預(yù)算
預(yù)算及標(biāo)底
5%
表3-2-2小型水電站施工圖設(shè)計定額（蓄水式）
部分
單位工程名稱
工作內(nèi)容
比例
備注
一
建筑工程
1
擋水建筑物
1.設(shè)計、制圖、交底、服務(wù)2.校核、審查
25%
包括導(dǎo)流建筑物等
2
泄水建筑物
1.設(shè)計、制圖、交底、服務(wù)2.校核、審查
14%
3
引水工程
1.設(shè)計、制圖、交底、服務(wù)2.校核、審查
8%
僅含壓力管道，增加有壓隧洞和調(diào)壓室為18%
4
發(fā)電廠工程
1.設(shè)計、制圖、交底、服務(wù)2.校核、審查
15%
5
升壓變電站工程
1.設(shè)計、制圖、交底、服務(wù)2.校核、審查
1%
6
其它工程
1.設(shè)計、制圖、交底、服務(wù)2.校核、審查
10%
二
機電設(shè)備
1
水力機械
1.設(shè)計、制圖、交底、服務(wù)2.校核、審查
3%
2
電氣工程
1.設(shè)計、制圖、交底、服務(wù)2.校核、審查
6%
三
金屬結(jié)構(gòu)
1.設(shè)計、制圖、交底、服務(wù)2.校核、審查
5%
四
工程預(yù)算
預(yù)算、標(biāo)底
3%
3.3定額說明
(1)比例系指部分工作內(nèi)容(應(yīng)得工資)所占整個設(shè)計內(nèi)容(應(yīng)得工資)的比例。項目經(jīng)理和項目總工津貼（工資）另外按規(guī)定比例（分別為合同額的1%）計提.項目經(jīng)理可兼任項目總工。
(2)設(shè)計質(zhì)量按《小型水力發(fā)電站設(shè)計規(guī)范》（GB50071-2002）和其它相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。設(shè)計過程中須進一步進行技術(shù)經(jīng)濟比較，力爭設(shè)計成果安全、實用、經(jīng)濟、美觀。
(3)各部分設(shè)計應(yīng)附詳細(xì)的計算說明書,存檔備查。排版與編輯依據(jù)《量和單位》（GB3100～3102-86）、《水利技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)定》（SL1-2002）、《水利水電工程技術(shù)術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》（SL26-92）。文字錄入、排版與編輯工作量已計入各章節(jié)。
(4)制圖依據(jù)《水利水電工程制圖標(biāo)準(zhǔn)》（SL73-95）和《水力發(fā)電工程CAD制圖技術(shù)規(guī)定》（DL/T5127-2001）。CAD制圖、曬圖與打印工作量已計入各章節(jié)。
(5)本定額中廠房及升壓站按臥式機組廠房考慮，立式機組廠房和貫流式機組廠房所占比例可根據(jù)實際情況在本定額基礎(chǔ)上調(diào)增50-100%。
(6)校核、審查工作占單項工作的20%。
(7)各部分可根據(jù)工程實際，其工作量作適當(dāng)調(diào)整。
一級水電站建于1959年，至今已40多年了。隨著時間的推移，各個水文站積累了一大批觀測資料和梯級水庫運行紀(jì)錄，情況也發(fā)生了很大變化。為確保水庫的防洪安全和提高防洪、發(fā)電效益，研究提高汛限水位的可行性，于是提出了對梯級電站設(shè)計洪水進行復(fù)核的工作。本次設(shè)計洪水的復(fù)核，包括洪水資料可靠性、代表性、一致性審查、特大洪水論證與處理、設(shè)計洪水頻率計算、設(shè)計洪水過程線推求和成果可靠性分析等。
1.資料的審查
水文資料是水文分析計算的依據(jù)，它直接影響著此次設(shè)計洪水計算的精度、可靠性，是設(shè)計洪水計算的基礎(chǔ)。該項工作包括資料的可靠性、代表性和一致性審查三個方面
1.1資料可靠性分析
古田溪一級水庫以上有大橋、前垅、達(dá)才、錢板、平湖（源里）等5個水文站和十五個雨量站。資料每年按規(guī)范要求整編和送福建省水文總站匯審，具有良好精度。建庫后，電廠對一級水庫庫水位、泄洪、發(fā)電、下游水位、入庫站流量均有系統(tǒng)完整的觀測記錄，因此用水量平衡法反算入庫洪水，是可靠的。
