時間：2023-03-16 16:36:56
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1.1引水發電系統
1.1.1取水口攔污柵及啟閉設備
1)優化選型布置設計。發電引水隧洞喇叭口底檻678.50mm處設置1孔攔污柵，單孔孔口尺寸為7.5m×10.0m，檢修平臺高程717.00m，設計水頭4.0m，最大引用流量為42.58m3/s，平均過柵流速為0.811m/s，攔污柵重量為26.0t，柵槽埋件重17.0t，型式為平面滑動式攔污柵。選用1臺QPG2×250kN－38m高揚程卷揚式啟閉機，安裝高程726.20m，操作運行條件為靜水啟閉。2)蓄水安全復核計算。攔污柵主支承是增強四氟NL150CHI型滑塊，最大線荷載為25kN/cm，反向支承是鋼滑塊。柵條間距50mm，柵體主材為Q235B，內力分析計算［2］成果為:主梁最大壓應力為105.35N/mm2，發生在跨中處;最大剪力為21.01N/mm2，發生在支座處;最大撓度為9.5mm，發生在跨中處;柵條彎應力為53.1N/mm2，發生在跨中處。攔污柵重量為247kN，提柵清污時考慮污物重量為100kN，攔污柵啟閉力為450.1kN，啟閉機容量為2×250kN。
1.1.2取水口事故閘門及啟閉設備
1)優化選型布置設計。在攔污柵的下游設置1扇事故閘門，孔口尺寸為4.5m×4.8m，底檻高程680.00m，檢修平臺高程717.00m，設計水頭37.0m，閘門型式為平面定輪鋼閘門。選用1臺安裝高程為726.20m上的QPG2×800kN－38m高揚程卷揚機控制閘門，操作運行條件為動閉靜啟。2)蓄水安全復核計算。閘門由門葉結構、水封裝置、4個簡支輪主支承(同時兼做反向支承)、4個側向限位裝置和充水閥裝置等組成。受力計算采用假設平面體系，按照實際可能發生的最不利荷載組合情況，進行強度、剛度和穩定性驗算。閘門在設計水頭下動水操作會受到不同程度的動力荷載，動力系數取1.1。門體材料為Q235B，內力分析計算結果為:閘門承受的靜水壓力為7713.7kN，動水壓力為8485.1kN;面板折算應力為157.03N/mm2;主梁最大壓應力為128.1N/mm2，位于跨中處。最大剪力為49.2，位于支座處。最大撓度為2.71mm，位于跨中處;主輪與軌道的接觸應力為844.06N/mm2;主軌頸部局部承壓應力為173.36N/mm2;閘門閉門力為－659.1kN，啟門力為479.6kN，持住力為1394.4kN;啟閉機容量為2×800kN。
1.2泄水系統閘門及啟閉設備
1.2.1溢洪道弧形工作閘門
1)優化選型布置設計。該閘門設置在溢洪道上，底檻設置在堰頂下游側704.80m處，堰頂高程為717.00m，共設置3孔閘門，啟閉機安裝高程為719.50m。閘門運行方式為動水啟閉，主要承擔水庫的泄洪任務。閘門的孔口尺寸為12.0m×8.5m(寬×高)，設計水頭為8.2m。型式為露頂式弧形閘門，其面板曲率半徑為10.0m，支鉸高度為5.5m，其結構布置見圖1。2)蓄水安全復核計算。閘門由門葉結構(焊接件)、水封裝置、支臂、支鉸和側輪等所組成，支承為斜支臂。受力計算采用假設平面體系，并按照實際可能發生的最不利荷載組合情況，對閘門的設計條件和校核條件進行強度、剛度和穩定性驗算。閘門在動水操作條件下各部件尚需承受的不同程度的動力荷載，故將設計水頭作用在閘門部件上的靜水壓力乘以動力系數，考慮為最不利的荷載組合，動力系數取1.1。門體材料為Q235B，內力分析計算結果表明:閘門承受的靜水壓力為4218.0kN，動水壓力為4639.8kN;面板折算應力為181.8N/mm2;主梁最大壓應力為106.3N/mm2，位于跨中處。最大剪力為69.2，位于支座處。最大撓度為4.36mm，位于跨中處;支臂平面內應力為76.2N/mm2;主支臂平面外應力為66.3N/mm2;閘門啟門力為441.7kN，閉門力為246.3kN;啟閉機容量為2×250kN。
1.2.2放空底孔進口事故閘門
1)優化選型布置設計。在放空底孔進口設置一道事故閘門，孔口尺寸為2.5m×2.6m(寬×高)，設計水頭52.0m。底檻高程為665.00m，檢修平臺高程為717.00m，啟閉機安裝平臺高程為723.50m。閘門運行方式為動閉靜啟，由1套QPG800kN－53m高揚程卷揚機控制。當水庫需要放空時小開度提門充水平壓，待前后水壓差小于4m時，再開啟事故閘門。2)蓄水安全復核計算。閘門由門葉結構(焊接件)、水封裝置、4個懸臂輪主支承(同時兼做反向支承)、4個側向限位裝置等所組成。受力計算采用假設平面體系，按照實際可能發生的最不利荷載組合情況，進行強度、剛度和穩定性驗算。閘門在設計水頭下動水操作會受到不同程度的動力荷載，動力系數取1.1。門體主材為Q235B，內力分析計算結果表明:閘門承受的靜水壓力為3491.5kN，淤沙壓力為619.6kN，總壓力為4111.1kN;面板折算應力為187.9N/mm2;主梁最大壓應力為101.27N/mm2，位于跨中處。最大剪力為65.4，位于支座處。最大撓度為0.76mm，位于跨中處;主輪與軌道的接觸應力為663.1N/mm2;閘門啟門力為769.1kN，閉門力為－22.0kN，持住力為206.3kN;啟閉機容量為800kN。
1.2.3放空底孔出口弧形工作閘門
1)優化選型布置設計。在放空底孔出口設置一道弧形工作閘門，孔口尺寸為2.5m×2.2m(寬×高)，承壓水頭為52.0m，型式為潛孔式弧形鋼閘門，底檻高程為665.00m，檢修平臺高程為668.70m，啟閉機安裝平臺高程為674.60m。閘門運行方式為動水啟閉，選用1套QH-SY－500/150kN－4.0m弧門潛孔液壓啟閉機控制閘門，閘門長期處于閉門擋水狀態。當水庫需要放空時，動水開啟該閘門鎖定于檢修平臺上，待放空完畢，放下工作閘門封閉孔口蓄水。2)蓄水安全復核計算。閘門由門葉結構(焊接件)、水封裝置、2個支鉸支承和4個側向限位裝置等所組成。受力計算采用假設平面體系，按照實際可能發生的最不利荷載組合情況，進行強度、剛度和穩定性驗算。閘門在實際操作中會受到不同程度的動力荷載，動力系數取1.1。門體主材為Q235B，內力分析計算結果為:閘門承受的靜水壓力為3329.7kN，動水壓力為3662.7kN;面板折算應力為183.9N/mm2;主梁最大壓應力為33.2N/mm2，位于跨中處。最大剪力為24.4，位于支座處。最大撓度為0.12mm，位于跨中處;支臂平面內應力為98.4N/mm2;閘門啟門力為248.8kN，閉門力為122.7kN;啟閉機容量為500/150kN。
1.2.4導流隧洞封堵閘門
