接仙橋一級水電站增容改造初步設計報告

PAGEPAGE21綜合說明1.1緒言接仙橋一級水電站位于博羅縣福田鎮(zhèn)坳嶺村，廠區(qū)樞紐前有林間小道與下游接仙橋水庫旁的管養(yǎng)房相通，再沿水泥道路及鄉(xiāng)道連接到G324線，距離福田鎮(zhèn)約6km，交通相對便利。接仙橋一級水電站為渠道引水式水電站，無首部樞紐，引水渠道2條，沿渠面小道可到渠首分別設置的集水小陂頭，通過渠道集取山間雨水進行發(fā)電的電站。該電站地處蘭門河流域，電站工程區(qū)周圍沒有居民住宅區(qū)，無其他相互干擾的生產(chǎn)企業(yè)，多為荒山野嶺，巖石出露，雜草叢生，植被茂盛，下游為接仙橋水庫，對自然環(huán)境的損害十分輕微。接仙橋一級水電站于1990年3月開工建設，1990年12月投產(chǎn)。該水電站已取得取水許可證、電力業(yè)務許可證。由于本工程建設年代久遠，機構人員變遷頻繁，以及資料管理不善，接仙橋一級水電站已無法完整提供可行性研究及批復文件、工程初步設計及批復文件等。該水電站集雨面積為4km2，設計水頭為75m，裝機容量為1*160kw水輪發(fā)電機組，設計年發(fā)電量為60萬kw.h。其中水輪機型號為XJ02-W-40/1*10，額定出力160kw，最大水頭100m，額定水頭75m，最小水頭60m，額定流量0.33m3/s。發(fā)電機型號TSN74/29-8，額定功率160kw，額定電壓0.4KV，額定電流288A，額定轉速750r/min，滿載勵磁電壓30.4V，滿載勵磁電流135A。由于機電設備老化，機組效率降低，近三年實際平均發(fā)電量28.18萬kwh，小于設計年發(fā)電量60萬kwh。為貫徹落實《中共中央國務院關于加快水利改革發(fā)展的決定》（中發(fā)【2021】1號）和《中華人民共和國可再生能源法》精神，提高水能資源利用效率，保障農(nóng)村用電需要，促進農(nóng)村水電持續(xù)有序發(fā)展，中央財政從可再生能源發(fā)展專項資金中安排資金，支持開展農(nóng)村水電增效擴容改造試點工作。我設計單位受博羅縣接仙橋水庫管理所的委托，2021年1月開始實施初步設計工作，2021年5月完成了初步設計任務。博羅縣接仙橋水庫管理所接仙橋一級電站增效擴容改造項目初步設計報告依據(jù)《農(nóng)村水電站增效擴容改造項目初步設計指導意見》、《小型水電站技術改造規(guī)范》（GB/T50700-2021）及《小型水電站初步設計報告編制規(guī)程》（SL179－2021）等進行編制。接仙橋一級水電站地理位置圖接仙橋一級水電站接仙橋一級水電站設計本著電站現(xiàn)有工程條件及實際，以講究經(jīng)濟效益為原則，積極采用先進技術與設備，在潛力挖掘、增裝容量、設備更新改造、引水樞紐及建筑物改造完善、施工組織設計、工程總概算、經(jīng)濟評價等諸方面，進行了認真的可行性分析與論證，現(xiàn)已編制出《接仙橋一級水電站增容改造初步設計報告》并上報提請審定。1.2水文1.2.1水文基本資料接仙橋一級水電站位于博羅縣福田鎮(zhèn)坳嶺村，接仙橋水庫上游，地處東江中下游地區(qū)。接仙橋一級電站為渠道引水式水電站，集雨面積為4.0km2，設計水頭為75m，裝機容量為1*160kw水輪發(fā)電機組，設計年發(fā)電量為60萬kwh。根據(jù)博羅縣氣象站觀測資料統(tǒng)計，多年平均氣溫為22℃，最高氣溫38.4℃（1963年9月5日），最低氣溫-2.4℃（1963年1月15日）。多年平均相對濕度為80%，日照時數(shù)2054h，全年無霜期342d流域內(nèi)降水分布不均，上游相對大、下游相對小，據(jù)統(tǒng)計，博羅站多年平均降水量為1827mm。降水的年內(nèi)分布不均勻，造成春旱夏澇，降水量主要集中在4月～9月，占全年降水量的83.5%，10月至次年3月降水量只占全年降水量的16.5%。根據(jù)博羅氣象站蒸發(fā)觀測資料統(tǒng)計，多年平均水面蒸發(fā)量為1741.5mm，最大年蒸發(fā)量1996.1mm（1963年），最小年蒸發(fā)量1433.4mm（2021年）。蒸發(fā)分布不均勻，一般夏秋高溫期蒸發(fā)量大，約占全年蒸發(fā)量的60%；冬春蒸發(fā)量相對較小，占全年蒸發(fā)量的40%。根據(jù)博羅氣象站近30年資料統(tǒng)計，對全縣影響較嚴重的臺風有26次之多。最大的1979年8月2日一次臺風，實測最大風速為34m/s，屬12級臺風，歷年10min最大平均風速為16.3m/s，風向為E。1.2.2徑流流域夏秋雨多、冬春雨少，徑流主要由降雨形成，徑流年內(nèi)分配基本上與降雨相應，約83%的雨量集中在汛期4～9月，枯水期為每年10月～次年3月。接仙橋一級水電站多年平均流量Q=0.15m3/s，徑流總量為460.0×104m3。1.3工程地質本次電站增效擴容改造工程主要是對機電設備等進行改造，不涉及廠房等土建工程。本次主要是對工程所在地的區(qū)域地質情況以及結合現(xiàn)場實際勘察和電站多年運行情況進行描述。從現(xiàn)場查看以及工程多年運行情況反映，電站廠房周圍山坡平緩，植被發(fā)育好，工程多年運行都未發(fā)現(xiàn)有滑坡和崩塌等不良地質情況。從電站運行情況可知，電站周邊山坡穩(wěn)定性良好。本電站不存在滑坡、崩塌以及泥石流等不良地質隱患。根據(jù)有關地質資料顯示，區(qū)內(nèi)出露的地層主要為加里東期變質花崗巖和燕山期花崗巖，自老至新分述如下：㈠、寒武系（?）：主要為薄層灰?guī)r、泥灰?guī)r夾砂頁巖組成；㈡、泥盆系中統(tǒng)（D21）：主要巖性為灰白色厚層狀石英礫巖、砂質礫巖、細~粗砂巖、砂質頁巖等；㈢、泥盆系中統(tǒng)（D22）：主要巖性為灰色厚層砂巖、砂質頁巖夾泥頁巖、底部為砂礫巖；=4\*GB4㈣、白堊系上統(tǒng)（K2）：主要巖性為紫紅色凝灰質礫巖、凝灰質砂巖、粉砂巖、頁巖，頂部一層流紋巖；=5\*GB4㈤、第四系（Q）：主要分布在沿河及平坦地區(qū)，由粉質粘土、粘土、細砂、粉砂和礫石等組成。本工程庫區(qū)屬亞熱帶雨氣候，雨量充沛，為地表徑流和地表水對地下水補給提供了良好的條件。1.4工程任務與規(guī)模1.4.1工程任務本電站增效擴容改造項目的工程任務是通過改造機電設備提高能源利用效率，增加電站的發(fā)電量，提高電站的發(fā)電效益；保障農(nóng)村用電需要，促進農(nóng)村水電持續(xù)發(fā)展。1.4.2工程規(guī)模接仙橋一級水電站為渠道引水式水電站，電站裝機為1*160kw，水輪機的型號為：XJ02-W-40/1*10，發(fā)電機的型號為：TSN74/29-8，設計水頭為75m，工程規(guī)模為?。?）型。1.4.3工程等別及建筑物級別按照《防洪標準》（GB50201-94）和《水利水電工程等級劃分及防洪標準》（SL252-2021）對水利水電工程有關條文規(guī)定，接仙橋一級水電站裝機容量小于1×104KW，屬Ⅴ等工程，工程規(guī)模為?。?）型。接仙橋一級水電站為渠道引水式的?。?）型水電站，工程等別為V等，主要建筑物為5級，次要建筑物為5級。1.4.4電量計算接仙橋一級水電站沒有實測徑流資料，徑流是通過雨量推算得出，本階段采用頻率為10%、50%、90%三個典型來水頻率的徑流成果進行設計。由水能計算成果得知，裝機容量為160千瓦時，設計流量為0.27m3/s，年發(fā)電量為53.83萬千瓦時；裝機容量為200千瓦時，設計流量為0.338m3/s，年發(fā)電量為58.30萬千瓦時，具體計算見第三章。1.5改造設計本電站增效擴容改造項目主要改造的項目為更換水輪機、發(fā)電機、主變壓器、勵磁裝置及控制屏。1.6消防設計本工程消防設計貫徹“預防為主，防消結合”和確保重點、兼顧一般、便于管理、經(jīng)濟實用的原則。設計中，采用“一防、二斷、三滅、四排”的綜合消防技術措施。本工程消防設施的配置應以消防自救為主，外援為輔。在工程總體布置中消防車道、防火間距、安全出口均應按滿足規(guī)范要求設計。選用的消防設備均應安全可靠、使用方便、技術先進、經(jīng)濟合理，并滿足本工程中的特殊要求。所選用的產(chǎn)品均應為經(jīng)國家有關產(chǎn)品質量監(jiān)督檢測部門檢驗合格的產(chǎn)品。本工程消防總體設計采用綜合消防技術措施，消防系統(tǒng)的功能均要求從防火、監(jiān)測、報警、控制、滅火、排煙、救生等七個方面進行完善的設計，力爭做到防患于未“燃”。