關(guān)于古田溪歷史特大洪水調(diào)查先后進行過兩次，第一次是1954年7月水電總局101工程勘測隊開展的，沿溪測量了1952年特大洪水痕跡，同時還調(diào)查了1948年洪水。第二次是1956年9月上海院會同古田水文站進行的，調(diào)查和推算了1952、1931、1948年特大洪水。1964年上海院最后確認(rèn)一級水庫壩址1952、1931、1948年特大洪水洪峰流量依次為4200、3430、3170m3/s，估計1952年洪水重現(xiàn)期約為80~200年，1931年約為30年，1948年屬一般洪水。1964至今36年來尚未發(fā)生比1931年更大的洪水，因此，可將1952年的洪水重現(xiàn)期認(rèn)定為116-236年，平均約為180年；1931年約為60年。特大洪量的重現(xiàn)期難于調(diào)查，除一天洪量與洪峰流量關(guān)系密切可認(rèn)為與洪峰同頻率外，其它洪量重現(xiàn)期均難以確定，從安全考慮將作一般洪水看待。
1.2資料一致性分析
根據(jù)防洪計算要求，設(shè)計洪水應(yīng)為建庫條件下的入庫洪水，對此進行調(diào)洪計算，推求設(shè)計洪水位和校核洪水位。因此必須把1931、1946~1958年建庫前的實測壩址洪水和1959年建庫后實測的庫水位、泄流、發(fā)電資料全部轉(zhuǎn)換為入庫洪水，以保證洪水系列的一致性。壩址洪水轉(zhuǎn)換，參照華東院1987年研究成果，入庫洪水與壩址洪水的洪峰流量、一天洪量、二天洪量、四天洪量的比值分別為1.16、1.04、1.00、1.00，按此將建庫前實測的壩址洪水轉(zhuǎn)換為入庫洪水。建庫后的入庫洪水，按照下述水量平衡方程反算：
式中是時段的平均凈入庫流量（即已扣除了水庫的蒸發(fā)、滲漏損失），取1小時；、分別為時段初、末的蓄水容積，由庫水位紀(jì)錄查庫容曲線求得；為溢洪道泄流和發(fā)電流量之和，分別由泄流記錄和發(fā)電負(fù)荷紀(jì)錄計算。
1.3資料代表性分析
一級水庫洪水系列具有1946~1958年的實測流量記錄和1959年至今反算的入庫洪水，洪水系列長達(dá)50多年，如圖1所示，包括多個豐枯周期性變化（每個周期約11年左右），并有可靠的歷史特大洪水資料，具備了良好的代表性要求。
以上表明，一級水庫洪水系列具有良好的可靠性、一致性和代表性，根據(jù)設(shè)計洪水計算要求，可以采用由流量資料推求設(shè)計洪水。
圖1多年洪峰流量變化過程
2．設(shè)計洪峰洪量計算
2.1洪水頻率分析
古田溪一級水電站為二級工程，按規(guī)范確定大壩設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，即p=1%；校核標(biāo)準(zhǔn)為千年一遇，p=0.1%。
按規(guī)范要求，考慮特大洪水作用，對一級水庫入庫洪峰、洪量系列按統(tǒng)一樣本法計算經(jīng)驗頻率，按矩法初估統(tǒng)計參數(shù)—均值、Cv和Cs，分布函數(shù)選用P-Ⅲ型，最后以適線法確定理論頻率曲線，如圖2為洪峰流量的理論頻率曲線，得設(shè)計洪峰、洪量見表1：
表1古田溪一級水庫入庫洪水頻率計算成果表
項目
成果名稱
洪峰流量
Qm(m3/s)
洪量W（106m3）
一天
二天
四天
統(tǒng)計參數(shù)
均值
1719
66.1
91.3
122.6
Cv
0.49
0.46
0.45
0.43
Cs/Cv
3.5
線型
P-Ⅲ
設(shè)計值
頻率
（%）
0.1
6370
229
310
399
1
4622
169
229
298
圖2一級水庫洪峰流量理論頻率曲線
3.設(shè)計洪水過程線推求
采用典型洪水同頻率控制放大法推求設(shè)計洪水過程線，即首先選擇典型洪水，然后按推求的設(shè)計洪峰、洪量對典型洪水進行放大。