1)優化選型布置設計。導流隧洞進口設置封堵工作閘門一扇，孔口尺寸為5.0m×6.5m(寬×高)，承壓水頭為44.3m，閉門水頭:20m，型式為潛孔式平面鋼閘門，底檻高程為647.70m，檢修平臺高程為659.00m，啟閉機安裝平臺高程為667.50m。閘門運行方式為動水啟閉，選用1套QPQ630kN－13m卷揚式啟閉機控制閘門，閘門僅用于導流隧洞封堵時使用，導流隧洞在枯水季節封堵下閘門。因受啟閉機平臺高程的限制(啟閉機平臺高程為667.50m)，閉門時最不利水頭工況為啟閉高程，即水頭為20m，因此整個閘門啟閉按最不利的情況下水頭20m計算。2)蓄水安全復核計算。閘門由門葉結構(焊接件)、水封裝置、12個主滑塊和8個反向滑塊裝置等所組成。受力計算采用假設平面體系，按照實際可能發生的最不利荷載組合情況，進行強度、剛度和穩定性驗算。門體主材為Q235B，內力分析計算結果為:閘門承受的靜水壓力為13501.9kN，發生在設計水頭44.3m處;材料容許應力(抗拉、抗壓和抗彎)為142.5kN，容許應力(抗剪)為85.5kN;面板折算應力為138N/mm2;主梁最大壓應力為84.6N/mm2，位于跨中處。最大剪力為71.92，位于支座處。最大撓度為3.78mm，位于跨中處;閘門閉門力為145kN;水柱壓力為898.60kN;啟閉機容量為630kN。
2結語
關鍵詞：小水電站；設計；經驗
1水輪機的選擇
水輪機是水電站一個十分重要的設備，水流的動能和勢能轉換成機械能就是通過水輪機來實現的。水輪機選擇合理與否，直接影響到機組的效率和運行的安全性、經濟性。
1.1機組臺數的選擇
農村小水電站機組臺數與電站的投資、運行維護費用、發電效益以及運行人員的組織管理等有著密切的關系。通過多年設計和運行經驗表明：農村小水電站機組臺數一般為1～4臺，且型號應盡量相同，以利于零部件通用和維修管理方便，其中每座電站2臺機組居多。
1.2水輪機型號的選擇
水輪機型號的選擇合理與否，直接影響到水輪機的運行效率、汽蝕和振動等。選擇型號時，既要考慮水輪機生產廠家的技術水平和運輸的方便程度，又要確保水輪機常處于較優的運行工況，即盡量處于水輪機運轉特性曲線圖的高效區。尤其是機組運行時，水頭的變化不要超過水輪機性能表的水頭范圍，否則會加劇水輪機汽蝕和振動，降低水輪機效率。
1.3機組安裝高程的確定
水輪機的安裝高程不能超過水輪機允許的最大吸出高度，否則會引起水輪機轉輪的汽蝕、振動等不良現象，因而縮短機組的運行壽命。
（1）臥式機組：安=Z下+hs-/900-D/2
（2）立式機組：安=Z下+hs-/900
式中Z下——尾水渠最低水位（m）；
hs——水輪機理論吸出高度（m），查水輪機應用
范圍圖及hs=f(H)曲線；
D——水輪機轉輪直徑（m）；
——水電站廠房所在地的海拔高程（m）。
為了消除或減輕水輪機汽蝕，可將計算出的安降低0.2～0.3m確定安裝高程。
2電氣主接線的擬定
小水電站的電氣主接線是運行人員進行各種操作和事故處理的重要依據之一。農村小水電站裝機容量往往有限，一般裝機臺數不超過4臺，相應電站的電壓等級和回路數以及主變的臺數都應較少?？紤]到小水電站（尤其是單機100kW以下的微型電站）的機電設備供應比較困難，運行和管理人員的文化、業務素質普遍較差，從進站到熟練掌握操作、檢修、處理故障及優化運行等也有一個過程。因此，農村小水電站的電氣主接線在滿足基本要求的前提下，應力求采用簡單、清晰而又符合實際需要的接線形式。
對于1臺機組，宜采用發電機—變壓器組單元接線；對于2～3臺機組，宜采用單母線不分段接線，共用1臺主變；對于4臺機組，宜采用2臺主變用隔離開關進行單母線分段，以提高運行的靈活性。
3電氣測量及同期裝置
并入電網運行的小水電站電氣測量應包括：三相交流電流、三相交流電壓（使用換相斷路器和1只電壓表測量三相電壓）、有功功率、功率因數、頻率、有功電能、無功電能、勵磁電流和勵磁電壓等的監視和測量。發電機的測量、監視表計、斷路器、互感器及保護裝置等裝在控制屏上（發電機控制屏）；電網的表計、斷路器、同期裝置等裝在同期屏上（總屏）。
保護裝置
農村小水電站主保護裝置的配置應在滿足繼電保護基本要求的前提下，力求簡單可行、維護檢修方便、造價低及運行人員容易掌握等。
4.1過電流保護
單機750kW以下的機組，可以采用自動空氣斷路器的過電流脫扣器作為過流及短路保護，其動作整定值可以通過調整銜鐵彈簧拉力來整定，整定值一般為發電機額定電流的1.35～1.7倍。為了提高保護的可靠性，還可采用過流繼電器配合空氣斷路器欠壓脫扣器作過流及短路保護，繼電器線圈電源取自發電機中性點的1組（3只）電流互感器，繼電器動作值亦按發電機額定電流的1.35～1.7倍整定。
原理：當發電機出現短路故障時，通過過流繼電器線圈的電流超過其動作值，過流繼電器常閉接點斷開，空氣斷路器失壓線圈失電而釋放，跳開空氣斷路器主觸頭，切除故障元件——發電機。
4.2欠壓保護
當電網停電時，由于線路上的用電負荷大于發電機容量，此時電壓大幅度降低，空氣斷路器欠壓線圈欠壓而釋放，跳開空氣斷路器，以防電網來電造成非同期并列。
4.3水阻保護
當發電機因某種原因(如短路、長期過載、電網停電等)突然甩負荷后，機組轉速會迅速升高，這種現象叫飛逸。如果不及時關閉調速器和勵磁，可能造成事故。一般未采用電動調速的農村小水電站可利用三相水阻器作為該保護的負荷。
水阻器容量按被保護機組額定功率的70%～80%左右考慮。如果水阻容量過大，機組甩負荷瞬間，將對機組產生較大的沖擊電流和制動力，影響機組的穩定，嚴重時可能造成機組基礎松動。反之，如果水阻容量過小，達不到抑制機組飛逸轉速的目的。水阻器采用角鋼或鋼板制成三相星型、三角型均可。
對于單機125kW及以下的電站，水阻池內空，以長為機組臺數×（0.7～1）m，寬為（0.7～1）m，深為0.6～0.8m為宜，同時考慮機組容量大小，應在短時間內（如3～5min）不致于將池中的水煮沸。
在調試水阻負荷大小時，應在水中逐漸施加水阻劑，調試水阻負荷，直到達到要求為止。
4.4變壓器過載、短路保護
變壓器高壓側采用跌落式熔斷器（或SN10-10型少油斷路器）作過載、短路保護。運行經驗表明，額定電壓為6～10kV的跌落式熔斷器只能用在560kVA及以下的變壓器,額定電壓為10kV的跌落式熔斷器只能用在750kVA及以下的變壓器。當變壓器容量超過750kVA時，應采用油斷路器。跌落式熔斷器熔絲按下列公式選擇：
當Se＜100kVA時，熔絲額定電流=（2～2.5）×高壓側額定電流；當Se≥100kVA時，熔絲額定電流=（1.5～2）×高壓側額定電流。
4.5變壓器的防雷保護
1.1渠道斷面的選擇
渠道斷面的選擇非常重要，在實際操作過程中，要根據實際地形狀況進行合理的設計。如果地面的坡度相對較大并且起伏比較頻繁，則一般選擇窄深式的斷面，有些該種形式的斷面可以添加一定的蓋板，這樣不僅能夠減少砂石降落到渠道中而且能夠在很大程度上防止坡面的滾石發生狀況。這種渠道的優點比較多，比如:能夠在冬季寒冷的條件下減少水熱量的散失，從而使得冰蓋能夠處于穩定的狀態。如果渠道處于比較寬敞的地面上，而且具有較強凍脹性能的基面，地下水位較高，則一般選擇寬淺式斷面。在實際的設計過程中，如果在渠道的沿線有泉水，那么就將相應的泉水引入到水渠之中，可以在很大程度上提高渠道的水流量，使得結冰機率大大降低。
1.2渠道縱坡的設計
在渠道設計過程中，縱坡的設計水平非常關鍵。渠道縱坡的設計對于水流速度具有決定性的作用。一般來講，如果縱坡的設計較為平緩，則其很容易堆積淤泥，使得雜草等能夠迅速地生長，從而影響渠道的輸送水能力。而如果縱坡的設計很陡，則渠道在使用過程中，很容易受到較大沖擊，很容易破壞。因此，相關設計人員要合理設計渠道的縱坡。在結冰蓋的運行過程中，設計人員要根據水能的具體狀況、地形條件以及工程造價的實際情況，對縱坡進行合理的設計。在輸排冰運行的過程中，相關工作人員要將全段設計得比較陡些，使得輸冰的流速達到相關的標準，而后段施工則需要在排冰閘前30m的緩流段進行，以此滿足相關排冰速度的要求。
