小水电站设计研究论文

摘要：小水电站极大的缓解了现阶段我国电力需求紧张的矛盾，同时也为我国提高农民生活水平、发展农村地区经济做出贡献。但是随着我国小水电站建设规模的不断加大，也出现了很多问题，如：建设成本过高，电力生产量有限，能耗过高等问题。同时在我国农村地区小水电站的建设和改造的过程之中，也出现了许多触及地方政府利益以及管理水平不高的问题。今天小编为大家精心挑选了关于《小水电站设计研究论文(精选3篇)》，希望对大家有所帮助。

小水电站设计研究论文 篇1：

箱式小水电站在老电站技术改造中的应用分析

【摘 要】本文旨在研究箱式小水电站在老电站技术改造中的应用分析，对箱式小水电站技术进行详细地阐述，为我国电力事业的发展提供一些可行性的思路。

【关键词】箱式小水电站；老电站；技术改造；应用

箱式小水电站作为小型水电站的代表，主要是指将水轮机、励磁系统、调速系统、发电机、开关、机组控制保护系统等多种设备集合在一起，形成一个完整的运行系统，安置在集装箱内的箱式的小型水电站。这种箱式小水电站可通过简单的安装以及操作就可以应用于整座水电站的发电工作，具有操作简单、体积小、实施方便等特点，不仅可以应用于新型水电站的使用上，还可以对老水电站实施技术改造，有利于资源的优化配置，提高整体水电发电设备的安全性以及自动型，对于增加经济效益与社会效益起到了巨大的促进作用。箱式小水电站的装机容量大约在1001—12000kw之间。在设计上以及设备装置上都采用全自动化和紧凑型的优化安排，这在一定程度上节约了人力资源，无需人员操作和看管，就可自动完成整体水电站的运行，应用范围广。

一、箱式小水电站的主要装置及技术实施

1.箱式小水电站厂房的主要布置

箱式小水电站的布置主要采用金属箱或集装箱作为生产厂房，代替了传统的利用钢筋水凝土建造的厂房，不仅打破了传统厂房的建设方向，更在设计思路是一种新的创新，为节约空间，节省人力资源提供了便利的条件。箱式小水电站的厂房在设计上主要遵循两个条件：一是保证小水电站的稳定运行。二是保证即使没有钢筋混凝土厂房，设备依然安全运转。其中箱式小水电站的箱式整装模式主要利用了如下四种技术：①箱体的防潮、散热技术。②箱体结构的抗震和稳定技术。③箱体结构的易装配、低成本的结构装置技术。④箱子主体和引水管道之间的变形协调技术。这四种技术共同构成了箱式小水电站的整体运行，充分发挥了自身的独特优势。同时，箱式小水电站的集装箱主体由于空间小，占地面积有限，所以在装置上不同于传统的钢筋混凝土结构具有随意性，而更强调了结构紧凑、空间利用率高以及噪音较低、设备运行稳定的特点。这就需要在实际应用时，注意对集装箱内箱体结构的不断调整，以满足设备稳定运行的基本要求。箱式小水电站技术的另一个特点就是完全可以运用无人看管和值班的方式，实施全自动化的运行状态。但是这种全自动化的运行对于整体发电机组的安全性以及可靠性要求较高。特别是针对湿度和温度较高的状态下，电气自身的元件应采用高性能的配置，以适应不同环境下的安全运行。面对水电站发电机故障时，可采取自动开关机的设置，充分保障小水电站的安全，以免出现不必要的安全事故。

2.小水电站电子负荷调节器的主要设置

由于小水电站的自身优势，所以在地理位置的安排上，主要应用在大水电站涉及不到的偏远地区，可有效解决偏远地区供电难的问题，缓解了各地区之间用电不平衡的状态。但是这种偏远地区的小水电站大多属于孤立运行的水电站。因此在自我符合调节功能以及自动化程度上都提出了更高的要求。现今我国使用的负荷自动调节器多为电子负荷自动调节器，是一种独立运行的水轮发电装置，具有诸多优势：①电子负荷自动调节器可促进水轮机组简化结构，降低成本，提高自动化装置的性能。②电子负荷自动调节器可采用自身的调节功能形成调节组合柜，用来抑制负荷运行时所出现的频率差异，调整了水轮发电机组在独立运行时的安全性和稳定性，有助于延长整个机组的使用寿命，具有十分积极的意義。