古田溪屬山溪性雨洪河流，洪水由暴雨形成，溪水源短流急，暴漲暴落，降雨分布常常不均勻，洪水峰型以雙峰和多峰居多。年最大洪水發(fā)生在3~10月，以5月下旬至7月中旬和9月居多，前者多為鋒面雨，后者常為臺風(fēng)雨。根據(jù)洪水特性和工程設(shè)計要求，從一級水庫實測資料的入庫洪水中，選擇了前八位的大洪水年份，即1966，1990，1977，1988，1968，1974，1982和1992年的洪水過程進行比較分析，最后從中選擇了兩個典型：(1)1966年9月洪水發(fā)生時間比較靠后，地區(qū)分布上主要來源于上游，是晚期大洪水典型；(2)1992年7月5日~9日洪水，屬多峰型洪水，峰、量都很大，尤其洪量無論在一級水庫還是在區(qū)間均居第二位，地區(qū)分布上區(qū)間較大，是主汛期大洪水典型。據(jù)以往分析，對一級水庫防洪起決定作用的是設(shè)計洪峰和一天洪量、二天洪量、四天洪量，因此以設(shè)計洪峰、一天洪量、二天洪量和四天洪量為控制，分段放大典型洪水過程線，在保持時段設(shè)計洪量不變的條件下進行修均，即得某種典型計算的設(shè)計洪水過程線（見圖3、圖4,）。
圖3設(shè)計洪水過程線(66年9月型)
圖4設(shè)計洪水過程線(92年7月型)
4.結(jié)論
從以下幾個方面看，此次復(fù)核計算成果是比較合理可靠的，可作為下一步研究提高汛限水位可行性時調(diào)洪計算的依據(jù)。
1、實測洪水從1946-1999年，歷時54年，超過洪水設(shè)計規(guī)范要求的不低于30年的要求，并有豐富可靠的洪水調(diào)查成果，為正確計算奠定了牢固的基礎(chǔ)；
2、古田溪屬典型山區(qū)性河流，洪水陡漲陡落，其洪水統(tǒng)計參數(shù)Cv隨統(tǒng)計時段增長而逐漸減小，符合洪水變化的一般規(guī)律；設(shè)計洪水統(tǒng)計參數(shù)——均值、（=W/T,W為歷時T的洪量）、Cv、Cs/Cv隨統(tǒng)計歷時的變化，均有很好的規(guī)律性；
3、各頻率曲線綜合在一張圖上，彼此協(xié)調(diào)，不會出現(xiàn)相互交叉現(xiàn)象；
4、與上下游及相鄰流域洪水頻率分析成果比較，一級水庫的設(shè)計洪水統(tǒng)計參數(shù)與相關(guān)線（地區(qū)經(jīng)驗公式）配合緊密，符合洪水的地區(qū)變化規(guī)律。
5、與1987年、1993年洪水復(fù)核成果相比（見表2），雖稍有偏大，但相差甚微，說明成果是相當(dāng)穩(wěn)定可靠的。
表2古田溪一級水電站洪水復(fù)核成果比較
復(fù)核年份/復(fù)核單位
P=0.1%
P=1%
Q
W1
W2
W4
Q
W1
W2
W4
1987/華東院
6110
239
311
374
4470
173
228
295
1993/武水
6330
219
300
386
4610
162
223
290
2001/武漢大學(xué)
6370
229
310
399
4622
169
229
298
注：Q代表洪峰流量，單位為m3/S；W1、W2、W4分別為一天、二天、四天洪量，單位為106m3。
Abstract:WestudythefeasibilityofheighteningthelimitingwaterlevelduringfloodseasonaboutthefirstcascadedpowerstationGutianxi,itbaseonthenewhydrologicaldataandoperationalrecordofthepowerstationafterbuildingreservoirin1959.Scientificallyprobethecalculationmethodofreservoirflood、dealwiththeextraordinaryflood、analyzingtherepresentationofdata、frequencyanalysisandassaytherationalityofresults.Insuretheresultsofcalculatingthedesignfloodofthefirstcascadedpowerstationisaccurateandreliable,makethesturdybasefordeeperstudythefeasibilityofheighteningthelimitingwaterlevelduringfloodseason.
