程夏蕾 徐锦才 徐 伟　徐国君

（亚太地区小水电研究培训中心 浙江杭州 310012）

【摘 要】澳大利亚小水电站在设计、设备制造方面与我国有很大的区别，设计上注重简易，不搞花架子，重视环保要求，设备制造上保证可靠性，采用新技术，配合自动化无人值班系统，这样使小水电站在技术上有特色，可靠性上有保证，但成本下降了，这是我们值得学习的地方。


【关键词】 箱式整装小水电站　无人值班　环境保护 考察 国际交流 澳大利亚　能量回收


为了引进澳大利亚箱式整装小水电站技术，我中心一行4人于2005年3月在澳大利亚Tyco Tamar公司陪同下考查了澳大利亚箱式整装小水电站及其它3座常规小水电站。所见电站在厂房设计、主机设备、辅机设备等方面与我国同类小水电站都有较大的不同，下面作一简单介绍，以飨读者。


1 电站概况


1.1 Mt Stromlo Hydro水电站


这是一座建在自来水厂进水管上的小水电站，装机容量770 kW，它为附近1个500户居民的乡村供电。自来水从水库进入水厂蓄水池之前有较高的水压力，电站利用水压力在进水管上安装1台混流式机组，电站参数如下：


毛水头： 68m；
净水头： 最大77m ，最小55m；
流量： 最大2200L/s，最小1000L/s；
机组出力： 770kW；
水轮机型式：混流式，转轮直径0.62m，转速750r/min；
发电机：同步发电机


电站主厂房面积约15m2，布置一台卧式水轮发电机、调速器、励磁和开关柜及PLC控制器和微机保护等，调速器为带氮气罐的液压式操作器，进水阀为液压式蝴蝶阀。厂房内不设行车，机组检修时，可以打开厂房顶盖，用汽车吊。电站无副厂房，所有控制和监视均在远离电站的自来水厂控制室内进行。


1.2 Bendora Dam Hydro箱式整装小水电站


这是一座坝后式箱式整装小水电站，装机容量约20 kW。该水库为堪培拉市提供水源，离堪培拉市区约30多km。为了保证河流最小流量要求，大坝下原来就埋有一根钢管给下游溪流放水，电站利用这条钢管引水既保证了下游的水量又可提供所需的电能。建电站的目的主要是为水库水质检测设备提供电源。由于坝区远离市区，坝区用电靠大网供电不经济，在小水电站建设之前坝区供电靠柴油发电机。电站的参数如下：


毛水头： 最大32.4m 最小23.3m
净水头： 最大31.6m 最小22.5m
流量： 最大86.5L/s 最小73.0L/s
机组出力： 最大19.4kW 最小11.0kW
水轮机型式：冲击式，转轮直径0.264m，型号150×125—250
发电机：同步发电机，无刷励磁


电站完全是用一标准的集装箱作为电站的外墙，用于固定设备和遮挡风雨，厂房面积约8m2。集装箱顶部设有手拉葫芦，用于机组检修。进水主阀采用水压式重锤阀，配电子负荷调节器


1.3 Googong Hydro水电站


主厂房面积约16m2，厂房内装有2台300kW立式混流式机组，发电机直接安装在水轮机上而不采用混凝土支墩，类似于整装式微水电，调速器同样采用氮气罐式油压控制装置，主阀采用弹簧加接力器油罐的方式。2台调速器和2台主阀共用1套油压控制装置。主厂房内还布置有开关柜及PLC控制器和微机保护等。厂房内也不设行车，屋顶可打开。无副厂房，电站平时无人值班。电站的参数如下：


净水头： 最大48m 最小33m
流量： 最大700L/s 最小400L/s
发电机出力： 300kW
水轮机型式：混流式，转轮直径0.44m，1000r/min
发电机：异步发电机


在厂房附近，安装1只箱式变电站，里面装有变压器、高压开关柜、直流设备、电容器等。




1.4 Parangana Dam水电站


位于托斯马尼亚州的Parangana Dam水电站，安装有1台750kW的混流式立式水轮发电机组，厂房前的引水钢管与尾水渠成一直线布置，用大金属箱体作为厂房安装在水渠上方。厂房面积约8m2，发电机直接安装在水轮机上，主阀采用弹簧加接力器油罐的方式，厂房内也不设行车，屋顶可打开。调速器采用氮气罐式油压控制装置，它和开关设备一起布置在高于厂房地面的副厂房内，与箱式变电站相面对。电站的参数如下：


净水头： 36m
流量： 1.05～2.7L/s
发电机出力： 750kW
水轮机型式：混流式，750 r/min
发电机：异步发电机


这座电站的独特设计方式是将电站建在尾水渠上，金属箱式的厂房用水泥柱支持直接建在尾水渠上，尾水渠与进水压力钢管隧洞相通。


2 电站特点


2.1. 厂房设计

我们考察的3座常规小水电站，厂房外形都很像一只集装箱，里面面积很小，除设备之外，只留有很小的走动空间。厂房内不设行车，机组检修时，可以打开厂房屋顶，用汽车吊。厂房外墙上没有窗户，屋顶有一只排风扇用于厂房通风。电站一般没有副厂房，电站无人值班。




2.2. 能量回收

厂房设计的另一特点是在利用泄水减压的能量选择建造厂房。Mt Stromlo Hydro水电站建在自来水厂边上，原本由水库原水经过管道进入自来水厂，在我国也是如此，但进入自来水厂的水有很高的压力，利用这一压力建水力发电站既可达到能量回收的目的，又可降低对水池的水压力风险，达到一举两得的效果。

2.3. 进水阀

机组进水阀均安装重锤阀或弹簧加接力器油罐的方式，以保证机组事故及电站断电的情况下机组可靠关机。据Tyco Tamar公司技术人员介绍，弹簧加接力器油罐方式的进水阀在澳大利亚小水电站应用非常普遍，它安全可靠，所占空间小，通过调节接力器出油孔，可以调节阀门关闭时间。这种形式的进水阀国内很少见到，我们将引进的箱式水电站也采用这种形式。

2.4. 调速器

3座常规小水电站，调速器均采用带氮气罐的液压式操作器，其中Googong Hydro水电站2台调速器和2台主阀共用1套油压控制装置，节省了调速器的费用。这种2台甚至3台机组共用1套油压控制装置的方式，在加拿大、欧洲等国家我们都看到过，而且很普遍，可以节约不少费用

2.5. 负荷调节器

利用进水阀对机组出力进行粗调，再用电子负荷调节器进行调节是小型