一旦發(fā)生火災能確保在短時間內(nèi)予以撲滅，使火災損失減少到最低程度。1.7施工組織設計1.7.1施工條件本工程所在地氣候溫和，濕潤、雨量充沛，多年平均雨量1795mm，汛期4～9月其降雨量占全年83.5%，枯水期10月至次年3月降水量只占全年降水量的16.5%。多年平均氣溫為21.8℃，最高氣溫37.9℃（1963年9月5日），最低氣溫-2.4℃（1963年1月15日）。多年平均相對濕度為80%，日照時數(shù)2054h交通：本工程施工交通條件一般，可以利用現(xiàn)有的林區(qū)道路作施工道路。通訊：工程施工對外通訊條件較好，可以利用通訊。供電及生產(chǎn)生活用水：工程區(qū)內(nèi)供電電網(wǎng)已形成，能滿足工程需要，可就近架線使用；生產(chǎn)用水可從電站旁邊的溝渠抽取，消防和生活用水可就近抽取旁邊山澗小溪的水。施工材料：本工程基本不涉及土建項目，所需要的建筑材料滿足要求。1.7.2施工總布置本工程施工區(qū)設一個施工區(qū)。各工區(qū)盡量靠近項目點布置，工區(qū)生活和辦公用房可采用租借民房結合少量搭建臨時工棚的辦法解決，設計臨時工棚總面積40m2。項目點區(qū)內(nèi)供電網(wǎng)、通信網(wǎng)已形成，施工、照明用電可就近架線搭接至電網(wǎng)上，施工可直接用水泵從河道抽取，生活用水可從山澗小溪中抽取。1.7.3施工總進度本工程施工交通和水電供應條件較好，同時，施工臨時用房也可考慮租用，因此施工臨建工程較小，施工準備期很短，開工后即可進行主體工程施工。本工程總工期為2個月（不含籌建期）。其控制性進度為機坑改造和機電設備安裝。1.8環(huán)境保護及水土保持設計本電站工程改造項目施工期會生產(chǎn)對社會及自然環(huán)境不利的影響，根據(jù)有關法律、法規(guī)及條例，依據(jù)技術標準、規(guī)范及相應技術資料，需對施工期生態(tài)、水質、空氣進行保護，對噪聲進行防治，對固體廢物進行處理。經(jīng)分析，本電站工程改造項目帶來的社會經(jīng)濟效益遠大于負面影響，不存在影響該工程建設的決定性環(huán)境破壞制約因素，因此，從環(huán)境保護來講本工程建設是可行的。工程環(huán)境保護概算總投資為3.3萬元。本電站改造工程主要是機電設備改造，不涉及土建項目，不涉及動土等，故本工程不涉及水土保持項目。1.9工程管理根據(jù)本電站增效擴容改造工程的規(guī)模、管理的任務和運用特點，并參照水利部有關工程管理的規(guī)定，本工程項目建設法人單位為接仙橋水庫管理所，為事業(yè)法人。依照有關法律法規(guī)、設計規(guī)范以及上級有關文件精神，劃定一定范圍由工程管理單位統(tǒng)一管理負責實施管理。工程管理范圍：1）攔河壩、電站廠房、引水系統(tǒng)、壓力前池、進水口、壓力管道、尾水渠、升壓站、消防、供水設施、觀測、專用通信設施、進廠交通設置等建筑物；2）管理單位生產(chǎn)區(qū)、生活區(qū)建筑：包括辦公室、倉庫等；3）綜合開發(fā)經(jīng)營生產(chǎn)基地。1.10勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生根據(jù)《水利水電工程勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生設計規(guī)范》DL5061－1996的要求，為了嚴格遵循國家已經(jīng)分布的政策、法規(guī)，貫徹落實“安全第一，預防為主”的方針，在設計中結合工程實際，積極采用先進的技術措施和可靠的防范手段，做到水利水電建設工程項目投產(chǎn)后符合勞動安全衛(wèi)生的要求，保障勞動者在勞動過程中的安全與健康。由于本工程的建筑物布置、設計和設備選型均按各自的規(guī)程規(guī)范進行，因此，工程本身的安全和設備的質量問題，均能得到安全保證。勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生設計，著重反映工程投產(chǎn)后職工及勞動者的人身安全與衛(wèi)生方面緊密相關的內(nèi)容，分析生產(chǎn)過程中的危害因數(shù)，提出防范措施和設計方面的對策。1.11節(jié)能設計本工程從設計、施工到運行各個環(huán)節(jié)都采取了有效的節(jié)能措施，總結如下：(1)主要建筑物型式的選擇具有節(jié)約水泥、快速施工、簡化溫控、工期短及節(jié)省投資等優(yōu)點。(2)在采取了節(jié)能降耗措施后，施工期的能耗總量為：柴油0.36t，汽油0.1t，電204kwh。(3)施工及運行期充分利用自然光，減少用電量。綜上所述，本工程按照節(jié)能、節(jié)地、節(jié)材、節(jié)水、資源綜合利用要求進行設計，符合節(jié)約能源的基本國策。1.12工程概算本次電站增效擴容改造項目工程設計的主要工程項目有：更換機電設備等。主體工程主要工程量：更換1臺水輪機、1臺發(fā)電機、1臺勵磁裝置、1臺控制屏、1臺變壓器及電纜等。工程總投資53.15萬元，工程靜態(tài)總投資53.15萬元。施工總工程期2個月。設計概算編制水平年為2021年第4季度。文件及定額依據(jù)為：編制辦法及計費標準執(zhí)行2021年廣東省水利廳粵水基（2021）2號文頒發(fā)的《廣東省水利水電工程設計概（估）算編制規(guī)定》（以下簡稱“編制規(guī)定”）。建筑工程執(zhí)行廣東省水利廳粵水基（2021）2號文頒發(fā)的《廣東省水利水電建筑工程概算定額》。設備安裝工程執(zhí)行廣東省水利廳粵水基（2021）2號文頒發(fā)的《廣東省水利水電設備安裝工程概算定額》。施工機械臺時費執(zhí)行廣東省水利廳粵水基（2021）2號文頒發(fā)的《廣東省水利水電工程施工機械臺班費定額》。本工程初步設計報告的工程量、設備材料清單、施工組織設計等設計資料。2021年第三季度政府有關部門關于工資、費用的現(xiàn)行政策和材料、設備的市場價格。人工工資：根據(jù)“編制辦法及費用標準”的有關規(guī)定和廣東省水利廳粵水建管【2021】105號關于公布《廣東省水利水電工程設計概（估）算編制規(guī)定（試行）》人工預算單價調(diào)整的通知，工程地處六類工資區(qū)，人工預算單價38.54元/工日。工程總投資53.15萬元，工程靜態(tài)總投資53.15萬元。1.13國民經(jīng)濟評價經(jīng)濟評價以國家發(fā)改委、建設部2021年7月發(fā)布的《建設項目經(jīng)濟評價方法與參數(shù)》第三版和水利部發(fā)布的《水利建設項目經(jīng)濟評價規(guī)范》（SL72—94），《小水電建設項目經(jīng)濟評價規(guī)程》（SL16-2021）為依據(jù)，社會折現(xiàn)率取,12%，建設期兩年，運行期按二十年計，計算基準點為建設期初，投入和產(chǎn)出均按年未發(fā)生和結算。按《規(guī)程》、《規(guī)范》要求計算的三項國民經(jīng)濟評價指標為：EIRR=18%、ENPV=18萬元、EBCR=1.276，可見項目在經(jīng)濟上才合理可行。本項目這三項指標均高出規(guī)定值較多，可見國民經(jīng)濟效益良好。財務評價指標為：財務內(nèi)部收益率=16%，財務凈現(xiàn)值=27萬元，靜態(tài)投資回收期為6.95年。由財務評價可知，本項目財務收支可行。PAGE2-附：工程特性表工程特性表序號名稱單位改造前改造后一水文1流域面積km2442設計代表性徑流深mm11501150三主要設備1水輪機型號XJ02-W-40/1*10XJ02-W-50/1*11設計水頭m7575單機流量m3/s0.330.35額定轉速r/min443~610693臺數(shù)m112發(fā)電機型號TSN74/29-8SFW200-10/850設計水頭m7575單機流量m3/s0.330.35臺數(shù)m113調(diào)速器型號不詳SDT-200臺數(shù)臺114勵磁裝置型號TKL11無刷勵磁裝置臺數(shù)臺115控制屏型號BSK-10-160/400DKF-10A-200KW臺數(shù)臺116變壓器型號S7-200KVA/10S11-250kvA10/0.4kv臺數(shù)臺11四經(jīng)濟指標1工程總投資萬元53.152各組成部分投資建安工程萬元12.41設備購置萬元26.62獨立費用萬元8.45基本預備費萬元2.87環(huán)境保護部分萬元3.3水土保持部分萬元03經(jīng)濟評價經(jīng)濟凈現(xiàn)值ENPV萬元18經(jīng)濟內(nèi)部收益率EIRR%18經(jīng)濟效益費用比EBCR1.276財務凈現(xiàn)值ENPV萬元27財務內(nèi)部收益率%16靜態(tài)投資回收期年6.952現(xiàn)狀分析及改造必要性評價2.1現(xiàn)狀分析2.1.1工程現(xiàn)狀接仙橋一級水電站位于博羅縣福田鎮(zhèn)坳嶺村，為渠道引水式水電站，無首部樞紐，引水渠道2條，沿渠面小道可到渠首分別設置的集水小陂頭，通過渠道集取山間雨水進行發(fā)電的電站。