Keywords:Feasibility；Designflood；Calculate；Analyzetherationality
作者簡介：陳剛（1977—），男，湖北孝感人，助理工程師，從事水文水資源工作。
參考文獻：
（1）雒文生、宋星原，洪水預(yù)報與調(diào)度，湖北科技出版社，2001；
六百丈二級水電站位于安徽省石臺縣舒溪河上游的龍井河上，屬于龍井河梯級開發(fā)項目，也是“十五”期間石臺縣農(nóng)村水電電氣化建設(shè)的骨干電源工程。該站是利用上游的六百丈一級水電站發(fā)電尾水，直接引入渠道至龍井河下游集中落差發(fā)電的引水式電站。六百丈一級站建有年調(diào)節(jié)水庫，來水面積為18．1km2，總庫容660萬m3，興利庫容424萬m3，裝機容量2×800kW，具有不完全年調(diào)節(jié)性能，擔(dān)任池州地區(qū)電網(wǎng)的調(diào)峰任務(wù)。
六百丈二級水電站的樞紐工程有：引水渠道、壓力前池、壓力鋼管、廠房及升壓站等。電站設(shè)計引用流量1．92m3?s，設(shè)計水頭53．9m，總裝機容量2×400kW，工程于2002年7月開工建設(shè)，2003年5月并網(wǎng)發(fā)電，總工期僅10個月。
2方案選擇
六百丈二級水電站工程已于1997年經(jīng)安徽省水利廳以皖水〔1997〕316號文批復(fù)了初設(shè)報告，同意興建。但由于工程總投資較大，單位電能投資效益較差等原因，遲遲未能開工建設(shè)。
2001年11月，受石臺縣水務(wù)局委托，安徽省水電科技咨詢中心水電技術(shù)咨詢部會同石臺縣水務(wù)局勘測設(shè)計室，共同承擔(dān)了該工程施工圖的設(shè)計咨詢?nèi)蝿?wù)。在本次設(shè)計的過程中，根據(jù)實際情況的變化以及從提高電站運行效益、降低工程造價、實現(xiàn)減員增效等方面的考慮，對原初步設(shè)計方案進行了一定的改進。
原初步設(shè)計文件中六百丈二級水電站是通過2910m渠道引至石臺縣七都鎮(zhèn)查上橋附近，集中水頭約61．39m，電站總裝機為2×500kW，設(shè)計多年平均發(fā)電量341萬kW·h。但通過實地勘察發(fā)現(xiàn)，該渠道后段占用較大范圍的林場土地，設(shè)計征地賠償較大，工程實施有一定的難度。故在本次設(shè)計中將渠道總長由原先的2910m，縮減至2081m，避開了林場土地，相應(yīng)設(shè)計水頭減少至53．9m，電站裝機容量更改為2×400kW，設(shè)計多年平均發(fā)電量為240萬kW·h。同時電站電氣部分裝置由高壓改為低壓，工程總投資由原先的718．86萬元降至398．86萬元，其中建筑工程總投資為169．12萬元，機電設(shè)備及安裝工程投資110．86萬元（其中自動化監(jiān)控系統(tǒng)投資20萬元），金屬結(jié)構(gòu)安裝工程投資38．55萬元，臨時工程、征地補償費及其他費用80．33萬元，主要設(shè)計參數(shù)比較（見表1）。
3渠道泥沙問題的解決
在我省山區(qū)小型水電站的建設(shè)過程中，尤其是低壩引水式電站，泥沙淤積問題非常嚴(yán)重，嚴(yán)重威脅小水電站的運行和使用效益。六百丈二級電站位于我省皖南山區(qū)，由于雨量豐富，常常有大量山坡上的泥沙被沖入渠道內(nèi)，長期下去會影響渠道的輸水能力，加快水輪機組的磨損和銹蝕，不利于電站的運行管理。