2引水式水電站壓力前池的設計
在渠道的設計過程中，相關工作人員要加大壓力前池的設計力度，這對于提高渠道的整體質量具有重要的影響。
2.1前池布置
在壓力前池位置的選擇過程中，為了提高水電站的實際運行效果，前池不要選擇填方或者是地基不穩的部位，而應該盡量選擇在天然地基比較好的地基上。這種設置能夠在很大程度上避開順坡的裂隙發育地段以及滑坡的出現。在前池的設計過程中，要對水文地質條件進行認真勘查，盡量減少甚至消除前池建設之后對于高邊坡以及相關建筑物造成的負面影響。這樣就能夠避免滑坡以及沉陷情況的發生，確保下游的廠房以及前池的安全。為保障渠道水流平穩地進入前池，應考慮盡量使前池進水室的中心線與引水渠道中心線平行或接行，使水流順暢，減少水頭損失；還能使其引導和控制水流向壓力管道平穩過渡和均勻配水。前池與引水渠道末端的連接段，在平面上應兩邊對稱，其擴展角一般限制在10°以內；底邊縱坡適宜選用1∶3～1∶5的斜坡，與前室底板連接。前室寬度約為進水室寬度的1.5倍左右，前室長度可取前室寬度的2.5～3.1倍。引水渠道末端應盡量避免彎道，如難以避免時，則宜在彎道終點與前池入口間設直線調整段，或加設分流導向設施。前池中的水流流速要求一般≤0.8m/s，以便泥沙沉積下來，通過排沙孔排走，阻止冰塊、冰凌進入壓力水管。為提高前池的排冰效果，可在進水室前設一道擋冰板，擋冰板底部應伸入到前池冬季最低運行水位以下50cm，能夠有效防止冰凌進入進水室。
2.2前池水位
在中小型水電站前室正常水位的確定過程中，可以將引水渠道設計流量時的渠末水位作為其正常水位。而水電站在運行過程中，如果其突然甩開全部負荷，那么此時的最高涌波就作為前池的最高水位。而前池的最低水位指的是，在枯水期最小引水位發電流量時相對應的水位。在實際水位確定的過程中，相關工作人員要經過多次試驗，并且按照嚴謹的操作步驟進行操作，以期獲得最佳的水位數據，從而為引水式水電站的設計施工提供科學嚴謹的數據支撐。
3水電站裝機容量選擇
3.1無調節水電站最大工作容量的確定
在水電站裝機容量確定的過程中，需要對無調節水電站最大工作容量進行確定，N水，工=N保、無=9.81ηQ設H設，其中：N水、工=保證出力（按歷史設計保證率）;N保、無=9.81ηQ設H設；Q設—設計枯水日平均流量（m3/s）；H設—相應的日平均凈水頭。
3.2日調節水電站最大工作容量的確定
當水電站擔任日負荷圖峰荷部分時，在作圖日電能累積曲線上a點向左取ab，由b向下作垂線交日電能累積曲線于c點。由c作水平線與日負荷圖相交，求出日電站的工作位置，如圖1所示。其中，ab＝E保、日，bc＝N水、工。
4結語
甘溪三級水電站位于浙江省臨安市甘溪中游，是甘溪梯級開發的第三級水電站，屬典型的中水頭引水式電站。工程樞紐主要由渠首樞紐、無壓輸水隧洞、前池、高壓管道、發電廠房和尾水渠組成。電站裝機容量2×400kW，設計水頭34．6m，單機最大過流量1．5m3/s。多年平均發電量223萬kW·h，年利用小時數2788h。電站出線T接至10kV甘溪線并網，輸電線路長度為500m。
甘溪是天目溪的一條支流，上游建有甘溪一級水電站和甘溪二級水電站。甘溪一級水電站裝機容量2×160kW，壩址控制流域面積19．6km2，水庫總庫容214萬m3。甘溪二級水電站裝機容量3×500kW，利用集雨面積33．5km2。甘溪流域內雨量充沛，多年平均降雨量1625mm。多年平均氣溫15．6℃，極端最高氣溫41．6℃，極端最低氣溫－13．2℃。
甘溪三級水電站渠首樞紐位于甘溪二級水電站尾水出口下游20m處，壩址控制流域面積40．3km2，區間引水集雨面積2km2。多年平均流量1．18m3/s，年徑流量3721萬m3。壩址設計洪水流量386m3/s（P＝10％），校核洪水流量522m3/s（P＝3．33％）。工程區地質條件簡單，出露基巖為奧陶系上統於潛組頁巖和砂巖，河床處砂礫石覆蓋層厚1～3m，山坡處覆蓋層厚0．5～2m，兩岸臺地覆蓋層較厚。河道中水質清澈，泥沙含量很少。
2方案選擇
2．1壩址選擇
甘溪三級水電站是甘溪二級水電站的下一個梯級電站，壩址選擇的原則為：1）滿足與上級電站尾水位的銜接；2）滿足進水閘和溢流堰的布置要求；3）不淹沒耕地和房屋；4）使渠首樞紐工程造價最低。根據地形地質條件，壩址選定在甘溪二級水電站尾水出口下游20m處，該段河床寬約35m，壩型采用漿砌石溢流壩。
2．2廠址選擇
廠址位于潘家村烏浪口，電站尾水排入支流烏浪溪中。設計中對上廠址方案和下廠址方案進行比選，下廠址方案與上廠址方案相比，水頭增加3．6m，電能增加23萬kW·h，效益增加9萬元，投資增加25．2萬元，差額投資經濟內部收益率35．5％，故選用下廠址方案。
2．3無壓輸水系統方案選擇
無壓輸水系統有隧洞方案和明渠結合隧洞方案兩種布置形式，兩方案的軸線長度基本相同。明渠結合隧洞方案是進水閘后接長度為425m的漿砌石明渠，其后仍為隧洞。經過比較，隧洞方案較明渠結合隧洞方案減少投資6．2萬元，隧洞方案日常維護工作量少，且不占林地，故無壓輸水系統選用隧洞方案。
3主要建筑物
3．1渠首樞紐
渠首樞紐由攔河堰、進水閘和攔沙坎組成。攔河堰為折線型漿砌塊石實用堰，溢流段長31．1m，堰頂高程224．63m，最大堰高2．23m，堰頂寬1．5m，上游面垂直，下游面坡度1∶2。堰體采用M7．5漿砌塊石砌筑，外包30cm厚C20混凝土。由于上下游水位差小，溢流堰僅設置4m長的漿砌塊石護坦來消能，堰體防滲采用混凝土防滲墻。
進水閘位于甘溪的左岸，緊鄰甘溪二級水電站的進廠公路，采用側向引水，引水角15°。設置1孔寬2m的閘孔，閘底板高程223．35m，后接無壓隧洞。進水閘為胸墻式結構，閘室長4．46m，設1道攔污柵和1扇鑄鐵工作閘門，手動螺桿啟閉機啟閉，啟閉機平臺高程227．70m。由于河道中泥沙很少，且大部分淤積在上游的水庫中，渠首樞紐不設置排沙設施，進水閘前設有攔沙坎，攔沙坎前考慮人工定期清沙。
3．2無壓輸水隧洞
進水閘至前池之間為無壓隧洞段，長2354．947m。根據地形條件及施工要求，無壓隧洞段由1號隧洞、2號隧洞、3號隧洞和1號鋼筋混凝土埋管、2號鋼筋混凝土埋管組成，1號隧洞長124．100m，2號隧洞長855．485m，3號隧洞長1315．362m。1號隧洞、2號隧洞、3號隧洞之間由鋼筋混凝土埋管連接，1號鋼筋混凝土埋管長50m，2號鋼筋混凝土埋管長10m。隧洞沿線分布的巖性為奧陶系上統於潛組砂巖、頁巖互層，上覆巖體厚度30～90m，整體性較好，屬Ⅱ～Ⅲ類圍巖。隧洞斷面采用城門洞型，開挖斷面寬2．4m，高2．65m（其中直墻高1．45m，矢高1．2m，半徑1．2m），縱坡為1?2000，洞底采用10cm厚的C15素混凝土找平。隧洞進出口及斷層地段采用鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度30cm。連接段鋼筋混凝土埋管采用箱型結構，凈寬1．8m，高2．05m，壁厚0．3m。
在樁號2＋139．35處設置溢流支洞，把進入隧洞多余的來水排入支流烏浪溪中。溢流支洞長65m，斷面呈城門洞型，開挖斷面開挖寬2．4m，高2．65m。
3．3前池及壓力管道