廠區(qū)樞紐前有林間小道與下游接仙橋水庫旁的管養(yǎng)房相通，再沿水泥道路及鄉(xiāng)道連接到G324線，距離福田鎮(zhèn)約6km，交通相對便利。接仙橋一級水電站于1990年3月開工建設，1990年12月投產(chǎn)。該水電站集雨面積為4km2，設計水頭為75m，裝機容量為1*160kw水輪發(fā)電機組，設計年發(fā)電量為60萬kw.h。其中水輪機型號為XJ02-W-40/1*10，額定出力160kw，最大水頭100m，額定水頭75m，最小水頭60m，額定流量0.33m3/s。發(fā)電機型號TSN74/29-8，額定功率160kw，額定電壓0.4KV，額定電流288A，額定轉速750r/min，滿載勵磁電壓30.4V，滿載勵磁電流135A。由于機電設備老化，機組效率降低，近三年實際平均發(fā)電量28.18萬kwh，小于設計年發(fā)電量60萬kwh。2.1.2水工建筑物問題2.1.2.1首部樞紐本電站為渠道引水式水電站，無首部樞紐。2.1.2.2引水系統(tǒng)引水系統(tǒng)工程由陂頭、引水渠道、壓力前池、壓力管道和尾水道組成。陂頭設雍水小陂頭兩座，分設在前池左右兩側，1990年施工前，為了有效蓄水，在前池右方設置了南樓引水渠（長1135m），渠首接長20m，高2m的南樓陂頭一座，為漿砌石硬殼陂，電站運行后，發(fā)現(xiàn)水頭不足，故在前池左邊原溢流水道增設補水渠一道，長600m，渠首緊接高1m，長6m的蓄水小陂頭（曬網(wǎng)石陂頭）一座，為漿砌石硬殼陂。引水渠道引水渠道緊接陂頭，為明渠引水，沿山勢蜿蜒到達前池，引水渠道過水斷面為梯形，右渠道（南樓引水渠）全長約1135m，左渠（補水渠）為600m，為漿砌石護坡，臨水面用水泥砂漿批蕩、防滲。渠道設計最大引水流量為0.5m3/s。左渠、右渠引水渠中部均設有溢流側堰，為自由出流無閘門控制，溢流面無大的沖坑，運行正常，溢流側堰接泄水道，排至下游接仙橋水庫庫區(qū)。渠道沿線開挖后的邊坡大部分植被恢復良好，渠道沿線邊坡穩(wěn)定，無大的滑坡、崩塌現(xiàn)象。部分引水渠道兩側雜草較多。壓力前池左右引水渠道末端匯合處南側布置有壓力前池，前池庫容為50m3，由池身、壓力管道和進水口組成。前池進水口設置人工清污細格攔污柵1道，池身為漿砌石壓力墻，砼防滲。前池溢流主要利用左渠（補水渠），該渠道原就是前池溢流水道，其前方約130m為原溢流水道出口，現(xiàn)設有渠道溢流側堰。此外，右渠道（南樓引水渠）距前池約120m處也設有渠道溢流側堰，渠底埋設有沖砂管（設手動閘閥Φ300mm）。前池局部設蓋板，但仍有局部高出2m平臺周邊未設護欄，其他設施運行正常。壓力管道壓力管道采用鋼管，數(shù)量1根，明管布置在廠房后山坡上，一管一機單元供水方式，進入廠房后接進水閥。壓力管道主管全長120m，主管內(nèi)徑450mm，額定水頭75m。在壓力管道起點、中點、終點共設置多個鎮(zhèn)墩，鎮(zhèn)墩間設置多個支墩，間距約為5m，連接處設置伸縮節(jié)。前池端的壓力管道為鑄鐵管，內(nèi)直徑約為Φ150mm，開口高于2m。壓力管道順水流方向左側設置巡檢梯道，管槽開挖后未進行支護，目前無滑坡、坍塌等不良地質現(xiàn)象。尾水道電站尾水道為門拱式涵道，漿砌石砌筑，尾水引出廠房后排至下游接仙橋水庫庫區(qū)。2.1.3機電設備問題2.1.3.1水力機械（1）水輪機存在問題接仙橋一級水電站水輪機型號為：XJ02-W-40/1*10，設計水頭75m。經(jīng)過二十來年的運行，機組的出力逐年下降，在額定工況下，機組出力達不到額定出力（額定工況下，機組功率160kW）其主要原因是：機組年久老化，效率低并隨時都有可能損壞配件，給安全運行造成嚴重隱患。其他水力機械基本滿足要求。2.1.3.2電氣部分（1）發(fā)電機設備現(xiàn)狀及存在的問題本電站工程于1990年安裝了1臺TSN74/29-8發(fā)電機，至今運行已有二十年，老化已相當嚴重，主要體現(xiàn)在發(fā)電機各原件嚴重生銹、繞組和鐵芯損耗大、發(fā)電機發(fā)熱嚴重等方面，目前發(fā)電機的效率已大大降低。（2）發(fā)電機磁裝置現(xiàn)狀及存在的問題要使發(fā)電機安全和穩(wěn)定地運行，發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的性能是關鍵，現(xiàn)使用的勵磁系統(tǒng)采用1臺TK11同步發(fā)電機可控硅靜止勵磁裝置和一臺勵磁變壓。機組正常停機采用逆變滅磁，事故停機時采用磁場斷路器加消能元件滅磁，同時設有過流、過壓、限流、滅磁保護裝置?，F(xiàn)場檢查：勵磁柜和開關電柜線路積塵嚴重，勵磁變壓易受潮，接線端子裸露無防護，勵磁效果不好。（3）電站接入系統(tǒng)方式及主接線接仙橋一級水電站為引水式電站，裝機容量為1*160kw，根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃：主變壓器側采用單母線不分段接線型式，10kv出線一回并入電網(wǎng)。輸電線路距離11.5km。接仙橋一級水電站電氣主接線采用發(fā)-變組單元接線方式。（4）主變存在的問題本電站的輸配電系統(tǒng)設1臺S7-200kvA10/0.4kv變壓器，三相油浸自冷電力變壓器，單臺容量為200KVA。本站主變目前已運行了近20來年，主變壓器已老化嚴重，變壓器的絕緣老化已分成嚴重，變壓器的損耗和噪音已大大增大，變壓器效率低下，增加了運行成本。（5）配電設備和成套裝置存在的問題發(fā)電機控制屏型號為BKF-10-160/400,額定電流400A，電壓400V。發(fā)電機出線柜主斷路器現(xiàn)為DW10，時有發(fā)生因短路不能有效斷流，而燒壞電器設備的事故。HD13刀開關操作已不靈活，斷口生銹。其他設備生銹也很嚴重。（6）匯流母線發(fā)電機匯流母線截面太小，已不能滿足機組容建的要求。（7）發(fā)電機的出線電纜發(fā)電機的出線電纜不能滿足機組擴容的要求。2.1.3.3金屬結構及其它本工程金屬結構主要包括進水閘門、攔污柵及壓力鋼管等。目前金屬結構運行良好。3水文分析及水能復核3.1流域概況接仙橋一級水電站位于博羅縣福田鎮(zhèn)坳嶺村，廠區(qū)樞紐前有林間小道與下游接仙橋水庫旁的管養(yǎng)房相通，再沿水泥道路及鄉(xiāng)道連接到G324線，距離福田鎮(zhèn)約6km，交通相對便利。接仙橋一級水電站于1990年3月開工建設，1990年12月投產(chǎn)，為渠道引水式水電站，無首部樞紐，引水渠道2條，沿渠面小道可到渠首分別設置的集水小陂頭，通過渠道集取山間雨水進行發(fā)電的電站。該電站地處蘭門河流域，電站工程區(qū)周圍沒有居民住宅區(qū)，無其他相互干擾的生產(chǎn)企業(yè)，多為荒山野嶺，巖石出露，雜草叢生，植被茂盛，下游為接仙橋水庫，對自然環(huán)境的損害十分輕微。3.2氣象3.2.1概況沙河流域地處亞熱帶季風氣候區(qū)，在大陸和海洋的雙重影響下，一年四季陽光充足、雨量充沛、氣候溫和、空氣濕潤。流域一般4月進入汛期，9月底結束，4～9月雨量占全年雨量的83.1%。3.2.2氣象要素統(tǒng)計接仙橋一級水電站位于博羅縣福田鎮(zhèn)，本項目氣象資料使用博羅縣氣象站的觀測資料。該站于1956年11月年設站，觀測項目有氣溫、濕度、氣壓、日照、降水、蒸發(fā)、地溫、風速和風向等。3.2.2.1降雨量博羅縣處于低緯度，水資源豐富，氣候特點為秋夏雨多、冬春雨少。