該工程引水渠道斷面尺寸為2．0m×1．3m，且引水渠道較長，原先僅在壓力前池設(shè)置攔沙坎和沖沙孔，根據(jù)類似經(jīng)驗，沖沙效果不太理想。后決定在渠道樁號1＋730處設(shè)置沉沙池1座，尺寸為長10．0m，寬4．0m，前后漸變段長為1．5m，深0．7m。同時在渠道與壓力前池銜接處增設(shè)攔污柵1座，柵條間距較壓力鋼管進水口處攔污柵尺寸稍大，主要用于攔截落入渠道的樹枝、石塊、動物尸體等。通過運行發(fā)現(xiàn)對泥沙有較好的沉淀作用，大大減輕了前池的工作負(fù)擔(dān)。
4區(qū)間來水的利用
六百丈二級水電站屬于中高水頭的發(fā)電站，因此增加流量對增加電站的發(fā)電量，提高電站的發(fā)電效益有很大幫助。因此在設(shè)計中，在引水渠道渠首處建小型漿砌石擋水壩1座，壩頂為開敞式溢流，壩高2．5m，長10．1m，工程總投資僅1．02萬元。引用六百丈一級電站和二級電站之間的區(qū)間來水約0．1～0．2m3?s，主要補充六百丈二級電站枯水季節(jié)的發(fā)電來水，有效提高了電站的發(fā)電效益和運行穩(wěn)定性。
5自動化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置
六百丈二級水電站廠房為地面式，廠房內(nèi)安裝2臺HLD46－WJ－50型水輪機和2臺SFW400－6?850型發(fā)電機。電站建成后通過35kV線路T接于六百丈一級電站至池州地區(qū)6510變電所的35kV輸電線路上。
關(guān)鍵詞：小水電站；設(shè)計；經(jīng)驗
1水輪機的選擇
水輪機是水電站一個十分重要的設(shè)備，水流的動能和勢能轉(zhuǎn)換成機械能就是通過水輪機來實現(xiàn)的。水輪機選擇合理與否，直接影響到機組的效率和運行的安全性、經(jīng)濟性。
1.1機組臺數(shù)的選擇
農(nóng)村小水電站機組臺數(shù)與電站的投資、運行維護費用、發(fā)電效益以及運行人員的組織管理等有著密切的關(guān)系。通過多年設(shè)計和運行經(jīng)驗表明：農(nóng)村小水電站機組臺數(shù)一般為1～4臺，且型號應(yīng)盡量相同，以利于零部件通用和維修管理方便，其中每座電站2臺機組居多。
1.2水輪機型號的選擇
水輪機型號的選擇合理與否，直接影響到水輪機的運行效率、汽蝕和振動等。選擇型號時，既要考慮水輪機生產(chǎn)廠家的技術(shù)水平和運輸?shù)姆奖愠潭?，又要確保水輪機常處于較優(yōu)的運行工況，即盡量處于水輪機運轉(zhuǎn)特性曲線圖的高效區(qū)。尤其是機組運行時，水頭的變化不要超過水輪機性能表的水頭范圍，否則會加劇水輪機汽蝕和振動，降低水輪機效率。
1.3機組安裝高程的確定
水輪機的安裝高程不能超過水輪機允許的最大吸出高度，否則會引起水輪機轉(zhuǎn)輪的汽蝕、振動等不良現(xiàn)象，因而縮短機組的運行壽命。
（1）臥式機組：安=Z下+hs-/900-D/2
（2）立式機組：安=Z下+hs-/900
式中Z下——尾水渠最低水位（m）；
hs——水輪機理論吸出高度（m），查水輪機應(yīng)用
范圍圖及hs=f(H)曲線；
D——水輪機轉(zhuǎn)輪直徑（m）；
——水電站廠房所在地的海拔高程（m）。
為了消除或減輕水輪機汽蝕，可將計算出的安降低0.2～0.3m確定安裝高程。
2電氣主接線的擬定