前池布置在廠房上游的山坡上，采用鋼筋混凝土結構，總長21．2m。正常運行水位223．2m，最低運行水位221．9m，前池工作容積94．1m3，邊墻頂高程224．7m。前池進水口前設攔污柵和事故鋼閘門。
壓力鋼管布置在山坡中開挖出的管槽內，全長52．68m。因設計引用流量不大，壓力鋼管采用一管二機的供水方式，在廠房外45°卜形分岔成兩支管。選定主管管徑1．2m，鋼板壁厚12mm。支管與蝶閥同直徑，管徑0．8m，鋼板壁厚8mm。壓力鋼管在樁號管0＋021．44處設鎮墩，每7米增設支墩，前池壓力墻及鎮墩后各設1個伸縮節。鋼管槽底寬2．6m，左側布置踏步，以便于壓力鋼管的日常維護。
3．4發電廠房
發電廠房位于潘家村山麓下，廠房基礎全部座落在基巖上，根據機電設備的布置，采用地面式廠房。廠房內布置2臺臥式水輪發電機組，機組軸線與廠房縱軸線平行，機組間距7．4m，上游側布置蝴蝶閥和控制保護屏，安裝間位于廠房的右端。發電機層地面高程188．64m，安裝場地面高程189．60m。因發電機層與安裝場之間存在高差，為便于設備的安裝和檢修，廠房內設1臺5t的單軌手動葫蘆，架設于屋面大梁下。廠房采用混凝土排架結構，磚墻圍護，長22．0m，寬8．7m。
甘溪三級水電站位于浙江省臨安市甘溪中游，是甘溪梯級開發的第三級水電站，屬典型的中水頭引水式電站。工程樞紐主要由渠首樞紐、無壓輸水隧洞、前池、高壓管道、發電廠房和尾水渠組成。電站裝機容量2×400kW，設計水頭34．6m，單機最大過流量1．5m3/s。多年平均發電量223萬kW·h，年利用小時數2788h。電站出線T接至10kV甘溪線并網，輸電線路長度為500m。
甘溪是天目溪的一條支流，上游建有甘溪一級水電站和甘溪二級水電站。甘溪一級水電站裝機容量2×160kW，壩址控制流域面積19．6km2，水庫總庫容214萬m3。甘溪二級水電站裝機容量3×500kW，利用集雨面積33．5km2。甘溪流域內雨量充沛，多年平均降雨量1625mm。多年平均氣溫15．6℃，極端最高氣溫41．6℃，極端最低氣溫－13．2℃。
甘溪三級水電站渠首樞紐位于甘溪二級水電站尾水出口下游20m處，壩址控制流域面積40．3km2，區間引水集雨面積2km2。多年平均流量1．18m3/s，年徑流量3721萬m3。壩址設計洪水流量386m3/s（P＝10％），校核洪水流量522m3/s（P＝3．33％）。工程區地質條件簡單，出露基巖為奧陶系上統於潛組頁巖和砂巖，河床處砂礫石覆蓋層厚1～3m，山坡處覆蓋層厚0．5～2m，兩岸臺地覆蓋層較厚。河道中水質清澈，泥沙含量很少。
2方案選擇
2．1壩址選擇
甘溪三級水電站是甘溪二級水電站的下一個梯級電站，壩址選擇的原則為：1）滿足與上級電站尾水位的銜接；2）滿足進水閘和溢流堰的布置要求；3）不淹沒耕地和房屋；4）使渠首樞紐工程造價最低。根據地形地質條件，壩址選定在甘溪二級水電站尾水出口下游20m處，該段河床寬約35m，壩型采用漿砌石溢流壩。
2．2廠址選擇
廠址位于潘家村烏浪口，電站尾水排入支流烏浪溪中。設計中對上廠址方案和下廠址方案進行比選，下廠址方案與上廠址方案相比，水頭增加3．6m，電能增加23萬kW·h，效益增加9萬元，投資增加25．2萬元，差額投資經濟內部收益率35．5％，故選用下廠址方案。
2．3無壓輸水系統方案選擇
無壓輸水系統有隧洞方案和明渠結合隧洞方案兩種布置形式，兩方案的軸線長度基本相同。明渠結合隧洞方案是進水閘后接長度為425m的漿砌石明渠，其后仍為隧洞。經過比較，隧洞方案較明渠結合隧洞方案減少投資6．2萬元，隧洞方案日常維護工作量少，且不占林地，故無壓輸水系統選用隧洞方案。
3主要建筑物
3．1渠首樞紐
渠首樞紐由攔河堰、進水閘和攔沙坎組成。攔河堰為折線型漿砌塊石實用堰，溢流段長31．1m，堰頂高程224．63m，最大堰高2．23m，堰頂寬1．5m，上游面垂直，下游面坡度1∶2。堰體采用M7．5漿砌塊石砌筑，外包30cm厚C20混凝土。由于上下游水位差小，溢流堰僅設置4m長的漿砌塊石護坦來消能，堰體防滲采用混凝土防滲墻。
進水閘位于甘溪的左岸，緊鄰甘溪二級水電站的進廠公路，采用側向引水，引水角15°。設置1孔寬2m的閘孔，閘底板高程223．35m，后接無壓隧洞。進水閘為胸墻式結構，閘室長4．46m，設1道攔污柵和1扇鑄鐵工作閘門，手動螺桿啟閉機啟閉，啟閉機平臺高程227．70m。由于河道中泥沙很少，且大部分淤積在上游的水庫中，渠首樞紐不設置排沙設施，進水閘前設有攔沙坎，攔沙坎前考慮人工定期清沙。
3．2無壓輸水隧洞
進水閘至前池之間為無壓隧洞段，長2354．947m。根據地形條件及施工要求，無壓隧洞段由1號隧洞、2號隧洞、3號隧洞和1號鋼筋混凝土埋管、2號鋼筋混凝土埋管組成，1號隧洞長124．100m，2號隧洞長855．485m，3號隧洞長1315．362m。1號隧洞、2號隧洞、3號隧洞之間由鋼筋混凝土埋管連接，1號鋼筋混凝土埋管長50m，2號鋼筋混凝土埋管長10m。隧洞沿線分布的巖性為奧陶系上統於潛組砂巖、頁巖互層，上覆巖體厚度30～90m，整體性較好，屬Ⅱ～Ⅲ類圍巖。隧洞斷面采用城門洞型，開挖斷面寬2．4m，高2．65m（其中直墻高1．45m，矢高1．2m，半徑1．2m），縱坡為1?2000，洞底采用10cm厚的C15素混凝土找平。隧洞進出口及斷層地段采用鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度30cm。連接段鋼筋混凝土埋管采用箱型結構，凈寬1．8m，高2．05m，壁厚0．3m。
在樁號2＋139．35處設置溢流支洞，把進入隧洞多余的來水排入支流烏浪溪中。溢流支洞長65m，斷面呈城門洞型，開挖斷面開挖寬2．4m，高2．65m。
3．3前池及壓力管道
前池布置在廠房上游的山坡上，采用鋼筋混凝土結構，總長21．2m。正常運行水位223．2m，最低運行水位221．9m，前池工作容積94．1m3，邊墻頂高程224．7m。前池進水口前設攔污柵和事故鋼閘門。
壓力鋼管布置在山坡中開挖出的管槽內，全長52．68m。因設計引用流量不大，壓力鋼管采用一管二機的供水方式，在廠房外45°卜形分岔成兩支管。選定主管管徑1．2m，鋼板壁厚12mm。支管與蝶閥同直徑，管徑0．8m，鋼板壁厚8mm。壓力鋼管在樁號管0＋021．44處設鎮墩，每7米增設支墩，前池壓力墻及鎮墩后各設1個伸縮節。鋼管槽底寬2．6m，左側布置踏步，以便于壓力鋼管的日常維護。
3．4發電廠房
發電廠房位于潘家村山麓下，廠房基礎全部座落在基巖上，根據機電設備的布置，采用地面式廠房。廠房內布置2臺臥式水輪發電機組，機組軸線與廠房縱軸線平行，機組間距7．4m，上游側布置蝴蝶閥和控制保護屏，安裝間位于廠房的右端。發電機層地面高程188．64m，安裝場地面高程189．60m。因發電機層與安裝場之間存在高差，為便于設備的安裝和檢修，廠房內設1臺5t的單軌手動葫蘆，架設于屋面大梁下。廠房采用混凝土排架結構，磚墻圍護，長22．0m，寬8．7m。
【關鍵詞】水電站；機電設備；維護檢修；管理
1引言
隨著我國水電行業的快速發展，各種大小水電站的數量與日俱增。每一個投資單位都希望盡快得到回報，在這種情況下，保證水電站安全、穩定地運行是投資回報的基礎。機電設備作為水電站的重要組成部分，是實現盈利的基礎，直接影響著水電站的經濟效益。因此，做好水電站的維護檢修工作，對保證水電站的經濟效益至關重要。