根據(jù)博羅縣氣象站1960～2021年資料統(tǒng)計，多年平均降雨量為1827.0mm，最大年降雨量2529mm，發(fā)生在1983年，最小年降雨量1093mm，發(fā)生在1963年。但降雨量年內(nèi)分配不均，春旱夏澇，汛期4～9月雨量占全年雨量的83.1%，該站各月降雨量統(tǒng)計成果見表表3-1博羅縣氣象站多年逐月平均降雨量統(tǒng)計表氣象要素單位月份全年123456789101112多年平均降水量mm35.764.892.1208.9282.6334.5262.7261.9167.461.531.723.21827.0占年雨量%1.953.555.0411.4315.4718.3114.3814.339.163.371.741.271003.2.2.2氣溫博羅縣屬亞熱帶季風氣候區(qū)，氣候溫和。根據(jù)博羅縣氣象站1960～2021年資料統(tǒng)計，其多年平均氣溫22.0℃，歷年絕對最高氣溫為38.4℃，絕對最低氣溫為-2.4℃表3-2博羅縣氣象站多年逐月氣溫特征值表氣象要素單位月份全年123456789101112多年平均氣溫℃13.614.718.222.325.527.328.528.226.92419.415.122.0歷年絕對最高氣溫℃29.029.632.433.336.336.438.437.737.935.433.730.238.4歷年絕對最低氣溫℃-2.4-1.22.18.414.818.421.020.315.26.01.4-1.3-2.43.2.2.3濕度根據(jù)博羅縣氣象站1960～2021年資料統(tǒng)計，多年平均相對濕度為80%，最小月平均相對濕度為75%，該站歷年各月平均相對濕度特征值見表3-3。表3-3博羅縣氣象站多年各月相對濕度特征值表氣象要素單位月份全年123456789101112多年平均相對濕度%757981828485828381777575803.2.2.4蒸發(fā)根據(jù)博羅縣氣象站1957、1960～2021年資料統(tǒng)計，多年平均蒸發(fā)量為1741.5mm，最大年蒸發(fā)量為1996.1mm，發(fā)生在1963年；最小年蒸發(fā)量為1433.4mm，發(fā)生在2021年，該站歷年各月蒸發(fā)量特征值見表表3-4博羅縣氣象站歷年各月蒸發(fā)量特性表氣象要素單位月份全年123456789101112蒸發(fā)量mm100.488.6107.7126.4156.9166.8207.9193.6177.7171.5134.4109.61741.5注：蒸發(fā)皿直徑為20cm3.2.2.5風向、風速博羅縣夏秋季是臺風多發(fā)季節(jié)，根據(jù)博羅縣氣象站1960～2021年資料統(tǒng)計，歷年平均風速1.3m/s，最大風速16.3m/s，該站各月風速、風向特征值見表3-5。表3-5博羅縣氣象站各月風速風向特性表氣象要素單位月份全年123456789101112歷年最大風速m/s10.011.012.012.012.014.016.015.716.311.311.015.016.3歷年平均風速m/s1.11.21.41.41.41.51.71.31.31.11.10.91.3歷年最多風向方位E/7E/10E/13E/17E/15E/14E/12E/12E/10N/8N/8N/7E/103.3水文基本資料3.3.1流域水文測站概況本水電站區(qū)域內(nèi)無水文測站，故本站無實測降雨徑流資料。3.3.2徑流流域夏秋雨多、冬春雨少，徑流主要由降雨形成，徑流年內(nèi)分配基本上與降雨相應，約83%的雨量集中在汛期4～9月，枯水期為每年10月～次年3月。3.3.2.1徑流計算接仙橋一級水電站發(fā)電廠房以上集雨面積為4km2，流域內(nèi)無實測徑流資料，因此，本次設計對接仙橋一級水電站壩址徑流計算采用查等值線圖的方法。年徑流量的計算按下式：W=1000h·F；式中:W——年徑流量，萬立米；h——年徑流深，mm；F——集雨面積，km2。根據(jù)《廣東省水文圖集》“廣東省1956～1979年平均年徑流深等值線圖”，本工程多年平均徑流深h=1150mm，相應多年平均流量Q=0.15m3/s，徑流總量為460.0×104m3；查“圖二十、廣東省1956～1979年年徑流變差系數(shù)Cv等值線圖”，Cv=0.36；根據(jù)《廣東省水資源》（廣東省水文總站、1986年8月）“附表8、廣東省選用測站天然年徑流特征值統(tǒng)計表（日歷年）”選用Cs=2Cv。由于流域缺乏實測徑流資料，參考博羅縣相關降雨徑流資料，將徑流總量劃分為地下徑流量和地面徑流量，地下徑流量為徑流總量的10%，地面徑流為徑流總量的90%，按這個比例分配徑流總量，由此計算年徑流頻率計算成果如下表3－6。接仙橋一級水電站不同保證率年徑流表3－6P（%）105090Kp值1.480.9570.575徑流流量（m3/s）0.220.140.08年徑流總量（×104m3）680.80440.22264.50地面徑流量（×104m3）612.72396.20238.05地下徑流量（×104m3）68.0844.0226.45統(tǒng)計參數(shù)Qp=0.15m3/s,Cv=0.36,Cs=2Cv最小生態(tài)流量確定根據(jù)《廣東省水利廳關于小水電工程最小生態(tài)流量管理的意見》粵水農(nóng)電〔2021〕29號，小水電工程的最小生態(tài)流量原則上按河道天然同期多年平均流量的10%～20%確定。接仙橋一級水電站為渠道引水式水電站，本次設計最小生態(tài)流量按引水渠道多年平均徑流量的10%確定。接仙橋一級水電站豐水年的總徑流量為680.8萬m3，則豐水年最小生態(tài)流量確定為68.08萬m3；平水年的總徑流量為440.22萬m3，則平水年最小生態(tài)流量確定為44.02萬m3；枯水年的總徑流量為238.05萬m3，則枯水年最小生態(tài)流量確定為26.45萬m3。3.4水能計算3.4.1基本數(shù)據(jù)及計算條件接仙橋一級水電站沒有實測徑流資料，徑流是通過雨量推算得出，本階段采用頻率為10%、50%、90%三個典型來水頻率的徑流成果進行設計。本站的來水量是接仙橋一級水電站4km2集雨面積、由2條引水渠道引水的總徑流量。年徑流量的計算按下式：W=1000h·F。根據(jù)表3-6徑流資料，采用頻率為10%、50%、90%三個典型來水頻率的徑流成果進行設計，并以該三個典型年徑流量的年內(nèi)分配代表本站的年限內(nèi)分配，計算各旬的來水量（詳見來水流量計算表）。3.4.2灌溉本水電站的來水不涉及灌溉。3.4.3發(fā)電接仙橋一級水電站為渠道引水式水電站，工程于1990年3月開工建設，1990年12月投產(chǎn)使用，裝機容量為1*160kw，設計年發(fā)電量為60萬kwh。3.4.3.1發(fā)電用水流量本電站為渠道引水式水電站，電站來水不涉及供水及灌溉用水，總徑流量包括地面徑流總量和地下徑流總量，根據(jù)最小生態(tài)流量的確定，本電站用于發(fā)電的來水量總量為總徑流量的90%，即為地面來水量，則發(fā)電流量根據(jù)地面來水量及徑流量的計算公式：Q旬=W地面*10000/(24*3600*10)確定。計算各旬的來水量（詳見來水流量計算表）。