小水電站的電氣主接線是運行人員進行各種操作和事故處理的重要依據(jù)之一。農(nóng)村小水電站裝機容量往往有限，一般裝機臺數(shù)不超過4臺，相應(yīng)電站的電壓等級和回路數(shù)以及主變的臺數(shù)都應(yīng)較少?？紤]到小水電站（尤其是單機100kW以下的微型電站）的機電設(shè)備供應(yīng)比較困難，運行和管理人員的文化、業(yè)務(wù)素質(zhì)普遍較差，從進站到熟練掌握操作、檢修、處理故障及優(yōu)化運行等也有一個過程。因此，農(nóng)村小水電站的電氣主接線在滿足基本要求的前提下，應(yīng)力求采用簡單、清晰而又符合實際需要的接線形式。
對于1臺機組，宜采用發(fā)電機—變壓器組單元接線；對于2～3臺機組，宜采用單母線不分段接線，共用1臺主變；對于4臺機組，宜采用2臺主變用隔離開關(guān)進行單母線分段，以提高運行的靈活性。
3電氣測量及同期裝置
并入電網(wǎng)運行的小水電站電氣測量應(yīng)包括：三相交流電流、三相交流電壓（使用換相斷路器和1只電壓表測量三相電壓）、有功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電能、無功電能、勵磁電流和勵磁電壓等的監(jiān)視和測量。發(fā)電機的測量、監(jiān)視表計、斷路器、互感器及保護裝置等裝在控制屏上（發(fā)電機控制屏）；電網(wǎng)的表計、斷路器、同期裝置等裝在同期屏上（總屏）。
保護裝置
農(nóng)村小水電站主保護裝置的配置應(yīng)在滿足繼電保護基本要求的前提下，力求簡單可行、維護檢修方便、造價低及運行人員容易掌握等。
4.1過電流保護
單機750kW以下的機組，可以采用自動空氣斷路器的過電流脫扣器作為過流及短路保護，其動作整定值可以通過調(diào)整銜鐵彈簧拉力來整定，整定值一般為發(fā)電機額定電流的1.35～1.7倍。為了提高保護的可靠性，還可采用過流繼電器配合空氣斷路器欠壓脫扣器作過流及短路保護，繼電器線圈電源取自發(fā)電機中性點的1組（3只）電流互感器，繼電器動作值亦按發(fā)電機額定電流的1.35～1.7倍整定。
原理：當(dāng)發(fā)電機出現(xiàn)短路故障時，通過過流繼電器線圈的電流超過其動作值，過流繼電器常閉接點斷開，空氣斷路器失壓線圈失電而釋放，跳開空氣斷路器主觸頭，切除故障元件——發(fā)電機。
4.2欠壓保護
當(dāng)電網(wǎng)停電時，由于線路上的用電負(fù)荷大于發(fā)電機容量，此時電壓大幅度降低，空氣斷路器欠壓線圈欠壓而釋放，跳開空氣斷路器，以防電網(wǎng)來電造成非同期并列。
4.3水阻保護
當(dāng)發(fā)電機因某種原因(如短路、長期過載、電網(wǎng)停電等)突然甩負(fù)荷后，機組轉(zhuǎn)速會迅速升高，這種現(xiàn)象叫飛逸。如果不及時關(guān)閉調(diào)速器和勵磁，可能造成事故。一般未采用電動調(diào)速的農(nóng)村小水電站可利用三相水阻器作為該保護的負(fù)荷。
水阻器容量按被保護機組額定功率的70%～80%左右考慮。如果水阻容量過大，機組甩負(fù)荷瞬間，將對機組產(chǎn)生較大的沖擊電流和制動力，影響機組的穩(wěn)定，嚴(yán)重時可能造成機組基礎(chǔ)松動。反之，如果水阻容量過小，達(dá)不到抑制機組飛逸轉(zhuǎn)速的目的。水阻器采用角鋼或鋼板制成三相星型、三角型均可。
對于單機125kW及以下的電站，水阻池內(nèi)空，以長為機組臺數(shù)×（0.7～1）m，寬為（0.7～1）m，深為0.6～0.8m為宜，同時考慮機組容量大小，應(yīng)在短時間內(nèi)（如3～5min）不致于將池中的水煮沸。
在調(diào)試水阻負(fù)荷大小時，應(yīng)在水中逐漸施加水阻劑，調(diào)試水阻負(fù)荷，直到達(dá)到要求為止。