2維護檢修管理水電站機電設備的意義
維修檢修水電站機電設備是一項非常重要工作，水電設備能否正常運行與之息息相關，所以必須做好維修、檢修管理水電站機電設備的相關工作，使機電設備與水電企業的正常運行得到保證。管理機電設備的維修檢修工作時，生產技術管理人員通過相應的實踐，提高了自我分析及處理問題的能力。在實際工作中，生產技術管理人員在很大程度上提高了自己的技術水平和管理能力。所以，借助于維修檢修管理機電設備，技術革新和技術升級在管理過程中的突破，不僅改善水電站設備的整體運行狀況，還可以在很大程度上提高機電設備的利用率與企業效益。此外，企業還可以利用這種方式對人才進行培訓、儲備，提高其技能水平和管理能力。因此，企業可以儲備大量豐富的人力資源，給企業將來的發展提供強勁的智力支持。
3維修水電站機電設備的方法
1)水電站故障的維修。這種維修是事后對水電站的維修，即一旦發現水電站設備出現異常情況，必須以最快的速度停止機器運作，實施維修。2)定期維修電站。也是對電站的預防維修，維修的時間以水電站設備運行時間或當量時間間隔為依據，因此，此種維修是不管水電站設備的狀態是怎樣的，規定的維修時間一到就要停機維修。3)水電站的優化性維修。此種維修方法是分析水電站運行設備出現故障的根本原因，然后進行優化設計和技術改造，從而使水電站運行設備的性能得到優化。4)維修水電站設備運行狀態。對水電站運行設備運行狀態進行監測，然后以檢測出來的狀態信息為依據維修水電站設備運行狀態，對運行設備的狀態進行推測，確定運行設備是否帶故障工作，在運行設備發生故障前維修。
4機電設備優化方案、維修制度與技術方面的完善
4.1在制度層面上的完善維護
制定機電設備的維修制度時，要將設備的實際使用情況、出現或可能出現的故障作為依據，使設備在運行時得到有效的維護維修，保證設備的使用性能得到一定程度的提高[1]。除此之外，還要以設備的生產廠家提供的使用說明為依據制定機電設備的維修以及維護制度，維護工作的安排要以水電站的日常運行狀況為依據，尤其是要制定比較合理的定期預見性檢修方案。比如：水電站中1臺機電設備的使用期限是10000h，那么為了防止出現意外情況，將故障危險扼殺在萌芽狀態，要縮短機組的檢修周期，使其檢修周期比使用期限少200h，此外，還可以采用一些檢修措施對已經形成的故障進行處理。因為水電站機電設備的特點是其特殊性與復雜性，所以可以將檢修工作分步驟進行：即現場檢修設備、預防性檢修設備分步驟進行。如果在操作人員使用設備時發現了異常情況，負責人要求對設備進行相應的檢修，就是設備的現場檢修，這種檢修狀態是一種被動的狀態；如果目前運行狀況良好的設備也需要進行適當的日常維護和檢修，那么就是機電的預防性檢修。換句話說，是處理和維修設備將來可能出現的故障，此種處理和維修方式具有較強的前瞻性，在水電站設備檢修管理工作中的作用較大，同時，維修管理工作必須要重視預防性維修工作的強化，目前，這種前瞻性的維修方式成為主要的維修方式。
4.2維修管理方案的完善
現階段，比較偏僻的地方是一些水電站最佳的選址位置，但是這些地方的交通運輸不方便、經濟和文化等都比較落后。因此，在水電站運行過程中，遇到阻礙是比較常見的情況，尤其是對設備進行維修和管理時，可能工作難度更大。因此，我們必須盡力完善相關的維修設備的管理方案，開設對專業的培訓課程培訓設備的操作人員、設備的維護人員以及維修人員等，保證可以掌握更多的設備應用技能與工作技能。設備運行時，定期對其進行診斷，及時發現設備故障并采取有效措施將問題解決。生產技術部門要制定合理的維修方案，但是制定的標準為機電設備的使用說明、機電設備的內部構造、機電設備的運行環境，這樣制定的維修決策就可以發揮出很大的作用。
4.3更新機電設備時要將技術的先進性放在重要位置
保證水電站的機電設備的及時更新，以保證設備的正常運行。現階段，有一部分水電站的運行時間較長，而這些水電站的發電設備購買的時間已經很長了，且更新換代的工作沒有落實到位，所以設備在運行過程中經常會出現各種各樣的故障，最終嚴重影響了機組的工作效率。因此，必須采取措施加快更新設備的力度。進行設備的更新時，技術先進、設計科學、操作簡單便捷、性價比高的新型設備是最佳的選擇對象，這些設備將舊的發電機組替換可以使設備的運行狀態保持正常[2]。為了提高水電站設備的整體運行水平，需要不斷提高設備的可靠性與先進性。
4.4GIS機電維護管理系統的應用
開發與研究GIS系統的機電維護管理系統,可以實現機電設備維護管理的規范化、制度化、可視化、網絡化以及統一化,同時機電設備維護的管理方法、維護規程、評測辦法等也可以被制定出來。機電系統的管理可以實現有效性與科學性,設備故障可以得到及時修復,各類機電設施的可靠運行可以得到保證;水電站的安全生產可以得到真正實現,企業生產管理水平得到提高,國家和人民生命財產的安全得到保障[3]。圖1展示的是GIS技術維護管理實施結構圖。圖1GIS技術維護管理實施結構圖GIS系統在實際管理過程中可以實現以下幾種管理功能：1）基礎地理信息和機電設備專題信息被系統分成若干圖層,圖層的選擇以需要為依據,圖層的任意疊加可以在計算機內實現,數據的操作工作可以實現。圖2所示的是專題圖層。圖2專題圖層2）對地圖的操作。水電站地圖的操作有多種方式，如開窗放大或縮小、漫游、全圖的顯示、標識或導航、刷新地圖、設置背景、控制圖層等操作,對圖形的控制力增強。3）查詢設備信息。該系統按點定位和表述設備,并以此為基礎進行動態查詢。以管理需要為依據，系統對設備進行點查、區域查詢，這些操作體現為設備在一定區域內的分類信息,準確了解設備的信息。4）查詢區域設備。管理部門查詢與統計某一地區的設備,用戶分析一定區域內的設備選擇的是范圍工具(如半徑、矩形方式)框選,當前區域內正常運行的設備、需維護設備、維護中設備、超期使用設備的數目都可以獲得，并用專題圖的形式將其所占的比例表達出來。5）查詢設備預警。以設備維護標準為依據提前報警需要被維護的設備,指導維護人員維護指定的設備,保證設備的使用壽命得到延長。6）查詢的條件。系統檢索統計各類設備可以以提供的條件為依據,然后將其定位在地圖上,并且查詢結果用高亮顯示,同時統計表也被顯示出來。7）查詢設備定位。以維護人員的報修電話或者設備名稱為依據,將故障設備的位置確定,利用逐步或連續逆向推圖法將相關設備調出,將設備出現故障的原因調查清楚,并進行綜合分析,制定解決方案[4]。8）分析專題圖。由于管理部門關心的問題不同，所以不同類型的專題可以被制定,比如比較各車間設備運行情況的圖,包括該區域內的正常設備、維護中設備、需維護設備以及超期使用的設備,同時包括若某一設備出現了故障哪些設備會受其影響等專題。
5結語
總而言之，在水電站機電設備維護管理過程中，除了要制定完善的管理方案和管理措施外，還要積極引入現代化的管理技術和管理設備，只有這樣才可以防患于未然，才可以保證機電設備安全、穩定的運行，從而提高企業的經濟效益。
作者:汪浩 單位:四川涼山水洛河電力開發有限公司
【參考文獻】
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【2】崔東浩,鄭偉.戈蘭灘水電站廠用電設計及思考[J].水利水電工程設計,2009(B10):45.