來水流量計算表表3-7枯水年P=90%徑流深：661mm時段分配百地面地下4Km2發(fā)電流量分比來水量來水量總來水量月旬％(萬m3)(萬m3)(萬m3)（m3/s)四上0.3080.730.080.810.008中0.30.710.080.790.008下0.5021.200.131.330.014五上0.3260.780.090.860.009中0.5421.290.141.430.015下12.61830.043.3433.370.348六上10.49224.982.7827.750.289中3.378.020.898.910.093下9.52822.682.5225.200.263七上6.87616.371.8218.190.189中4.7211.241.2512.480.130下6.51515.511.7217.230.180八上7.76618.492.0520.540.214中4.0079.541.0610.600.110下3.0987.370.828.190.085九上3.8869.251.0310.280.107中2.2775.420.606.020.063下3.7849.011.0010.010.104十上3.9389.371.0410.420.109中2.2335.320.595.910.062下1.8764.470.504.960.052十一上1.3153.130.353.480.036中1.0672.540.282.820.029下0.8151.940.222.160.022十二上0.6691.590.181.770.018中0.5561.320.151.470.015下0.6461.540.171.710.018一上0.4781.140.131.260.013中0.4341.030.111.150.012下0.4251.010.111.120.012二上0.4271.020.111.130.012中0.3740.890.100.990.010下0.3330.790.090.880.009三上1.0292.450.272.720.028中0.9762.320.262.580.027下1.4943.560.403.950.041合計100238.0526.45264.50來水流量計算表表3-8平水年P=50%徑流深：1101mm時段分配百地面地下4Km2發(fā)電流量分比來水量來水量總來水量月旬％(萬m3)(萬m3)(萬m3)（m3/s)四上0.3081.220.141.360.014中0.31.190.131.320.014下0.5021.990.222.210.023五上0.3261.290.141.440.015中0.5422.150.242.390.025下12.61849.995.5555.550.579六上10.49241.574.6246.190.481中3.3713.351.4814.840.155下9.52837.754.1941.940.437七上6.87627.243.0330.270.315中4.7218.702.0820.780.216下6.51525.812.8728.680.299八上7.76630.773.4234.190.356中4.00715.881.7617.640.184下3.09812.271.3613.640.142九上3.88615.401.7117.110.178中2.2779.021.0010.020.104下3.78414.991.6716.660.174十上3.93815.601.7317.340.181中2.2338.850.989.830.102下1.8767.430.838.260.086十一上1.3155.210.585.790.060中1.0674.230.474.700.049下0.8153.230.363.590.037十二上0.6692.650.292.950.031中0.5562.200.242.450.025下0.6462.560.282.840.030一上0.4781.890.212.100.022中0.4341.720.191.910.020下0.4251.680.191.870.019二上0.4271.690.191.880.020中0.3741.480.161.650.017下0.3331.320.151.470.015三上1.0294.080.454.530.047中0.9763.870.434.300.045下1.4945.920.666.580.069合計100396.2044.02440.22來水流量計算表表3-9豐水年P=10%徑流深：1702mm時段分配百地面地下4Km2發(fā)電流量分比來水量來水量總來水量月旬％(萬m3)(萬m3)(萬m3)（m3/s)四上0.3081.890.212.100.022中0.31.840.202.040.021下0.5023.080.343.420.036五上0.3262.000.222.220.023中0.5423.320.373.690.038下12.61877.318.5985.900.895六上10.49264.297.1471.430.744中3.3720.652.2922.940.239下9.52858.386.4964.870.676七上6.87642.134.6846.810.488中4.7228.923.2132.130.335下6.51539.924.4444.350.462八上7.76647.585.2952.870.551中4.00724.552.7327.280.284下3.09818.982.1121.090.220九上3.88623.812.6526.460.276中2.27713.951.5515.500.161下3.78423.192.5825.760.268十上3.93824.132.6826.810.279中2.23313.681.5215.200.158下1.87611.491.2812.770.133十一上1.3158.060.908.950.093中1.0676.540.737.260.076下0.8154.990.555.550.058十二上0.6694.100.464.550.047中0.5563.410.383.790.039下0.6463.960.444.400.046一上0.4782.930.333.250.034中0.4342.660.302.950.031下0.4252.600.292.890.030二上0.4272.620.292.910.030中0.3742.290.252.550.027下0.3332.040.232.270.024三上1.0296.300.707.010.073中0.9765.980.666.640.069下1.4949.151.0210.170.106合計100612.7268.08680.803.4.3.2發(fā)電效益目前接仙橋一級水電站選用水輪機型號為XJ02-W-40/1*10，發(fā)電機型號為TSN74/29-8。水輪機額定水頭75m，最小水頭60m，單機額定流量為0.33m3/s。電站電能計算式如下：N=A·HP·Q式中N——出力，kw；A——常數(shù)，A=9.81×η水×η電，取7.6；HP——設計水頭，m；Q——流量，m3/s，按旬平均來水流量計算。接仙橋一級水電站的設計水頭為75m，計算得三個代表年的出力過程，見下表《出力發(fā)電量計算表》。表3-10出力發(fā)電量計算表序號流量(m^3/s)頻率(%)出力(kw)出力差(kw)發(fā)電量增值(萬度)發(fā)電量(萬度)10.8950.926530.289.30.7269.3620.7441.852440.940.50.6668.6430.6762.778400.357.51.4067.9840.5793.704342.816.50.5466.5850.5514.630326.337.41.5266.0460.4885.556288.93.90.1964.5370.4816.481285.111.30.6464.3480.4627.407273.714.90.9763.7090.4378.333258.947.93.4962.73100.3569.259211.05.00.4159.24110.34810.185206.07.70.6858.83120.33511.111198.311.51.1258.15130.31512.037186.89.81.0357.03140.29912.963177.05.70.6555.99150.28913.889171.32.90.3555.34160.28414.815168.42.90.3854.99170.27915.741165.52.20.3054.61180.27616.667163.34.30.6354.31190.26817.593159.03.50.5353.68200.26318.519155.513.92.2653.15210.23919.444141.611.41.9550.89220.22020.370130.21.90.3448.94230.21621.296128.21.50.2748.60240.21422.222126.814.52.8348.33250.18923.148112.23.40.6945.50260.18424.074108.91.90.4044.81270.18125.000107.00.60.1444.42280.18025.926106.40.80.1844.28290.17826.852105.62.80.6544.10300.17427.778102.87.11.7443.45310.16128.70495.71.80.4641.71320.15829.63093.82.30.5941.25330.15530.55691