我国箱式小水电站主要利用了先进的计算机操控技术以及和电子电力技术，将电子负荷调节器控制在一定范围内，使之按照恒定功率进行运转，维持整体运行的平稳。另外，在主机发电的同时还配有数字显示屏幕，以随时调整电子负荷调节器的主要参数。我国水电发电设备的主要参数为：频率测量范围在5—100hz；频率调节范围在48—52hz，测量的主要精度在0.01hz；调节级数为256。电子负荷调节装置主要利用斩波的形式，进行调节，将控制装置的电压提供给继电器，设置导通比，完成功率的调节作用，使之达到调节级数为8位，256级的要求。

二、箱式小水电站在老电站技术改造中的应用

笔者选取某老电站为分析对象，具体阐述箱式小水电站在老电站技术改造中的应用。某老水电站建设于1957年。主要装置有冲击式发电机组2台。其中包括：QJ20—W—55/1×6型号的水轮机；TSWN85/31—6型号的发电机。飞逸转速设置在2400r/min，额定转速设置在1000r/min，绝缘等级为B/B。调速装置型号为TT—75型，利用手动进行控制进水的闸阀。小水电站电机的单机容量为320kw，400v出线，0.17m3/s流量。用压钢管直径在300mm，整体水头是265m。

老水电站设备由于多年运转，以造成了设备功能下降，利用率较低的现象，早已超出了规定的报废年限，处于基本瘫痪状态。

我们采用箱式小水电站的技术对老电站进行相应的改造。首先选择箱式小水电站的安装位置，我们结合老电站的地形以及周围建设情况，将位置确定在老水电站的检修设备之间，且周围分布着老水电站的厂房和宿舍，方便工作人员的工作和生活。同时，选取的位置距离老水电站的机组只有10m左右，并可观测到尾水的排放情况，有利于整体箱式小水电站的建设。另外，将发电设备装置在集装箱内，建造集装箱基础，在周围安装电缆，并配合箱体内的出现电缆以及压力钢管送往变压器内，妥善安装集装箱内的设备，将发电机组的容量改造为320kw，这样基本就完成了箱式小水电站的安装工作。箱式小水电的改造主要采用了水斗式的水轮机以及高速发电机装置，通过对电子负荷调节器以及操作器的安装达到协调整个机组的负荷作用。针对老电站的改造工程还包含以下几方面：①对于老水电站进行箱式小水电的应用。②将原始的发电机出线放置在变压器内。③将钢管进行相应延伸，添加进水主阀，起到水量调节的作用。④配合集装箱的安装，建造与之相符的基础和尾水的出口通道。

总结

箱式小水电站在老电站技术的改造主要是建立在老水电站部分可利用的设备基础上，对原有的设备进行更换或取代。应用箱式小水电站技术，实行孤立和并网共同运行的状态，提升整体水电站的运行质量和运行效率，以达到保护环境，最大限度地节省资金和能源的最终目的，真正实现资源的优化配置，为我国电网建设作出贡献。

参考文献

[1]徐伟.箱式小水电站在老电站技术改造中的应用[A].第一届“中国小水电论坛”论文专辑[C].2010 .

[2]李绍群.浅析我国小水电的现状与管理[J].消费导刊，2008，（08） .

[3]徐伟.箱式小水电站在老电站技术改造中的应用[J].小水电，2010，（02）

[4]王红旗.刍议小水电站的技术改造[J].中国水能及电气化，2009，（Z1） .