4.4變壓器過載、短路保護
變壓器高壓側(cè)采用跌落式熔斷器（或SN10-10型少油斷路器）作過載、短路保護。運行經(jīng)驗表明，額定電壓為6～10kV的跌落式熔斷器只能用在560kVA及以下的變壓器,額定電壓為10kV的跌落式熔斷器只能用在750kVA及以下的變壓器。當(dāng)變壓器容量超過750kVA時，應(yīng)采用油斷路器。跌落式熔斷器熔絲按下列公式選擇：
當(dāng)Se＜100kVA時，熔絲額定電流=（2～2.5）×高壓側(cè)額定電流；當(dāng)Se≥100kVA時，熔絲額定電流=（1.5～2）×高壓側(cè)額定電流。
4.5變壓器的防雷保護
關(guān)鍵詞：小水電站；設(shè)計；經(jīng)驗
1水輪機的選擇
水輪機是水電站一個十分重要的設(shè)備，水流的動能和勢能轉(zhuǎn)換成機械能就是通過水輪機來實現(xiàn)的。水輪機選擇合理與否，直接影響到機組的效率和運行的安全性、經(jīng)濟性。
1.1機組臺數(shù)的選擇
農(nóng)村小水電站機組臺數(shù)與電站的投資、運行維護費用、發(fā)電效益以及運行人員的組織管理等有著密切的關(guān)系。通過多年設(shè)計和運行經(jīng)驗表明：農(nóng)村小水電站機組臺數(shù)一般為1～4臺，且型號應(yīng)盡量相同，以利于零部件通用和維修管理方便，其中每座電站2臺機組居多。
1.2水輪機型號的選擇
水輪機型號的選擇合理與否，直接影響到水輪機的運行效率、汽蝕和振動等。選擇型號時，既要考慮水輪機生產(chǎn)廠家的技術(shù)水平和運輸?shù)姆奖愠潭龋忠_保水輪機常處于較優(yōu)的運行工況，即盡量處于水輪機運轉(zhuǎn)特性曲線圖的高效區(qū)。尤其是機組運行時，水頭的變化不要超過水輪機性能表的水頭范圍，否則會加劇水輪機汽蝕和振動，降低水輪機效率。
1.3機組安裝高程的確定
水輪機的安裝高程不能超過水輪機允許的最大吸出高度，否則會引起水輪機轉(zhuǎn)輪的汽蝕、振動等不良現(xiàn)象，因而縮短機組的運行壽命。
（1）臥式機組：安=Z下+hs-/900-D/2
（2）立式機組：安=Z下+hs-/900
式中Z下——尾水渠最低水位（m）；
hs——水輪機理論吸出高度（m），查水輪機應(yīng)用
范圍圖及hs=f(H)曲線；
D——水輪機轉(zhuǎn)輪直徑（m）；
——水電站廠房所在地的海拔高程（m）。
為了消除或減輕水輪機汽蝕，可將計算出的安降低0.2～0.3m確定安裝高程。
2電氣主接線的擬定
小水電站的電氣主接線是運行人員進行各種操作和事故處理的重要依據(jù)之一。農(nóng)村小水電站裝機容量往往有限，一般裝機臺數(shù)不超過4臺，相應(yīng)電站的電壓等級和回路數(shù)以及主變的臺數(shù)都應(yīng)較少?？紤]到小水電站（尤其是單機100kW以下的微型電站）的機電設(shè)備供應(yīng)比較困難，運行和管理人員的文化、業(yè)務(wù)素質(zhì)普遍較差，從進站到熟練掌握操作、檢修、處理故障及優(yōu)化運行等也有一個過程。因此，農(nóng)村小水電站的電氣主接線在滿足基本要求的前提下，應(yīng)力求采用簡單、清晰而又符合實際需要的接線形式。
對于1臺機組，宜采用發(fā)電機—變壓器組單元接線；對于2～3臺機組，宜采用單母線不分段接線，共用1臺主變；對于4臺機組，宜采用2臺主變用隔離開關(guān)進行單母線分段，以提高運行的靈活性。
3電氣測量及同期裝置