.67.41.9840.66340.14231.48184.25.31.4738.68350.13332.40778.81.80.5037.21360.13033.33377.111.63.4036.70370.11034.25965.41.10.3433.31380.10935.18564.30.80.2632.97390.10736.11163.40.70.2132.71400.10637.03762.80.90.3032.50410.10437.96361.90.10.0332.20420.10438.88961.81.10.3832.17430.10239.81560.75.41.8931.79440.09340.74155.30.20.0929.91450.09341.66755.04.01.4829.82460.08642.59351.00.40.1528.34470.08543.51950.65.72.1928.20480.07644.44444.81.60.6226.01490.07345.37043.22.20.8925.39500.06946.29641.00.40.1724.50510.06947.22240.63.41.4124.33520.06348.14837.20.70.3022.92530.06249.07436.50.70.3122.61540.06050.00035.71.50.6522.30550.05850.92634.23.61.6121.65560.05251.85230.61.60.7420.04570.04952.77829.00.90.4119.29580.04753.70428.10.20.0718.89590.04754.63028.00.80.3918.82600.04655.55627.10.60.3018.43610.04556.48126.52.11.0518.12620.04157.40724.41.00.5217.07630.03958.33323.40.60.3016.55640.03859.25922.80.60.3316.25650.03760.18522.10.70.3615.92660.03661.11121.50.40.2015.57670.03662.03721.11.00.5515.37680.03462.96320.11.81.0214.82690.03163.88918.20.10.0313.80700.03164.81518.20.20.1313.77710.03065.74117.90.10.0513.63720.03066.66717.90.30.1813.59730.03067.59317.60.10.0813.41740.02968.51917.40.60.3713.33750.02869.44416.80.90.5312.96760.02770.37015.90.20.1312.43770.02771.29615.70.60.3812.29780.02572.22215.10.40.2411.91790.02573.14814.70.70.4711.67800.02474.07414.00.30.1911.20810.02375.00013.70.10.0411.01820.02375.92613.60.30.2210.97830.02276.85213.30.30.2110.75840.02277.77813.00.00.0310.54850.02278.70412.90.30.2310.51860.02179.63012.60.80.5710.27870.02080.55611.80.20.139.71880.02081.48111.60.10.049.57890.01982.40711.50.60.459.53900.01883.33310.90.40.279.08910.01884.25910.50.40.288.81920.01785.18510.21.10.818.52930.01586.1119.10.00.027.72940.01587.0379.00.20.157.69950.01587.9638.90.00.017.55960.01588.8898.80.50.377.54970.01489.8158.40.20.147.17980.01490.7418.20.00.037.03990.01491.6678.20.30.287.001000.01392.5937.80.70.586.721010.01293.5197.10.10.096.131020.01294.4447.00.00.036.041030.01295.3706.90.80.706.011040.01096.2966.10.70.565.321050.00997.2225.40.10.104.751060.00998.1485.30.30.254.661070.00899.0745.00.10.114.401080.008100.0004.94.94.294.29由水能計算成果得知，裝機容量為160千瓦時，設計流量為0.27m3/s，年發(fā)電量為53.83萬千瓦時；裝機容量為200千瓦時，設計流量為0.338m3/s，年發(fā)電量為58.30萬千瓦時。4工程地質本次電站增效擴容改造工程主要是對機電設備等進行改造，不涉及廠房等土建工程。本次主要是對工程所在地的區(qū)域地質情況以及結合現(xiàn)場實際勘察和電站多年運行情況進行描述。根據(jù)區(qū)域地質資料、現(xiàn)場查看及接仙橋一級水電站管理人員反映，自電站建成至今，電站廠房管轄范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)區(qū)域活動性斷裂，亦未發(fā)現(xiàn)可影響廠房及水工建筑物穩(wěn)定性的不良地質現(xiàn)象，也不存在滑坡、泥石流隱患的不良地質隱患，故本工程區(qū)域屬基本穩(wěn)定區(qū)，適合接仙橋一級水電站增效擴容改造。4.1、區(qū)域地質概況4.1.1地形地貌、地質物理現(xiàn)象及水文地質本工程周圍地勢較平緩，屬低山丘陵地貌，植被發(fā)育，目前未發(fā)現(xiàn)有滑坡和崩塌等不良物理地質現(xiàn)象。根據(jù)有關地質資料顯示，區(qū)內(nèi)出露的地層主要為加里東期變質花崗巖和燕山期花崗巖，自老至新分述如下：㈠、寒武系（?）：主要為薄層灰?guī)r、泥灰?guī)r夾砂頁巖組成；㈡、泥盆系中統(tǒng)（D21）：主要巖性為灰白色厚層狀石英礫巖、砂質礫巖、細~粗砂巖、砂質頁巖等；㈢、泥盆系中統(tǒng)（D22）：主要巖性為灰色厚層砂巖、砂質頁巖夾泥頁巖、底部為砂礫巖；=4\*GB4㈣、白堊系上統(tǒng)（K2）：主要巖性為紫紅色凝灰質礫巖、凝灰質砂巖、粉砂巖、頁巖，頂部一層流紋巖；=5\*GB4㈤、第四系（Q）：主要分布在沿河及平坦地區(qū)，由粉質粘土、粘土、細砂、粉砂和礫石等組成。本工程庫區(qū)屬亞熱帶雨氣候，雨量充沛，為地表徑流和地表水對地下水補給提供了良好的條件。4.1.2地震據(jù)查《廣東省地震烈度區(qū)劃圖》，本工程區(qū)所處位置為Ⅵ度基本烈度區(qū)。5工程任務和規(guī)模5.1工程概況接仙橋一級水電站位于博羅縣福田鎮(zhèn)坳嶺村，廠區(qū)樞紐前有林間小道與下游接仙橋水庫旁的管養(yǎng)房相通，再沿水泥道路及鄉(xiāng)道連接到G324線，距離福田鎮(zhèn)約6km，交通相對便利。接仙橋一級水電站為渠道引水式水電站，無首部樞紐，引水渠道2條，沿渠面小道可到渠首分別設置的集水小陂頭，通過渠道集取山間雨水進行發(fā)電的電站。該電站地處蘭門河流域，電站工程區(qū)周圍沒有居民住宅區(qū)，無其他相互干擾的生產(chǎn)企業(yè)，多為荒山野嶺，巖石出露，雜草叢生，植被茂盛，下游為接仙橋水庫，對自然環(huán)境的損害十分輕微。接仙橋一級水電站于1990年3月開工建設，1990年12月投產(chǎn)。該水電站集雨面積為4km2，設計水頭為75m，裝機容量為1*160kw水輪發(fā)電機組，設計年發(fā)電量為60萬kw.h。其中水輪機型號為XJ02-W-40/1*10，額定出力160kw，最大水頭100m，額定水頭75m，最小水頭60m，額定流量0.33m3/s。發(fā)電機型號TSN74/29-8，額定功率160kw，額定電壓0.4KV，額定電流288A，額定轉速750r/min，滿載勵磁電壓30.4V，滿載勵磁電流135A。