第四节 水电站
水电站是将水能转换为电能的综合工程设施,又称水电厂。
它包括为利用水能生产电能而兴建的一系列水电站建筑物及装设的各种水电站设备。利用这些建筑物集中天然水流的落差形成水头,汇集、调节天然水流的流量,并将它输向水轮机,经水轮机与发电机的联合运转,将集中的水能转换为电能,再经变压器、开关站和输电线路等将电能输入电网。
一、主要建筑物
(1)挡水建筑物。用以截断水流,集中落差,形成水库的拦河坝、闸或河床式水电站的厂房等水工建筑物。如混凝土重力坝、拱坝、土石坝、堆石坝及拦河闸等。
(2)泄水建筑物。用以宣泄洪水或放空水库的建筑物。如开敞式河岸溢洪道、溢流坝、泄洪洞及放水底孔等。
(3)进水建筑物。从河道或水库按发电要求引进发电流量的引水道首部建筑物。如有压、无压进水口等。
(4)引水建筑物。向水电站输送发电流量的明渠及其渠系建筑物、压力隧洞、压力管道等建筑物。
(5)平水建筑物。在水电站负荷变化时用以平稳引水建筑物中流量和压力的变化,保证水电站调节稳定的建筑物。对有压引水式水电站为调压井或调压塔;对无压引水式电站为渠道末端的压力前池。
(6)厂房枢纽建筑物。水电站厂房枢纽建筑物主要是指水电站的主厂房、副厂房、变压器场、高压开关站、交通道路及尾水渠等建筑物。这些建筑物一般集中布置在同一局部区域形成厂区。厂区是发电、变电、配电、送电的中心,是电能生产的中枢。
二、分类与分级
(一)水电站分类
按水能来源分为常规水电站、抽水蓄能电站、潮汐电站、波浪能电站。
按对天然径流的调节方式分为径流式水电站和蓄水式水电站。
按水电站水库的调节周期分为多年调节水电站、年调节水电站、周调节水电站和日调节水电站。年调节水电站是将一年中丰水期的水储存起来供枯水期发电用。其余调节周期的水电站含义类推。
按发电水头分为高水头水电站、中水头水电站和低水头水电站。我国称水头70m以上的电站为高水头电站,水头70~30m的电站为中水头电站,水头30m以下的电站为低水头电站。
按工程建设分为坝后式水电站、河床式水电站、引水式水电站、储能水电站、虹吸式水电站。
(二)水电站的分级
根据水利部2000年颁发的《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL 252—2000)的规定,水电站分为以下5级:
大(1)型水电站:装机容量≥120万kW;
大(2)型水电站:30万kW≤装机容量<120万kW;
中型水电站:5万kW≤装机容量<30万kW;
小(1)型水电站:1万kW≤装机容量<5万kW;
小(2)型水电站:装机容量<1万kW。
三、全国情况
据水力规划总院预测,我国水电技术可开发容量为5.8亿kW。目前,我国共有水电站46758座,装机容量3.33亿kW。其中大一型水电站56座,1.55亿kW;大二型水电站86座,0.52亿kW;中型水电站477座,0.52亿kW;小一型水电站1684座,0.35亿kW;小二型水电站19887座,0.34亿kW。