隨著國(guó)家對(duì)水資源合理利用的重視程度，越來(lái)越多的小水電站的改造和新建成為了一項(xiàng)重要舉措，那么怎么設(shè)計(jì)一個(gè)小型水電站呢？請(qǐng)隨小編一起簡(jiǎn)單了解一下。

一、小型水電站的特點(diǎn)

1、地理位置偏僻 

小型水電站多數(shù)分布在相對(duì)偏僻的山溝里，交通不便、通訊不便，遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)，外購(gòu)材料采購(gòu)不便，給施工帶來(lái)諸多不便。 

2、缺少水文資料 

小型水電站多數(shù)分布在流域面積只有幾十平方公里到幾百平方公里的小型河流上，沒(méi)有水文站和實(shí)測(cè)水文資料，徑流計(jì)算，洪水計(jì)算和水能計(jì)算需要按無(wú)資料法和面積比法計(jì)算。 

3、工程規(guī)模小投資少 

受流量、水頭和地形條件的限制，小型水電站裝機(jī)容量一般在200～3000kw范圍；壩高在6～15m之間；設(shè)計(jì)水頭在5～20m范圍；總庫(kù)容在20～500萬(wàn)m3之間，沒(méi)有調(diào)節(jié)庫(kù)容；庫(kù)區(qū)回水長(zhǎng)度在500～2000m之間；工程投資一般在200～2000萬(wàn)元之間。 

4、工程占地少、淹沒(méi)范小、移民動(dòng)遷工作簡(jiǎn)單 

多數(shù)小型水電站庫(kù)區(qū)回水范圍都在原來(lái)行洪斷面之內(nèi)，不淹沒(méi)耕地、林地，沒(méi)有移民動(dòng)遷工作。即使有淹沒(méi)，多數(shù)是淹沒(méi)少量的河邊薄耕地與疏林地，工程占地也很少。淹沒(méi)處理與工程征地工作相對(duì)容易。 

5、對(duì)自然環(huán)境影響不大 

小型水電站規(guī)模小，淹沒(méi)范圍小，占地少，對(duì)自然環(huán)境影響不大，沒(méi)有污染排放，在環(huán)境評(píng)價(jià)方面及水保方面容易過(guò)關(guān)。 

6、建設(shè)期短經(jīng)濟(jì)效益顯著 

小型水電站多數(shù)利用自然優(yōu)勢(shì)，工程規(guī)模小，工程量小，建設(shè)期短。如果施工組織科學(xué)合理，多數(shù)小型水電站可以在一年內(nèi)建成投產(chǎn)。工程投資在200～2000萬(wàn)元之間，單位千瓦投資在6000～8000元之間，一般在10～12年可以收回成本，經(jīng)濟(jì)效益比較顯著。與其他行業(yè)相比，不用采購(gòu)原料，不用外出推銷(xiāo)產(chǎn)品，管理方便，運(yùn)行陳本低，收入穩(wěn)定，是一項(xiàng)好產(chǎn)業(yè)。

二、小型水電站的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 

1、水能計(jì)算 

小型水電站多數(shù)沒(méi)有水文資料，給水能計(jì)算帶來(lái)不便。對(duì)于下游有水文站的河流，并且有長(zhǎng)系列實(shí)測(cè)流量資料，可以用面積比法推求到電站壩址處，再利用推算的水文成果進(jìn)行本電站水能計(jì)算。對(duì)于沒(méi)有水文資料，又沒(méi)有可比條件的小型水電站水能計(jì)算，可以采用查水文手冊(cè)的辦法，從水文手冊(cè)上查出本電站壩址以上流域多年平均徑流深，按以下公式計(jì)算全年來(lái)水量。 

W年=0.1F 

公式中： 

W年―全年來(lái)水量，萬(wàn)m3； 

F―流域面積 ，km2； 

―多年平均徑流深，mm。 

月來(lái)水量Q月=W年×月分配系數(shù)（查水文手冊(cè)） 

月平均流量=Q月÷全月時(shí)間秒數(shù) 

全年發(fā)電量E年=E月 

E月=NT =AHT月 

式中： 

E年―全年發(fā)電量，萬(wàn)kw.h，等于12個(gè)月發(fā)電量之和； 

E月―每個(gè)月發(fā)電量，萬(wàn)kw.h； 

N―水能出力，kw； 

T月―一個(gè)月小時(shí)數(shù)，一個(gè)月按30.4天，T月=30.4×24=729.6小時(shí)； 

A―發(fā)電機(jī)組綜合效率系數(shù)，一般取7.5～8； 

H―平均水頭，m； 

經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，小型河流洪水歷時(shí)短，洪峰流量陡漲陡落，加上庫(kù)容小，沒(méi)有調(diào)節(jié)能力，按月平均流量計(jì)算的年發(fā)電量E年偏大，應(yīng)乘以一個(gè)折減系數(shù)K，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，流域面積越小，庫(kù)容越小，折減率越大，一般取K=0.75～0.85，即E年設(shè)=E年×K。 

2、小型水電站設(shè)計(jì)水頭的確定 

小型水電站壩高較小，庫(kù)區(qū)水深小，正常運(yùn)用時(shí)，庫(kù)區(qū)允許消落深度h值也小，因此，水頭H值變化不大。H值按以下公式確定： 

H=正常水位--滿負(fù)荷發(fā)電尾水位-總水頭損失 

一般情況下，取h=（正常水位-滿負(fù)荷發(fā)電尾水位）×10% 

3、裝機(jī)容量與單機(jī)容量選擇及配套變壓器選擇 

小型水電站裝機(jī)容量應(yīng)按水能計(jì)算成果確定，一般在幾百千瓦到幾千千瓦，從目前發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，趨向大裝機(jī)、提高水資源利用率方向發(fā)展。 

按年利用小時(shí)數(shù)衡量，年利用小時(shí)數(shù)應(yīng)在2000～3000小時(shí)比較合理。按水資源利用率衡量，水資源利用率在50%～60%比較合理。按引用流量衡量，引用流量是多年平均流量的2倍左右比較合理。 

每座小型電站機(jī)組臺(tái)數(shù)不易過(guò)多，一般2～4臺(tái)比較合理。如果3～4臺(tái)，選擇單機(jī)容量相同為好；如果選擇2臺(tái)，應(yīng)一大一小，并且大機(jī)組容量是小機(jī)組容量2倍左右比較合理。 

電站升壓變壓器應(yīng)與發(fā)電機(jī)容量相匹配。一般配套2臺(tái)為好。如果安裝2臺(tái)發(fā)電機(jī)組，采取單機(jī)單變升壓方式；如果安裝3臺(tái)相同機(jī)組，采取一臺(tái)單機(jī)單變，另外兩臺(tái)采取兩機(jī)一變升壓方式；如果安裝4臺(tái)相同機(jī)組，采取兩機(jī)一變的升壓方式比較合理。 

4、電站設(shè)計(jì)盡量不占耕地林地，避免移民動(dòng)遷 

當(dāng)前我國(guó)已經(jīng)有森林法、土地法、物權(quán)法，對(duì)于耕地、林地控制很?chē)?yán)，賠償標(biāo)準(zhǔn)很高；涉及移民動(dòng)遷工作就更難辦了。因此，盡量控制5年一遇洪水不淹沒(méi)耕地、林地，20年一遇洪水不淹住戶，盡量避免出現(xiàn)移民動(dòng)遷工作。占地賠償與移民安置費(fèi)用應(yīng)控制在總投資20%以內(nèi)。

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