由于機電設備老化，機組效率降低，近三年實際平均發(fā)電量28.18萬kwh，小于設計年發(fā)電量60萬kwh。5.2社會經(jīng)濟現(xiàn)狀根據(jù)博羅縣國民經(jīng)濟統(tǒng)計資料（2021年），博羅縣2021年的主要社會經(jīng)濟狀況如下：全縣總面積2858.36km2，轄羅陽、龍華、龍溪、長寧、福田、園洲、石灣、湖鎮(zhèn)、柏塘、公莊、楊村、楊僑、麻陂、石壩、觀音閣、橫河、泰美等17個鎮(zhèn)，一個羅浮山管委會，共有331個村民委員會，34個居委會，戶籍人口84.77萬人，其中農(nóng)業(yè)人口59.8萬人，占總人口的70.5%，非農(nóng)業(yè)人口24.96萬人，占總人口的29.5%。社會從業(yè)人員59.7萬人，第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員19.43萬人，第二產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員27.84萬人，第三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員12.42萬人。2021年全縣完成地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）294.82億元，同比增長15.2%；其中，第一產(chǎn)業(yè)31.14億元，同比增長4.8%，第二產(chǎn)業(yè)154.26億元，同比增長25.2%，第三產(chǎn)業(yè)109.42億元，同比增長5.5%；人均生產(chǎn)總值2.94萬元，同比增長6.8%；地方財政收入15.02億元，同比增長21.3%；全部工業(yè)總產(chǎn)值632.04億元，同比增長15.6%；農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值51.62億元，同比增長4.9%；農(nóng)民人均純收入8929元，同比增長16.2%。生產(chǎn)總值中三大產(chǎn)業(yè)比例為：第一產(chǎn)業(yè)10.6%：第二產(chǎn)業(yè)52.3%：第三產(chǎn)業(yè)37.1%；社會勞動者的產(chǎn)業(yè)比例為：第一產(chǎn)業(yè)32.5%：第二產(chǎn)業(yè)46.6%：第三產(chǎn)業(yè)20.8%。2021年全縣財政總收入29.05億元，比2021年增長17.5%；地方財政一般預算收入15.02億元，增長21.3%。全縣財政總支出25.22億元，增長17.3%；地方財政支出24.39億元，增長18.1%。2021年全縣實現(xiàn)稅收總收入24.85億元，增長21.7%；其中，國稅收入13.96億元，增長18.2%；地稅收入10.89億元，增長26.5%。5.3增容改造的潛力與條件接仙橋一級水電站與設計效益差距不小，通過調(diào)查分析存在如下幾種原因：（1）水機性能落后，轉輪氣蝕系數(shù)高，吸出高度小，所利用水頭降低；(2）水輪機蝸殼銹蝕嚴重，電氣設備性能落后。(3）機電設備故障頻繁，電站維修費用逐年增加，導致電站運行成本增加。（4）對上述存在的問題，進行改革挖潛，加以改進、完善，增加裝機容量，提高發(fā)電效益是完全可能的。5.4增效擴容改造的必要性接仙橋一級水電站經(jīng)十多年運行，機電設備老化嚴重，一方面嚴重影響電站的效率，導致電站發(fā)電量逐年減少；另一方面由于機電設備故障頻繁，電站維修費用逐年增加，導致電站運行成本增加。設備老化使得電站不能發(fā)揮正常效益。本次增效擴容改造是以機電設備更新為主的工程項目，通過新材料、新工藝、新結構、新設備的采用，使之原本不該費棄的水資源得到重新利用，通過接仙橋一級水電站水文分析及水能計算（見第三章），裝機容量為160千瓦時，設計流量為0.27m3/s，年發(fā)電量為53.83萬千瓦時；裝機容量為200千瓦時，設計流量為0.338m3/s，年發(fā)電量為58.30萬千瓦時。目前水電站裝機容量為1*160kw，近三年平均發(fā)電量在28.18萬kwh左右，通過機組改造后能使電站發(fā)電量達到58.30萬kwh，比近三年平均發(fā)電量增加30.12萬kwh，增加幅度達到107%，說明電站具有增效擴容的潛力。為充分利用水能資源，最大限度發(fā)揮電站效益，本電站增效擴容改造主要項目有：更換1臺水輪機，更換電氣設備等。5.5增容改造工程任務小坑水電站增效擴容改造主要為水輪機、發(fā)電機、變壓器等的改造。由于對電站機組進行了更新，性能改善，使效率提高年發(fā)電量增加，綜上所述，增容改造的主要任務是通過改造機電設備提高能源利用效率，增加電站的發(fā)電量，提高電站的發(fā)電效益；保障農(nóng)村用電需要，促進農(nóng)村水電持續(xù)發(fā)展。5.6歷年運行情況近年來，隨著機電設備老化，效率降低，電站發(fā)電量逐年減小。經(jīng)過十來年的運行，機組的出力逐年下降，在額定工況下，機組出力達不到額定出力。額定工況下，機組功率160kw。因設備老化，機械故障頻繁，導致機組不能正常運行，而且電站運行費用也逐年增加，電站設計發(fā)電量60萬kwh，近3年電站平均發(fā)電量僅28.18萬kwh（見下表），遠小于設計發(fā)電量，機組設備的老化嚴重制約了電站的發(fā)展。近三年接仙橋一級水電站發(fā)電量統(tǒng)計表表5-1年度裝機(kw)發(fā)電量(萬kwh)利用小時(h)202116032.302021202116030.971936202116021.281330年平均16028.1817615.7工程等別和標準5.7.1工程等別按照《防洪標準》（GB50201-94）和《水利水電工程等級劃分及防洪標準》（SL252-2021）對水利水電工程有關條文規(guī)定，接仙橋一級水電站裝機容量小于1×104KW，屬Ⅴ等工程，工程規(guī)模為?。?）型。接仙橋一級水電站為渠道引水式的?。?）型水電站，工程等別為V等。5.7.2建筑物級別接仙橋一級水電站為渠道引水式的?。?）型水電站，工程等別為V等，主要建筑物為5級，次要建筑物為5級。5.8工程規(guī)模接仙橋一級水電站為渠道引水式水電站，電站裝機為1*160kw，水輪機的型號為：XJ02-W-40/1*10，發(fā)電機的型號為：TSN74/29-8，設計水頭為75m，工程規(guī)模為小（2）型。5.8.1電量計算接仙橋一級水電站沒有實測徑流資料，徑流是通過雨量推算得出，本階段采用頻率為10%、50%、90%三個典型來水頻率的徑流成果進行設計。由水能計算成果得知，裝機容量為160千瓦時，設計流量為0.27m3/s，年發(fā)電量為53.83萬千瓦時；裝機容量為200千瓦時，設計流量為0.338m3/s，年發(fā)電量為58.30萬千瓦時，具體計算見第三章。5.8.2裝機容量選擇根據(jù)第三章的水能計算結果，結合現(xiàn)有裝機規(guī)模及發(fā)電量，裝機容量確定在200kw，設計流量為0.338m3/s較合適。根據(jù)現(xiàn)有機坑尺寸套用相近機組，選擇裝機1×160kw，總裝機容量160kw。水輪機型號為：XJ02-W-40/1*10、發(fā)電機型號分別為：TSN74/29-8、勵磁裝置型號：KL-15-160kw、調(diào)速器不詳，改造后裝機1×200kw，總裝機容量200kw。，設計年發(fā)電量58.30萬kwh。6改造設計本次增效擴容改造項目有：1臺水輪機、1臺發(fā)電機、1臺調(diào)速器、1臺變壓器、1面控制柜及配套的勵磁裝置、電纜等。6.1水工建筑物改造6.1.1取水建筑物改造設計本電站取水建筑物為明渠引水及2座雍水陂頭，接仙橋一級水電站目前的雍水陂頭保持完整，能滿足電站發(fā)電要求。6.1.2引水系統(tǒng)水力改造設計接仙橋一級水電站引水渠道緊接陂頭，為明渠引水，沿山勢蜿蜒到達前池，引水渠道過水斷面為矩形，南樓引水渠全長約1135m，補水渠為600m，為漿砌石護坡，臨水面用水泥砂漿批蕩、防滲。渠道邊坡植被恢復良好，渠道沿線邊坡穩(wěn)定，無大的滑坡、崩塌現(xiàn)象。斷面復核計算如下：渠道過水斷面為矩形，b×h=1.5×1.5，縱坡1/2021，設計過水深1.0m，漿砌石襯砌n=0.025。