連江縣塘坂水庫電站工程位于鰲江干流中游，在山仔水庫下游約7km，在連江縣塘坂村下游3km，距福州市47km，距連江縣城38km，壩址左岸有公路在貴安橋與福飛公路相接，對外交通方便。連江縣塘坂水庫電站是以發電為主，兼有供水等綜合利用效益的河床式水電樞紐工程，電站總裝機11MW，壩址以上流域面積為1701km2，水庫正常蓄水位36.8m，其相應庫容766萬m3。該工程系福州第二水源工程的配套工程，為福州市九五計劃中重點基本建設項目。工程于1998年10月28日正式開工，2001年4月底首臺機組發電，2001年7月底工程竣工，整個工程施工總工期為2年9個月。主要水工建筑物由攔河壩、廠房和開關站等組成。攔河壩頂高程39.8m，壩頂長226.3m，最大壩高27.3m。溢流壩段位于河床中部，上設4孔鋼弧形閘門，孔口尺寸為16X12.5m，堰頂高程24.3m。廠房位于河床左岸。
2.水文地質條件
壩址河谷較寬呈“U”型。巖性為侏羅統南圓組第三段流紋質晶屑凝灰熔巖。兩岸山坡殘積土夾碎石厚約2～5m。左岸風化程度較右岸深，尤其左岸河邊一帶風化較深。河床及漫灘階地有卵石覆蓋，厚約7～10m。
壩址控制流域面積為1701km2，壩區氣候溫和。壩址多年年平均流量59.9m3/s，10月～4月為枯水期。施工洪水特性如下表。
時段
P(%)
10～12
11～1
10～3
10～4
11～4
全年
5
245
151
265
280
238
4900
10
197
133
242
244
213
3990
20
153
115
224
204
187
3360
33.3
123
103
155
179
167
2240
50
103
94
132
156
149
2180
3.導流標準、流量及導流方式
工程壩址處河床天然常水位為23.5m，相應的水面寬為90m。河道右側有近60m寬的大片灘地，兩岸岸邊較緩，故具備分期導流條件?？刂乒て诘年P鍵項目為廠房工程，同時大部分施工輔助企業設在左岸，因此一期導流先圍左岸2孔水閘和發電廠房，洪水由右岸明渠通過；二期圍右岸2孔水閘及重力壩，洪水由已建的左側2孔水閘通過。壩址處河床洪枯流量比約為10，汛期洪水較大，而上游山仔水電站系季調節水庫，調節性能好，為減少施工難度，降低導流工程造價，施工導流時段采用枯水期10～4月。工程屬Ⅳ等工程，主要永久建筑物為4級，相應的臨時建筑物為5級。施工洪水導流標準為：洪水重現期10～5年（土石圍堰）或5～3年（混凝土圍堰）。壩址附近有大量的土料可用于圍堰填筑，采用粘土圍堰可降低導流造價，圍堰結構采用土石圍堰。由于廠房工程結構復雜，一期工程量大，施工期長，圍堰過水對工期及經濟都影響較大，故一期導流標準選為洪水重現期10年；二期攔河壩結構相對較為簡單，工程規模小，在一個枯水期可完成，故二期導流標準選為洪水重現期5年。一期導流流量為244m3／s，二期導流流量為204m3／s。一期廠房施工采用攔砂坎加高圍堰或廠房進尾水閘門下閘渡汛。導流平面布置見圖3-1。
4.導流建筑物
4.1導流明渠
導流明渠布置在右岸灘地上，長169.78m，梯形過水斷面，左邊坡為垂直坡，右邊坡為1：1，明渠底寬為20.0m，上游首部底板高程為22.50m，下游尾部底板高程為22.00m。明渠樁號壩上0+020上游段右轉27°后與河道相接，明渠樁號壩上0+020至壩下0+040與壩軸線平行，明渠樁號壩下0+040下游段左轉14°后直線與河道順接。明渠上游首部左側設一長15.7m的竹籠導墻，改善進口水力條件。明渠底板采
用150#竹筋砼，厚300mm，竹筋間距為200X200mm。明渠左側為一期縱向砼圍堰，右側為漿砌塊石護坡擋墻。
4.2一期圍堰
一期縱向圍堰布置在3#閘墩右側25m處（壩0+095.3），長169.78m，圍堰頂高程從27.0m漸變到26.5m，圍堰頂寬2.0m，最大堰高11m，縱向圍堰樁號壩上0+020以上段兩側邊坡1：0.3，其余段迎水面垂直，背水面1：0.6，采用150#混合料砼。一期縱向圍堰子堰采用土石圍堰，利用縱向圍堰外側原狀砂卵石，在右側增加防滲結構，防滲結構采用粘土心墻結合土工膜形式。一期縱向圍堰及子堰斷面見圖4-1。
一期上游圍堰采用土石圍堰，堰項高程為27.0m，堰頂寬6.0m，兩側邊坡為1：2.0，最大堰高約為9.0m，圍堰基礎采用粘土心墻結合土工膜防滲，上下游采用填筑石料護面。一期下游圍堰采用土石圍堰，堰項高程為26.0m，最大堰高約為8.0m，圍堰結構形式同上游圍堰。一期上游圍堰斷面見圖4-2。
4.3二期圍堰
二期縱向圍堰利用攔河閘2#中墩并向上游延伸到壩上0+030.965，向下游延伸至壩下0+073.97?？v向圍堰上游段堰頂高程27.0m，采用75#漿砌石堰身，寬600mm的150#砼心墻防滲結構，堰頂寬2.0m，最大堰高8.0m，迎水面垂直，背水面1：0.6?？v向圍堰下游段堰頂高程26.0m，采用150#砼心墻兩側夯填砂卵石結構，堰頂寬700mm，最大堰高6.4m。砼心墻迎水面上部垂直，下部邊坡1：0.25，背水面成階梯狀，臺階寬700mm，高2.0m。二期縱向圍堰下游斷面見圖4-3。
二期上游圍堰采用土石圍堰，堰項高程為27.0m，堰頂寬5.5m，迎水面邊坡為1：2.5，背水面邊坡為1：1.5，最大堰高約為4.5m，圍堰基礎采用粘土斜墻結合鋪蓋防滲。二期下游圍堰采用土石圍堰，堰項高程為26.0m，最大堰高約為4.0m，圍堰結構形式同上游圍堰。
4.4圍堰防滲形式
一期縱向圍堰布置在3#閘墩右側25m處（壩0+095.3），提高建基面高程，覆蓋層較淺?？v向圍堰基礎開挖和滲水量較小，在縱向圍堰左側填筑子堰,防滲結構采用粘土心墻結合土工膜形式。在縱向子堰的左側依次填筑袋裝砂、土工布、土工膜、土工布和粘土，防滲效果良好。
一期上下游圍堰基礎防滲形式在招標階段選用旋噴砼防滲墻。這種防滲體防滲效果較有保證，基坑滲流小，但施工時間長，且其施工期內要求防滲墻兩側不能形成較大的水位差，導致基坑排水和開挖時間滯后，影響施工工期。在施工圖階段經多方面比較論證，一期上下游橫向圍堰采用粘土心墻結合土工膜復合防滲。這種防滲形式具有施工時段較短，不占用截流后的關鍵線路工期，為主體工程施工爭取較多的施工時間，但需要解決防滲體水中施工的技術問題。通過調查分析，上游的山仔水庫為季調節水庫，冬季庫水位較低，一般不泄流。塘坂壩址來水主要為山仔水庫的發電泄水。因此考慮山仔水庫短時間停機，降低塘坂壩址水位，為堰基防滲體溝槽開挖施工創造條件。防滲體溝槽采用長臂反鏟挖掘機開挖，倒退法施工。長臂反鏟挖掘機挖深可達6～7m，基本能將覆蓋層挖除。粘土填筑采取端進法施工。由于防滲土料系在水中拋填，無法壓實，無法完全達到抗滲要求，故擬在粘土之后鋪設一道土工膜，粘土和土工膜共同防滲,基本解決堰基滲流問題。通過幾個月的觀察和量測，其滲流基本控制在30m3/h之內，達到預期效果。