作者：姜春宝 王璐

小水电站设计研究论文 篇2：

浅析农村小水电建设及改进

摘 要：小水电站极大的缓解了现阶段我国电力需求紧张的矛盾，同时也为我国提高农民生活水平、发展农村地区经济做出贡献。但是随着我国小水电站建设规模的不断加大，也出现了很多问题，如：建设成本过高，电力生产量有限，能耗过高等问题。同时在我国农村地区小水电站的建设和改造的过程之中，也出现了许多触及地方政府利益以及管理水平不高的问题。该文对我国农村地区小水电站的发展现状进行了研究，希望该文的研究可以为我国农村地区小水电站的建设发展做出贡献。

关键词：小水电站 发展现状 措施

所谓农村小水电站是指那些由各地方组织实施建设的，利用农业地区水利资源的中小水电站及其配套电网。这些小水电站是广大农村地区和不发达地区重要的基础设施和公共设施，极大的缓解了现阶段我国电力需求紧张的矛盾，同时也为我国提高农民生活水平、发展农村地区经济做出贡献。但是随着我国小水电站建设规模的不断加大，也出现了很多问题，如：建设成本过高，电力生产量有限，能耗过高等问题。同时在我国不发达地区小水电站的建设和改造的过程之中，也出现了许多触及地方政府利益以及管理水平不高的问题，因此，在小水电站建设方面，我国政府还需要很长的路要走。该文对我国农村地区小水电站的发展现状进行了研究，希望该文的研究可以为我国农村地区小水电站的建设发展做出贡献。

1 农村地区小水电建设的积极影响

从现阶段的建设经验来看，小水电站的发展对我国农村地区的经济有着非常积极的影响和促进作用。具体总结起来，可以归纳为如下几点。

1.1 促进了地方工业的发展

在我国农村地区发展工业，最大的困难就是电力资源紧张，电力是工业的血液，相关统计资料显示，对于乡镇企业来说，每消耗1 kWh的电力，就可产生10～30元的产值。在我国农村地区建设小水电站，可以极大的缓解我国现阶段电力紧张的难题，也可以促进农村地区工业的發展。

1.2 促进了地方粮食生产

在农村地区建设小水电站，也可以促进该区域粮食的生产。粮食生产是广大农民群众的第一要务，改革开放30年来，我国粮食生产已经走向了现代化和机械化的步伐。但是我国电力资源的紧张，以及电网覆盖力的不足，也从客观上制约了我国农业现代化的发展步伐，建设小水电在缓解区域电力资源紧张的同时，也有利于降低农民的灌溉成本，增加农民的收入。

1.3 减少农村人口外流

“农民工”是我国城市建设的主力军，但是广大“农民工”在建设城市的同时，却客观上造成了我国农村经济劳动力人口外流的问题，而这也影响了我国农村经济的发展。

而建设小水电站，发展乡镇企业吸收大量的农村劳动力，使得农民在增加收入的同时，不必离开家乡。

2 我国农村地区小水电站现状

2.1 自动化水平低

目前，在我国农村地区大部分小水电站都是在上世纪70-80年代建成的，由于时代的发展，这些水电站在设备水平，建设规划上出现了一些问题，如：设备配置不合理，选型配套性差，自动化水平程度普遍较低等。同时，在我国农村地区由于经济发展水平低，使得他们很难引进先进技术和设备，小水电站自动化改革的步伐比较

缓慢。

2.2 资源开发利用规划不能适应社会经济发展的需求

随着近年来我国国民经济社会的迅速发展，使得整个社会对于小水电站的需求也发生了变化。特别是党的十六大以来，我国政府非常重视“能源的可持续发展”，但是由于我国小水电站建设历史很长，使其在保护生态资源，优化水资源配置等方面存在很多的不足。

2.3 农村地区水电开发不当对生态与环境产生了负面影响

我国农村地区多是在西部和山区，这些地区的自然环境比较优越，有很多动植物的生态资源。而在这些地区建设小水电站，往往会对当地自然环境会造成短时间的扰动和破坏。

而某些地方政府，在设计规划小水电站时，往往仅仅重视眼前利益，忽视了水电站对于自然环境的破坏，因此，这是未来我国对农村地区的小水电站进行规划时，必须考虑的问题。

3 发展我国农村地区小水电站对策

3.1 明确其法定地区水电管理职能，建立健全水电管理机构

随着人类生存环境的日益恶化和我国经济社会的快速发展，需要快速发展水电事业，但是鉴于我国小水电站的建设现状，该文认为，当务之急是按照《可再生能源法》和《水法》等相关要求，建立起相关的水电管理机构，并制定相关的管理条例，使得在我国农村地区进行水电管理时，做到有法可依。