經(jīng)驗算，明渠可通過流量Qmax=0.508m3/s，＞Q引=0.338m3/s，滿足增容改造引用流量要求。采用公式（明渠均勻流）：Q=式中：ω——過水斷面面積，m2；c——c=（1/n）R1/6；R——水力平徑，m。經(jīng)計算：Q=0.508m3/s＞Q引=0.338m3/s。滿足過流要求。6.2機電設備改造6.2.1水輪機及其輔助設備6.2.1.1水輪機改造電站現(xiàn)有水輪機1臺，型號為：XJ02-W-40/1*10。通過水文水能計算，電站裝機160kw，根據(jù)盡量利用原機坑的原則，本電站改造后水輪機型號為：XJ02-W-50/1*11。6.2.2.2改造前后水輪機性能比較接仙橋一級水電站水輪機更換前、后性能比較表表6-1項目名稱改造前改造后設計水頭Hr(m)7575單機設計流量Qr(m3/s)0.330.35水輪機型號XJ02-W-40/1*10XJ02-W-50/1*11水輪機模型效率ηN(%)8089水輪機真機效率ηT(%)8387水輪機出力N水（kW）160200汽蝕系數(shù)1.11.056.2.2發(fā)電機及其他電氣設備6.2.2.1主接線設計主接線的形式基本保持原狀，本電站共計1臺發(fā)電機，發(fā)電機發(fā)出的電能經(jīng)0.4kV母線匯流，再經(jīng)主變升壓后接至10kV母線。6.2.2.2發(fā)電機改造改造擴容后，本電站共裝機1臺，容量為200kw，根據(jù)水能發(fā)電機廠家的配型，電機選用SFW200-10/850。發(fā)電機的勵磁由廠家配套供應，采用無刷勵磁裝置。接仙橋一級水電站發(fā)電機更換前、后性能比較表表62項目名稱改造前改造后設計水頭Hr(m)7575單機設計流量Qr(m3/s)0.330.35發(fā)電機型號TSN74/29-8SFW200-10/850傳動方式直聯(lián)直聯(lián)傳動效率η傳(%)95100發(fā)電機效率η電(%)9192.5發(fā)電機出力N電(kW)1602006.2.2.3主變壓器設計本電站的主變目前已運行了20余年，變壓器的絕緣老化已分成嚴重，變壓器的損耗和噪音已大大增大，變壓器效率低下，增加了運行成本。本次對變壓器進行改造。主變壓器所屬的發(fā)電機，發(fā)電機現(xiàn)出力為160KW，擴容后出力為200KW。主變壓器現(xiàn)容量為200KVA，型號為S7-200KVA/10。擴容后主變壓器容量經(jīng)計算選為250KVA，型號為S11-M250KVA10/0.4KV。6.2.2.4其他電氣設備設計（1）、配電設備和成套裝置改造更換1臺調(diào)速器，調(diào)速器采用SDT-300。更換1臺勵磁裝置，采用無刷勵磁裝置。（2）、匯流母線改造發(fā)電機匯流母線截面太小，已不能滿足機組容建的要求。本次改造將其改為電纜型號為VV22-3*185。6.2.3自動化系統(tǒng)提高電站的自動化水平是降低運行成本的一個重要方面。降低發(fā)電成本，其根本的出路就在于減員增效。關鍵是使用與電站規(guī)模和實際情況一致的自動化設備，即選擇適用小型水電站的自動監(jiān)測、控制和保護設備。做到少人值班，提高電站運行的經(jīng)濟性、可靠性和安全性。6.2.3.1自動化系統(tǒng)改造方案（1）、控制系統(tǒng)采用常規(guī)控制系統(tǒng)，選擇集中和現(xiàn)地兩種控制形式。發(fā)電機采用集配電、控制、保護、計量、測量等為一體的低壓開關柜。但從中央控制室和現(xiàn)地都可以控制機組的開、停機及斷路器的開合，做到“一鍵”操作可以完成整個開機和關機流程。（2）、監(jiān)測系統(tǒng)在發(fā)電機的出線柜上安裝有功功率表、無功功率表、有功電度表、無功電度表、頻率表、組合同期表等。在控制室也安裝有功功率表、頻率表、無功功率表、組合同期表等。（3）、保護系統(tǒng)主變壓器設瓦斯、低電壓起動過電流、過電壓、過負荷等保護。發(fā)電機設電流速斷、低電壓起動過電流、過電壓、過負荷等保護。除發(fā)電機保護安裝在現(xiàn)地外，線路和主變保護集中組屏放在控制室。（4）、同期系統(tǒng)為了簡化接線，節(jié)約投資，本工程只在發(fā)電機的出線斷路器安裝同期點，發(fā)電機旁只設手動準同期，在控制室設手動和自動準同期2套。（5）、控制、保護、操作電源為了提高電站的可靠性，本工程選擇鉛酸免維護直流系統(tǒng)一套，容量為60AT。（6）、視頻監(jiān)視系統(tǒng)為提高電站安全管理水平，本工程在壓力前池、壓力管道設視頻監(jiān)測系統(tǒng)。6.2.4采暖通風及消防發(fā)電廠為地面式廠房，廠房通風以自然通風為主。廠房采暖通風均符合《小型水力發(fā)電站設計規(guī)范》要求，不需進行改造。電站各建筑物全部為砼梁板、框架和實體磚墻等的非燃燒體結構，建筑物主體的耐火等級為一級。廠房內(nèi)通道符合《水利水電工程設計防火規(guī)范》要求。6.3金屬結構改造本工程金屬結構主要包括壓力鋼管、進水閘門及攔污柵等。經(jīng)過現(xiàn)場察看，壓力鋼管主管全長120m，主管內(nèi)徑450mm，額定水頭為75m，壓力鋼管有進行維護，及時除銹，管身保護完好，其他金屬結構運行良好，不需要改造。壓力鋼管的復核計算：壓力鋼管采用露天鋼管，全長120m，設計流量0.338m3/s，前池正常水位368.23m，電站尾水位285.3m，則設計毛水頭為82.93m。⑴鋼管管徑計算D＝(5.2·Q3/H毛)1/7＝(5.2×0.3383/82.93)1/7＝0.423m目前使用鋼管直徑D＝450mm，能滿足設計要求。⑵水頭計算水頭沿程損失⊿h沿＝α·m·Q1.9·L/(0.631·D4.9)式中α、m——為沿程損失系數(shù)，鋼管α取0.000878，m取1.16；Q——設計流量，m3/s；L——管路長，m。⊿h沿＝7.43米。電站設計毛水頭為82.93m，沿程損失1.07m，估計局部水頭損失為0.5m，則電站凈水頭H凈＝82.93－7.43－0.5＝75m。⑵管壁厚度計算δ＝100H·D/(2[σ]·φ)式中δ——鋼管管壁厚度,mm；[σ]——鋼材允許應力，取1100kg/m2φ——接縫的堅固系數(shù)，根據(jù)焊接技術不同，取0.9～1.0。δ=100*82.93*0.45/（2*1100*0.95）=1.8mm。加銹蝕及磨損的安全量3mm，則δ=4.8mm。目前鋼管管壁厚度為8mm⑶管壁最小厚度不宜小于下式數(shù)值，也不宜小于6mm。(mm)≥D/800+4(值若有小數(shù)，應予進位，不得舍去)。式中

D——鋼管直徑，mm。(mm)≥4.56mm。⑷鋼管抗外壓穩(wěn)定計算則δ＝8>450/130=3.46，穩(wěn)定。6.4送出工程改造6.4.1升壓站改造為了提高電站的自動化程度，完善線路、主變保護，將主變壓器的高壓側的熔斷器改為空氣開關，空氣開關型號為DZ12,額定電流選擇200A。6.4.2輸電線路改造本工程輸電線路滿足要求，無需改造。6.5設備工程量清單機電設備清單表序號名稱型號單位數(shù)量備注1水輪機XJ02-W-50/1*11臺12發(fā)電機SFW200-10/850臺13調(diào)速器SDT-300臺14勵磁裝置無刷勵磁裝置屏15控制屏DKF-10A-200KW屏16變壓器S11-M250KVA10/0.4KV臺17電纜VV22-3*185m608接地電纜VV22-1*185m207消防設計7.1工程概況和消防總體設計方案7.1.1工程概況接仙橋一級水電站位于博羅縣福田鎮(zhèn)坳嶺村，廠區(qū)樞紐前有林間小道與下游接仙橋水庫旁的管養(yǎng)房相通，再沿水泥道路及鄉(xiāng)道連接到G324線，距離福田鎮(zhèn)約6km，交通相對便利。接仙橋一級水電站于1990年3月開工建設，1990年12月投產(chǎn),為渠道引水式水電站，無首部樞紐，引水渠道2條，沿渠面小道可到渠首分別設置的集水小陂頭，通過渠道集取山間雨水進行發(fā)電的電站。該電站地處蘭門河流域，電站工程區(qū)周圍沒有居民住宅區(qū)，無其他相互干擾的生產(chǎn)企業(yè)，多為荒山野嶺，巖石出露，雜草叢生，植被茂盛，下游為接仙橋水庫，對自然環(huán)境的損害十分輕微。7.1.2消防設計依據(jù)、原則7.1.2.1設計原則本工程消防設計貫徹“預防為主，防消結合”和確保重點、兼顧一般、便于管理、經(jīng)濟實用的原則。設計中，采用“一防、二斷、三滅、四排”的綜合消防技