并入電網(wǎng)運行的小水電站電氣測量應(yīng)包括：三相交流電流、三相交流電壓（使用換相斷路器和1只電壓表測量三相電壓）、有功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電能、無功電能、勵磁電流和勵磁電壓等的監(jiān)視和測量。發(fā)電機的測量、監(jiān)視表計、斷路器、互感器及保護裝置等裝在控制屏上（發(fā)電機控制屏）；電網(wǎng)的表計、斷路器、同期裝置等裝在同期屏上（總屏）。
4保護裝置
農(nóng)村小水電站主保護裝置的配置應(yīng)在滿足繼電保護基本要求的前提下，力求簡單可行、維護檢修方便、造價低及運行人員容易掌握等。
4.1過電流保護
單機750kW以下的機組，可以采用自動空氣斷路器的過電流脫扣器作為過流及短路保護，其動作整定值可以通過調(diào)整銜鐵彈簧拉力來整定，整定值一般為發(fā)電機額定電流的1.35～1.7倍。為了提高保護的可靠性，還可采用過流繼電器配合空氣斷路器欠壓脫扣器作過流及短路保護，繼電器線圈電源取自發(fā)電機中性點的1組（3只）電流互感器，繼電器動作值亦按發(fā)電機額定電流的1.35～1.7倍整定。
原理：當(dāng)發(fā)電機出現(xiàn)短路故障時，通過過流繼電器線圈的電流超過其動作值，過流繼電器常閉接點斷開，空氣斷路器失壓線圈失電而釋放，跳開空氣斷路器主觸頭，切除故障元件——發(fā)電機。
4.2欠壓保護
當(dāng)電網(wǎng)停電時，由于線路上的用電負(fù)荷大于發(fā)電機容量，此時電壓大幅度降低，空氣斷路器欠壓線圈欠壓而釋放，跳開空氣斷路器，以防電網(wǎng)來電造成非同期并列。
4.3水阻保護
當(dāng)發(fā)電機因某種原因(如短路、長期過載、電網(wǎng)停電等)突然甩負(fù)荷后，機組轉(zhuǎn)速會迅速升高，這種現(xiàn)象叫飛逸。如果不及時關(guān)閉調(diào)速器和勵磁，可能造成事故。一般未采用電動調(diào)速的農(nóng)村小水電站可利用三相水阻器作為該保護的負(fù)荷。
水阻器容量按被保護機組額定功率的70%～80%左右考慮。如果水阻容量過大，機組甩負(fù)荷瞬間，將對機組產(chǎn)生較大的沖擊電流和制動力，影響機組的穩(wěn)定，嚴(yán)重時可能造成機組基礎(chǔ)松動。反之，如果水阻容量過小，達(dá)不到抑制機組飛逸轉(zhuǎn)速的目的。水阻器采用角鋼或鋼板制成三相星型、三角型均可。
對于單機125kW及以下的電站，水阻池內(nèi)空，以長為機組臺數(shù)×（0.7～1）m，寬為（0.7～1）m，深為0.6～0.8m為宜，同時考慮機組容量大小，應(yīng)在短時間內(nèi)（如3～5min）不致于將池中的水煮沸。
在調(diào)試水阻負(fù)荷大小時，應(yīng)在水中逐漸施加水阻劑，調(diào)試水阻負(fù)荷，直到達(dá)到要求為止。
4.4變壓器過載、短路保護
變壓器高壓側(cè)采用跌落式熔斷器（或SN10-10型少油斷路器）作過載、短路保護。運行經(jīng)驗表明，額定電壓為6～10kV的跌落式熔斷器只能用在560kVA及以下的變壓器,額定電壓為10kV的跌落式熔斷器只能用在750kVA及以下的變壓器。當(dāng)變壓器容量超過750kVA時，應(yīng)采用油斷路器。跌落式熔斷器熔絲按下列公式選擇：
當(dāng)Se＜100kVA時，熔絲額定電流=（2～2.5）×高壓側(cè)額定電流；當(dāng)Se≥100kVA時，熔絲額定電流=（1.5～2）×高壓側(cè)額定電流。