3.2 积极开展农村地区水电现代化建设

科技是第一生产力，针对我国小水电站自动化程度不高的问题。我国政府应该在建设和改造相关小水电站时，全面推广网络技术、信息技术、新材料、新工艺、新设备。提高我国农村地区水电站的自动化程度，初步实现“无人值班，少人值守”。

3.3 降低农村地区水电对生态环境的负面影响，实现可持续发现

针对我国农村地区企业小水电站对于生态环境的破坏的问题，需要在小水电站规划和建设过程之中，引入环境生态学相关观点，利用科学的规划和管理方法，研究如何在满足生态和经济社会发展的同时，兼顾水域生态系统健康性需求，促进人类与自然和谐相处。

因此，在建设小水电站时，必须处理好水电站开发与环境保护的关系，以可持续发展和健康发展为主要目标，建设一种合理高效的水电资源开发方式。

3.4 加强农村地区水电职工队伍建设

人才是建设我国水电事业的核心资源，因此，需要建设一支农村水电职工管理队伍。通过外部引进和内部挖潜等方式，不断提高农村水电企业干部职工的技术水平和管理水平。在培训方式上，可以采用综合方式，如内部管理培训、外部委托培训等。培养一批业务水平高、懂经营、善管理、乐于奉献的小水电管理队伍，提高我国小水电站的整体管理水平。

3.5 实施配额制，确保小水电的生产与

销售

所谓“实施配额制”是指在小水电的生产销售环节实行订单式和强制性订单式的生产方式，在西方发达国家，这项政策非常的流行，在我国还没有推行开。该文认为，为了提高我国小水电站的效益，我国也应该推行这一政策，具体做法是：根据各地区、各省水利资源的状况，对各个地区强行规定其发电配额，即发电供应商应确保小水电等可再生能源的发电量在发电总量中占一定的比例。小水电等可再生能源丰富的省与地区其发电量比例应高于小水电等能源少的地区，即鼓励小水电等能源丰富的地方多开发、多发电。同时，根据各地经济发展状况，规定其销售的市场配额，即售电公司应确保电能销售中小水电等可再生能源的电量占一定比例。

3.6 解决好失地农民的补偿问题

在农村小水电的开发建设的过程之中，要把维护农民利益，解决因水电站建设而失去土地的农民的賠偿问题，这是一个根本性的问题，也是一个决定农村小水电站建设成败的问题。具体可以采取以下一些措施。

首先，按照“谁征地、谁出钱”和土地使用权“谁承包、谁收益”的原则对补充赔付主体进行确定，同时在进行赔付的过程之中加强监督管理，确保赔付款的80%支付到农民的手中，同时，将少部分留给各个地方政府用于基础设施建设和公益事业。

其次，对补偿标准和方式进行改革，使得用地矛盾得到解决。在进行土地赔偿时，应该采用创新的标准对土地赔付的价格进行确定。这个标准应该考虑到土地的土地用途、区位条件及供求状况等因素，同时还需要考虑到失地农民的实际经济状况和生存状况。

最后，健全社会保障体系，解决农民的后顾之忧。努力拓展农村地区的养老保险、医疗保险、失业保险等社会保障体系的建设。对失地农民给予特殊的政策，使其优先的纳入到社会保障制度的范围，解决其养老医疗等问题。同时，依据小水电站的收益，每年给予失地农民一定的经济补偿，这样可以让失地农民也分享土地增值的收益。

参考文献

[1] 广东省水利电力局编.农村小型水电站[M].广东人民出版社，2010.

[2] 祝敏，阚喜森.小型水电站建设和改造中应注意的若干问题[J].农村水电及电气化，2009（3）.

[3] 陈艳.加快小水电管理，推动广东水利经济发展[J]，广东水利水电，2010（4）.

[4] 方春阳.水电开发再认识的方法论一认识水电本质是实现水电开发的基础[J].水力发电，2010（4）.

[5] 郭立山，何占斌.辽宁省小水电可持续发展战略研究[J].科研报告，2001.