二期上下游圍堰在導流明渠上，基礎為砼底板，主要是堰體的防滲，由于堰高較小，采用粘土斜墻加鋪蓋的防滲形式。上游部分圍堰和縱向圍堰采用漿砌石加砼心墻結構防滲。
5.截流
根據施工總進度的安排，大壩一期截流安排在1999年10月初，二期圍堰截流安排在2000年10月中旬。截流時考慮山仔水庫短時間停機，截流設計流量很小，施工難度較小。采用單戧堤立堵截流。
1.1 試運行前的檢控
為確保設備調試工作的正常進行，在機組試運行前應全面檢查系統的整套設備，利用綜合檢控過程消除設備存在的安全隱患，以避免出現連接部位螺栓松動、接線錯誤、漏氣、漏油等問題。在檢查時全體技術人員應堅持責任為本，嚴格按照檢控程序進行細致檢查[1]。
1.2 機組充水試驗
進水流道充水試驗、尾水流道充水試驗及充水前的檢修是充水試驗的基本內容。通過這些環節可有效掌握水泵及閘門的工作狀態，避免漏水問，且可用于探測后臺監測數據及壓力表數據的準確性。
1.3 空載試驗
空載試驗通常包括調速系統試驗、機組手動啟動試驗、過速試驗、手動停機及檢查、發電機升壓試驗、無勵磁自動開機與停機試驗、勵磁調節器調控試驗、發電機短路試驗及主變壓器沖擊合閘試驗等。因試驗內容較多，在進行調試前應準確制定試驗程序，以確保試驗結果可靠準確。
1.4 負載及甩負荷試驗
在完成空載試驗且結果在可靠范圍內后，應開展機組負載、甩負荷、帶負荷勵磁調節器試驗。利用此類試驗掌握機組在負載狀態下的工作情況。在試驗合格后開展72h試運行。
1.5 72h試運行
在72h試運行時，應利用相關監控記錄技術對設備運行狀況信息進行采集，通過綜合分析發現機組運行中的問題；試運行完成后應再次對系統進行檢測，修復運行中存在的缺陷[2]。
2 水電站調試管理機電設備的措施
2.1 做好調制職責劃分，恰當編制調試進度
為確保調試工作順利進行，在水電站首臺機組運行調試前，應明確劃分參建單位的調試職責。第3方調試人員應重點加強對技術參數、設計圖紙、二次接線的審核及檢查，負責監督安裝調試人員制定的調試方案、試驗過程及試驗接線等，依據《復核檢測調試大綱》對關鍵設備實施二次審核，并參與機組啟動試運行中《機組啟動試運行大綱》的核定及相關試驗的監督，且應給予調試人員正確的技術指導；安裝調試人員應重點加強系統回路及接線的檢查，同相關廠家技術人員協調開展系統的單體試驗及調試；廠家技術人員應同以上人員共同開展系統設備的調試，并及時解決現場調試中存在的技術問題；相關生產運行單位應重點把控整體調試過程的組織管理，并追蹤監控系統試驗及調試過程，依據收集的數據檢控測試問題整改狀況；設計單位應依據調試中不合理的設計問題，重點修正圖紙及相關參數；現場監理人員則應負責調試整體過程的質量管控，協調管理各級調試單位，加快調試進度。
2.2 加強調試安全管理
在調試過程中，因調試人員較多，調試機組多帶電運行，部分機組也正處于安裝狀態，機組間的現場安全標示及隔離措施也相對欠缺，因此調試安全管理應是調試管理工作的關鍵環節之一。
在調試時，相關調試項目管理人應在每日施工前開展技術交底，將相關注意要點及事項詳細列出，且應組織全體調試人員進行簽字確認；主管單位應建立相應安全管理機構，綜合管理機電設備調試全過程的安全工作；具體實施時應實行崗位責任制、聯合監督檢查制，確保各機構及人員了解責任內容及工作權限；在帶點區域開展設備調試時，應安置臨時遮攔，組織相關人員進行現場警戒，避免非工作人員進入工作區；設備調試前應做好安全教育，實行環節控制，以保證調試工作的安全性。
2.3 做好設備安裝及調試過程中的審查
在水電站機電設備實際安裝及調試過程中，部分項目通過機組驗收程序很難發現問題，所以應做好設備安裝及調試過程中的審核監督。具體實施過程中可引入第3方調試隊伍，其與安裝單位相互分離，可利用不同于安裝單位調試的方式對容易影響機組運行穩定性和安全性的保護、調速、勵磁、監控等系統實施復核調試，可審核修訂安裝部分技術人員制定的機組啟動試運行方案及調試試驗方案，并能對關鍵設備的調試及安裝過程給予技術指導，可有效提升設備安裝調試施工的科學性和安全性。如阿海水電站在設備調試初期便在傳統調試隊伍基礎上引入設備調試管理新模式，選用了第三方專業調試隊伍開展設備全程審查，相比安裝單位單獨調試，其在調試質量及組織管理方面提高了30%以上[3]。
2.4 積極開展機組啟動試運行交接驗收
因不同單位均有機組投產發電時間的標準，當前，水電站機組啟動試運行及驗收收件都相對緊迫，而安裝部門在實際試運行過程中很難確保所有數據均在合格范圍以內。因此在審核及驗收時應安排專業調試監督單位，通過采用關鍵項目現場指導、一般項目核檢問詢、重復項目多次審核的方式，避免機組啟動試運行中出現各類隱患、缺陷及漏項，確保各試驗數據在規定行業標準以內，由此提升交接驗收程序的專業性。
3 結束語
泄洪孔及消力池抗沖耐磨混凝土采用低熱水泥，以減少水化熱，保證混凝土施工質量。向家壩水電站工程于2004年3月開始籌建，2006年11月25日正式開工，2008年12月28日二期工程截流，2012年10月下閘蓄水、2012年底首批機組發電，至2014年7月10日8臺80萬kW機組全部投產發電。
2建設管理體系與機構設置
向家壩工程建設部是中國三峽集團公司派出的現場管理機構，代表三峽集團公司履行工程建設方的工作職責，對向家壩水電站工程建設的進度、質量、安全、施工區環保和工程投資負總責，并實施全面的現場控制管理。向家壩工程建設部在不斷總結三峽工程及國內同類工程建設管理經驗的基礎上，推行以質量、安全、進度、投資控制為中心，以合同管理為基礎的項目管理模式，積極推行項目法人負責制、招標投標制、工程監理制，逐步建立和健全科學的管理體系和制度，使向家壩水電站工程建設始終處于受控、可控狀態。向家壩工程建設部下設廠壩項目部、地下工程項目部、升船機項目部、交通運輸項目部、機電安裝項目部等專項專業部門，對各項目實施全面建設管理;并設技術管理部(下設試驗中心、測量中心、工程監測中心)、合同管理部、物資設備部、財務結算中心等職能管理部門，為工程項目部提供職能服務與專業技術管理保障。在質量管理方面，從籌建期開始，即成立了由參建各方組成的質量管理委員會，從總體層面進行檢查與協調。各級質量管理機構有:
①向家壩水電站工程質量管理委員會;
②向家壩水電站工程建設部及其質量直接責任部門、質量總監辦、試驗中心、測量中心、工程監測中心等;
③各監理單位的技術質量機構;
④各施工單位的三級質量檢查機構。在工程質量檢查監督等方面，采用施工單位自檢、監理單位控制抽檢、工程建設部聘請的專業質量總監與項目部及各中心質檢人員組織的監督、檢查、復核;此外，水利部水利工程建設質量與安全監督總站還派專家在工地開展巡視檢查和評價，以及水電水利規劃總院對工程質量、安全與工程驗收成果的復核、評價。上述各層次、各環節構成了向家壩工程建設的完整質量管理體系。中國長江三峽集團公司還成立了由國內權威專家組成的金沙江水電開發質量檢查專家組，定期對工程質量開展監督檢查工作，與各級質量管理職能部門共同對工程建設全過程實施全方位的質量控制，形成了內部管理與外部監督相結合、檢查指導與復核評價相結合的“1+5+2”質量管理與控制體系，具體的控制管理內容詳。
3工程質量控制方法
(1)注重原材料質量控制。向家壩水電站工程使用的水泥、粉煤灰、鋼材等原材料由業主統一供應，公開招標采購。施工單位、監理單位及試驗中心對進場材料嚴把抽檢關，對原材料生產、運輸、倉儲、調撥、供應實行全過程質量控制。砂石加工系統由業主招標建設，統一供應、配置使用。
(2)嚴格混凝土施工質量過程控制。向家壩工程建設項目管理部門通過實行混凝土施工現場值班制度，加強現場組織與協調，特別是做好由業主提供的水泥、粉煤灰和砂石骨料等原材料的組織協調，目的是加強原材料質量的“源頭”控制。業主方試驗中心、測量中心、監測中心等部門，加強對關鍵項目的質量檢測和監督控制，定期檢測質量月報，及時通報施工質量情況，并為工程施工質量控制、整改與評估提供專業數據和分析意見。監理單位在混凝土施工現場配備了專職質檢人員，負責檢查施工程序，建立監理人員“盯倉”制度，對于重要的混凝土澆筑倉號和關鍵工序實行全過程旁站監理。委托試驗中心，見證承建單位檢測等監理方式監控施工質量，以保證土建工程施工質量始終處于受控狀態。施工單位配備了專職質檢人員，嚴格執行“三檢制”，并建立檢測試驗室，開展原材料檢驗控制，以及夏季溫控、日常冷卻、冬季保溫等監測工作，提出抽檢倉位的計劃安排，同時加強止水(漿)片及預埋管道檢查等施工全過程的質量控制。中南設計院主要專業技術人員常駐工地，保證施工圖供應，認真落實設計技術交底;另一方面，參與現場施工質量檢查與驗收，對施工中出現的質量問題提出具體的技術處理意見。
(3)強化混凝土質量全面檢查及缺陷處理。向家壩工程專門制訂了《向家壩水電站工程質量管理辦法》，詳細界定了參建各方的職責和管理范圍，統一制定質量檢驗評定方法和評定標準，明確了質量事故的處理程序及事故責任劃分。對施工過程中發現的質量問題，遵循“三不放過”原則調查處理。各標段建立工作例會制度，研究解決工程施工中存在的問題，協調工作進展，使質量檢查和缺陷處理工作按計劃展開，監督落實整改措施。
(4)加強駐廠監造和現場安裝質量控制。加大金屬結構和機電設備駐廠監造力度，建立健全預拼裝工藝環節質量控制，把質量缺陷控制在源頭。采取這一管理方式和辦法，不僅保障了現場安裝的工藝質量，而且加快了設備安裝進度，也為安全施工作業打下了堅實的基礎。
4建設管理與科技創新
4．1建設歷程
向家壩水電站自2004年3月開始籌建。至2014年7月左岸最后一臺機組提前發電，歷經了10年零4個月的建設歷程。向家壩水電站除右岸3×45萬kW擴機外，原設計的8×80萬kW機組是當今世界單機容量最大的水輪發電機組。該機組系我國自主設計、自主安裝，并通過了無水及有水各種運行工況調試，順利完成72h試運行，首次實現了80萬kW級超大型水輪發電機組順利安裝投產的宏大目標。標志著我國在三峽工程32臺70萬kW機組運行取得成功經驗的基礎上，在超大型水輪發電機組的設計、制造、安裝、調試及運行投產方面又邁進了一大步。通過向家壩8臺機組的建設安裝和運行投產實踐，解決了超大型水輪發電機組設計、科研試驗、安裝與調試中的許多難題。
4．2科技創新與管理創新
三峽集團公司十分重視工程建設中的科技創新，實施金沙江下游水電能源建設“滾動開發”以來，逐步建立了:
①總工程師技術負責、重大技術問題專家咨詢審查的體系和制度;
②聘請國內外資深專家和科研院校，對工程重大設計和施工技術問題進行試驗、研究和咨詢;
③建立了現場室內試驗和生產性試驗體系;充分發揮施工科研對關鍵技術攻關的先導作用。具體做法是，在集團公司科技環保部設置科技創新處，統一組織集團公司范圍內的科技創新實踐、檢查指導與申報獎項及獎勵等工作;大力鼓勵和推動參建單位和廣大建設者結合工程實際，開展科技創新活動。在集團公司強有力的領導和精準策劃下，在向家壩工程建設部的具體組織下，向家壩工程建設者們針對工程中遇到的難題，開展了一場持續的全過程的科技創新活動。據不完全統計，在整個工程建設進程中，開展了超過100項的科研實踐。破解了包括高壩底流消能建筑物設計與施工、高摻粉煤灰常態與碾壓混凝土聯合筑壩、塔帶機的高效利用、長30多千米的骨料皮帶輸送機運送混凝土、將大型沉井群應用于深厚覆蓋層地基處理等一系列工程技術難題。此外，依靠科技創新作支撐，使右岸大型地下洞室群開挖、支護和大壩基礎處理與滲流控制等問題都得到有效解決，取得了數十項重大科技創新成果，其中正式獲獎的主要科技成果如下所列。面對工程建設中的許多技術難題，工程建設者弘揚三峽工程建設中的攻堅克難精神，逐一突破，有所創新。同時，向家壩工程建設者在不斷總結三峽工程及國內同類工程建設管理經驗的基礎上，推行以質量、安全、進度、投資控制為中心，以合同管理為基礎的項目管理模式，積極推行項目法人負責制、招標投標制、工程監理制，以及合同管理制，逐步建立和健全科學的管理體系和制度。據統計，從2004年工程籌建至2012年首批機組投產發電，僅向家壩工程部制定的建設管理制度、技術標準等就多達300余項。向家壩工程建設部還結合實際工作需要，不斷調整、完善建設管理制度，加強管理的科學性、計劃性，在建設管理中大力推行規范化、制度化、標準化、數字化建設。使工程管理體系制度建設日臻完善，在現場管理工作中做到了縱向到底、橫向到邊，全覆蓋不留隱患。管理創新、科技創新就像兩支騰飛的翅膀，有力地促進了向家壩水電站工程高質量的勝利建成。
5結語
