大浪河二级水电站更新改造分析

2014-08-15黄学森刘春华鲁山县水利局昭平台水库管理局

河南水利与南水北调 2014年12期

□黄学森 □刘春华（鲁山县水利局昭平台水库管理局）

1 电站基本概况

大浪河二级水电站位于鲁山县城东5 km东肖楼村大浪河上，是鲁山县“九五”期间水电农村电气化建设重点电源工程。电站装机容量1050 kW（2×400+1×250），设计水头7.10 m，设计引水流量19.50m3/s，多年平均发电量395万kW·h。电站工程1997年8月开工，1999年10月竣工。

电站引用水源主要是昭平台水库大浪河一级站的尾水与大浪河的流域来水。而昭平台水库大浪河一级站的水源来自昭平台水库北干渠。昭平台水库位于沙河干流，流域面积1430km2，最大库容7.27亿m3，兴利库容3.63亿m3，多年平均径流量6.07亿m3，水库坝后电站装机6400 kW（4×1600），其尾水退至北干渠，通过大浪河一级站发电后退至大浪河内。大浪河二级电站结合昭平台水库电站及大浪河一级站的运行方式发电，形成了以昭平台水库为龙头的有调节流量下泄，其水源十分可靠。

电站为引水式电站，本站渠首坝以回水不淹没一级站尾水为原则，确定坝顶高程125.20m，坝上游河两岸设浆砌石挡水墙护到回水处，以保证正常挡水情况下，两岸耕地不被淹没。坝型采用橡胶坝，洪水时放至河底，不改变原河道泄洪能力。最大坝高5m，坝长40m。左坝肩建有充水室、放水室。进水闸位于左岸，为平底开敞式，分两孔，单孔宽2.40m，闸底板高程122.28m。

引水渠全长243m，位于大浪河左岸，其中矩形渠道混凝土结构长度60 m，浆砌石挡土墙与护坡式相结合的梯形渠道长183m，渠道高度3.20m，设计通过流量为19.50m3/s。

电站枢纽部分由压力前池、压力管道及厂房、升压站、办公区等部分组成。前池包括进水闸、溢流堰及冲砂闸等部分组成。前池长21.60 m，上口宽22.25 m，为混凝土与浆砌石混合结构。压力管道采用单机单管供水，为现浇混凝土矩形管道，断面2.50m×1.83m（400kW）和2.00m×1.52m（250kW）。主厂房长20.30m，宽9m，高9.20m。发电机层地面高程121.68m，设计正常尾水位117.20 m，最低尾水位116.70 m，最高2%洪水时尾水位121.40m，副厂房布置在主厂房上游侧，发电机层以下为钢筋混凝土结构，以上为砖混结构。发电机出线电压400 V，经变压器升至10kV并入县电网。

2 电站运行存在问题

由于当时建设资金短缺，选用潢川水轮发电机厂生产的机组，自动化程度低，技术设备严重落后，发电效率低，实际多年平均发电量200万kW·h，只有设计多年发电量的50%多。特别是2007年以来，发电机运行温升过高，机组因定子线圈绝缘老化被经常击穿。

机组导水系统锈蚀严重，经过多次维修，大部分部件已损坏，无法正常开闭，加之漏水等原因，多次被迫停机检修。转轮汽蚀严重，叶片残缺不全，各部轴承磨损松动，机组摆度、振动较大，出力大大降低。机组故障频繁，无法正常运行，造成了水资源的极大浪费。

机组配备的调速器调节速度慢，反应迟钝，自动操作机构损坏无法投运，造成机组并网时间长，在紧急情况下不能及时自动关机，安全隐患大。

发电机配套的励磁装置是由天津生产的。由于励磁变压器容量过小，导致机组电压和无功功率波动很大，机组电流不稳，甚至出现过流而停机，严重影响运行安全。再加上该生产厂家已倒闭多年，配件及维修极为困难。

3 电站更新改造内容及概算

由于昭平台水库电站年利用小时很低，为提高本站效益，结合大浪河一级电站用水情况，加上大浪河河道的径流量，考虑本站渠首橡胶坝的调蓄作用，设计引水流量为19.50m3/s。

根据原有渠首、引水渠和电站枢纽确定的设计水头和上游来水情况，确定按照原有装机容量进行改造。更换效率低下的水轮机组、发电机组和配套设施，开挖护砌尾水渠，争取达到满负荷出力。安装两台400kW和1台250kW水轮发电机，选用水轮机为ZD760-LH-703水轮发电机两台和ZD762-LH-100水轮发电机一台，配备型号SF400-16/173发电机两台和SF250-14/99发电机一台，同时更新配套的调速器和励磁装置。

电站尾水渠长43m，宽12m，全部为砌石矩形断面，可有效泄水20m3/s，基本可以满足尾水下泄的要求。但由于下游河道淤积堵塞，阻碍发电尾水的正常下泄，平时尾水比设计尾水高出0.50m左右，影响水电站发电机组的出力，为了能够满足水电站水轮机水头的需要，结合美化环境和新农村建设的要求，对电站尾水渠下游的520m长河道进行开挖疏浚，砌筑M7.5浆砌石护坡，护坡高度约4m，根据地势可以调整，护坡坡率1：1.50，厚度0.30m，底部设0.80m×0.60m大小的齿墙，顶部设宽1.50m厚0.30m的压顶。

本次工程主要工程量有：浆砌石3970 m3，土石方开挖10410 m3，土石方回填2360 m3，主要材料：水泥397 t，块石4367 m3，砂 1960m3。

本次工程概算总投资407.39万元，其中建筑工程110.87万元，机电设备及安装工程219.96万元，临时工程24.58万元，独立费用32.59万元，预备费19.40万元。