[6] 李凯，王宏丽.小水电工程推行监理制的探讨[J].小水电，2002（1）.

作者：靳乐

小水电站设计研究论文 篇3：

小水电站老旧设备改造探讨

【摘要】小水电站由于受到投资影响，同时存在设备老化及绝缘性能下降影响，导致变电站设备在运行期间存在各类安全风险隐患。通过对小水电站的老旧设备进行改造，充分发挥设备的剩余价值，提升设备安全性，由于提升小水电站建设的经济效益。本文对小水电站老旧设备的改造策略进行简单分析。

【关键词】水电站设备；小水电站；老旧设备；设备改造

一.小水电站设备改造的重要意义

实行小水电站设备的改造是保证变电系统正常运行的重要措施。随着电力系统的不断发展，电力系统之前的定期进行检修的形式已经不能电力系统快速发展的要求了。小水电站设备的设备改造是在电力设备正常运行过程中进行的，变电设备的改造是根据变电系统监测程序反馈的电力设备运行情况，对小水电站设备的运行状态进行检修，从而通过检修结果来实施改造。小水电站设备的状态检修多采用现代信息技术进行，这样就不仅可以及时获得设备的运行信息，而且可以及时地发现设备的故障信息，而早前的定期检修则存在较大的盲目性。小水电站设备的改造在一定程度上减少了设备检修的资金投入，进一步提高了小水电站设备运行的稳定性，延长了设备的使用寿命。小水电站设备的检修应该在保证电力正常供应的前提下进行，尤其是电力系统新技术使用，使得对电力系统运行的稳定性要求更加高了，这就使传统的检修及改造技术不能满足电力系统运行的要求，因此，实行小水电站设备的改造是十分必要的。

二.小水电站设备改造过程中存在的主要问题

1.设备改造方式不够先进

经济的不断发展促进了电力企业的飞速进步，电力设备改造工作也获得了更大的提升空间，在促进电力系统稳定性方面发挥了重要的作用。然而，在小水电站改造方式的发展方面却十分缓慢，在过去相当长的一段时间内，小水电站改造工作是按照计划改造和故障改造的方式进行的，这种传统而且单一的改造方式存在着较多的弊端。这种计划改造的方式不能从设备的实际情况出发，对于设备是否需要改造缺乏科学的处理，一方面造成不需要改造的设备也进行改造，另一方面需要改造的设备无法得到及时的改造，不仅导致人力和物力的极大浪费，同时由于不及时、不全面的检修也无法发现设备潜藏的隐患。

2.改造过程中操作失误和错误的情况较多

操作人员是影响小水电站设备运行效率的直接因素，因为小水电站设备的组成部分较多，而且十分复杂，所以出现故障的几率也相对较大，但是小水电站设备的改造工作却是一项十分繁琐的工作，很容易导致操作人员产生松懈。因此，在小水电站运行中，很容易出现操作失误和错误的情况，这不仅影响小水电站设备的稳定运行，也会对整个电网的可靠性产生重要影响，甚至造成重大的安全事故。操作人员的失误和错误操作是导致变电运行事故的主要因素。

3.管理者安全意识不强

电力企业的管理者在安全意识的方面的薄弱，也是影响小水电站运行和检修效率的一个重要因素。由于管理者的安全意识不强，对小水电站的日常维护和设备改造工作不重视，在控制方面也存在着不同程度的应付心理，并没有将小水电站设备改造工作真正落实。同时，由于管理者不重视，所以对于操作人员和管理人员的相关培训工作的开展也较为滞后，导致员工的安全意识和专业技能都无法满足小水电站运行的需求。

三.小水电站老旧设备改造策略

1.一次设备的改造

小水电站一次设备的改造，主要从以下几个方面进行：第一，进行过电压保护设备的改造。以往由于电压等级相对较低，采取的是中性点接地的方式，但在高电压的场所就无法使用这样的方式。对其进行的改造首先要经过小电抗接地或者是消弧线圈接地的方式。改造以往使用的避雷器，可以用无间隙金属氧化物避雷器来加以代替，这样有利于残压的降低，也能够有效地避免击穿避雷器的现象，并且工作人员的日常维护工作量也能够大幅度减少；第二，做好与主变压器相关的辅助性元件设备的改造。改造中性点的隔离开关，并且能够将相关的操作机构配合起来使用，从而实现遥控的动作；第三，进行高压柜开关的改造。开关柜与开关柜之间应当保持一定的距离，妥善、合理地处理机械操作的各项主要措施，并且能够在实际的运用当中不断地加以更新。

