1、高陂水电站一级站增效扩容改造初步设计书（机组容量3100KW）编写：曾北斗复核：曾冠杰审核：曾冠杰二0一一年十二月前言本设计书是根据水电2011489号关于开展农村水电增效扩容改造前期工作的通知、水电2011437号关于印发农村水电增效扩容改造项目初步设计指导意见的通知、农村水电增效扩容改造项目初步设计指导意见、农村水电增效扩容改造项目机电设备选用指导意见以及电站的实际情况编制而成。并且以能为增效扩容改造项目提供设备的，已通过ISO9000系列认证，具有健全的质量保证体系，拥有良好的生产条件、加工能力与检验（试验）条件，产品质量稳定可靠，售后服务体系完善，市场信誉良好的企业的产品而进行设备选型
2、和概算编制。1工程概况1.1工程所在区域高陂水电站一级站位于于都县宽田乡（原高龙乡）高陂村，所在流域为梅江高陂河，是一座发电为主的蓄水工程。1.2工程现状及历年运行情况1.2.1工程现状（包括原工程设计、竣工等情况，工程特性表）原工程设计：1976年7月由县水电局编制高陂水电工程设计任务书，1977年5月县水电局编制高陂水电工程（第一期）设计任务书上报，1977年9月编制扩初设计书上报，经赣州地区水电局“赣水电基字77第87号”文批准。1979年12月县水电局编制高陂安山电站扩初设计上报，赣州地区行署计委以“（80）赣计字第39号”文予以计划安排。竣工等情况：1976年9月开工，由于都县高陂水
3、电工程指挥部负责施工，1979年12月基本完成坝首工程。一级站1#、2#机组于1980年8月投产发电，3#机组于1990年4月投产发电。工程特性：一、工程水文特征多年平均降雨量（MM）1636.6多年平均径流深（MM）900.4多年平均流量（M3/S）0.403多年平均枯水流量（M3/S）0.0928设计重现期(年)50洪峰流量（M3/S）217洪水总量(亿立米/天)0.022暴雨量(MM/天)219设计洪水位（M）390.02校核重现期(年)500洪峰流量（M3/S）310洪水总量(亿立米/天)0.031暴雨量(MM/天)296设计洪水位（M）390.68现在达到洪峰流量（M3/S）450洪
4、水总量(亿立米/天)0.043暴雨量(MM/天)400起调水位（M）388.5最大下泄流量（M3/S）142坝前水位（M）391.26二、工程水库特征调节性能多年正常高水位（M）388.5死水位（M）372发电最低水位（M）375总库容（万立米）942调洪库容（万立米）202兴得军容（万立米）713死库容（万立米）27三、工程电站特征最大水头（M）41.5设计水头（M）36.5平均水头（M）35.75最小水头（M）27设计装机容量(KW)3*100保证出力(KW)71.1利用小时(H)2991单机最大流量（M3/S）0.3单机最小流量（M3/S）0.252水轮机型号HL110-WJ-35 出力
5、130KW发电机型号TSWN-59-6 100KW主变型号SL-400/10 400KVA1.2.2历年运行情况（近5年来机组出力、效率、发电量、利用小时、设备故障及现场性能测试等情况）。年份机组出力KW效率发电量KWH利用小时设备故障200730020083002009300201030020113002现状分析及改造必要性评价2.1 现状分析2.1.3机电设备问题设备陈旧老化，机组不稳定效率低，存在安全隐患。2.1.3.1水力机械闸阀、水轮机陈旧老化金属体锈蚀严重，密封性差漏水漏油严重，运行振动大不稳定效率低，曾出现过联轴器破裂飞出的安全事件，严重影响电站安全运行和经济运行。水轮机调速器采
6、用手动调节，调节性能差，劳动强度大，可靠性安全性差。2.1.3.2电气部分包括发电机效率低绝缘老化。励磁装置采用的手动式调节，调节性差，响应速度慢，主变压器采用的是老式变压器损耗大效率低，控制、保护、测量等老化监控保护能力差，事故率高。2.2 增效扩容改造的必要性目前高陂水电站一级站机电设备陈旧老化，设备损耗大，存在诸多安全隐患，稳定性、可靠性、安全性极低。从历年发电运行情况看，电站发电效率低。这样严重影响了电站的经济效益和电网的电力稳定。因此电站的增效扩容是势在必行，刻不容缓。3 水文分析及水能复核本次电站不进行扩容改造，因此不进行水文分析及水能复核。4改造方案4.2 机电设备改造4.2.1
7、水轮机及其辅助设备4.2.1.1 水轮机改造（包括更换与改造方案比较、水轮机选型设计）。原水轮机型号：HL110-WJ-35；改造后水轮机效率要求达到88.0%以上，选择型号：HL110-WJ-50，更换新机组。4.2.2.2 改造前后水轮机性能比较（效率、出力、空蚀、稳定等性能）。4.2.2.3其它辅助设备改造（调速系统）。原水轮机调速采用手轮操作；改造后采用调速器型号为YWT-300（无调频要求的小型并网电站，满足条件的最低要求：宜采用储能型水轮机操作器，也可用简易型能实现电动开停机即可）。4.2.2发电机及其他电气设备原发电机型号为：TSWN-59-6 100KW/400V/181A 三
8、次湝波励磁；改造后发电机效率要求达到92.5（%）以上，选择型号为：SFW100-8-590 100KW/400V/181A 无刷励磁4.2.2.1 主接线设计（见高陂水电站一级站主结线）4.2.2.2 短路电流计算设备改造中因对主结线总体布局未作改变，所以不进行短路电流计算，设备选型参照原设计。4.2.2.3发电机改造（包括设备更换与改造方案比较、设备选型、容量匹配等）。原发电机型号：TSWN-59-64.2.2.4 主变压器设计原主变型号为：SL-400/10改造后主变选用S11及以上节能型变压器型号为： S11-400/104.2.2.5 其他电气设备设计原主线断路器采用 DW10-20
9、0A型， 改造后断路器采用DW15-630型（抽屉式开关）；原控制屏采用：PK-10控制屏。改造后采用综合控制屏（包括抽屉式开关、可控硅自动励磁、自动同期，微机监控接口）。厂用电屏改造后用抽屉式低压开关柜。电力电缆及二次电缆采用铜质材料，VV29-95，VV29-1.5，VV29-2.5。高压开关柜采用“五防”要求的封闭式高压开关柜，柜内断路器采用真空断路器，中置抽屉式结构。（二级站）4.4.2 输电线路改造因沿线塔地带树木房屋山体现状的改变，部分杆塔需加高，才能满足线路对地距离的要求。4.5 其他工程5 工程管理5.1 工程管理机构按照水利系统农村水电站岗位设置标准提出工程管理机构设置方案,拟定管理机构的人员编制.5.2 运行管理方案5.3 可持续发展措施6 施工组织6.1施工条件6.2施工导流6.3主体工程施工6.4施工总布置6.5施工总进度7工程概算和经济评价7.1工程概算7.2经济评价附件1工程地理位置图2工程平面布置图（现状及改造后）3工程土建施工图（平面、立面、剖面）4水轮机运转特性曲线图（现状及改造后）5电气主接线图（现状及改造后）6主要机电设备布置图7工程概算书- 5 -