2.二次设备的改造

小水电站二次设备的改造，主要断路器回路、重合闸装置、中央信号装置有关回路等的改造：第一，断路器回路的改造。断路器回路的改造目标是无迂回接线，并且拥有可靠、简洁的功能，并且，还能够实现测控单元的电源与控制保护信号的相互分离。通过断路器进行回路的线路控制，一旦出现了信号缺失的现象，就能够及时地作出远方报警，并且回路的故障信号在控制之下也可以完全的保留；第二，重合闸装置的改造。重合闸装置在改造后重合闸在改造后实现自动投退，当遥控合闸后，重合闸电源立刻自动投入，重合闸放电回路实现自动断开，在当地操作跳闸后，重合闸电源立刻自动退出，装置自动放电，当低频减载负荷装置或其他系统稳定措施装置动作导致跳闸时，重合闸装置自动闭锁；取消断路器信号灯的不对应闪光功能，信号灯改造为发光二极管以提高其运行使用寿命；加装就地跳、合闸闭锁回路，提高其可靠性。

3.老旧设备的检测、维护

定期进行小水电站设备的检测维修与维护，减少因设备问题而造成设备运转失灵的情况。在我国小水电站设备发电难度大的一个原因就是水力自动控制线路会经常性的损坏，导致电力网络不能够正常发电，进而造成了水力发电可靠率低的现象。小水电站应该组织专业的维修队伍，对水力的发电设备进行定期的检查，对已出现的问题要进行及时的维修，对可能出现的状况要进行预防，全面的解决水力发电设备的问题，使我国水力的发电可靠率大大提高。对于这样的维修队伍，电力企业要选拔专业知识与技术过硬的人才，还要有丰富的水力工作经验，这样才能保证在高水平完成检测任务的同时保证人员的安全，引进外国先进的发电技术，让我国水力发电可靠率大大提高，最大程度地降低水电站设备停止运转的可能性，保证水电站设备的发电稳定，提高水力的电网发电可靠率。

4.加强施工管理，确保安全

现代电力系统是由发电厂、变电站、输电线、配电系统及负荷组成，是现代社会中最重要、最庞杂的工程系统之一。无论是哪类项目，安全管理都是第一位的，所谓“百年大计，安全第一”。电力施工行业是高危险、事故多发行业，据不完全统计电力系统的事故发生率是所有行业中最高的之一。因此，在小水电站进行老旧设备改造时，更需要将安全管理放在第一位。有统计资料显示，电力系统中的各类操作事故，绝大多数不是由于操作者的技术原因，而是由于安全意识不高所造成的，由此可见，安全管理在电力系统中的必要性和极端重要性，而我国目前由于电力设计和安装队伍整体素质不高，技术防护水平有限，安全意识更是单薄，在安全管理上更是极为欠缺。因此，这就要求我们管理人员，要必须始终坚持“安全第一，预防为主”的方针，牢固树立安全生产无小事的观念，努力建立和完善事故防范机制及长效管理机制，把安全隱患扼杀在摇篮中。更要牢固树立“以人为本，以责任制度为约束，加强安全监管，加大行政执法力度，确保安全保底线”的工作思路，全面加强安全生产监督管理。

四.结束语

小水电站的老旧改造时通过设备改造措施，逐步提升设备性能，从而提高设备绝缘性能，确保设备运行安全。在设备投资有限的情况下，通过对老旧设备实施改造，对小水电站的经济效益具有重要意义。

参考文献：

[1]何小萍.车坝梯级水电站增效改造设计[J].小水电，2013，（5）：49-54，41

[2]纪计坡.农村小水电技术改造研究[D].浙江大学，2012.

[3]宋恩来.丰满水电站更新改造取得显著成效[J].水力发电，1999，（2）：48-50.

作者：马继生