可行性论证报告（水电）
第一章 综合说明>
>县乡是一个贫困乡，位于县南部山区，跟广东连州市交界。全国劳模李是乡村人，现任村支部书记。改革开放以后，村在各级政府的支持下，在全国劳模李和村干部的带领下，集体致富，以种植水果为龙头，带动其它村办企业，经济飞速发展。由于电力供应主要由广东供电，距离远，电价高，供电不正常，使得电力供求矛盾日趋严重。为缓解该村电力供求矛盾和充分利用当地水能资源，经村委决定，将原老电站进行扩建改造。该电站的扩建成了笠头生产生活中的一件大事。
>电站于一九八O年开始投产发电，装机2×75KW，水头7.4m，到现在已运行二十年。设备严重老化，机组不能达到设计出力。经过上级领导和技术人员的实地勘测，决定对电站进行改造，以缓解对电力的需求。
>电站引用乐水河的水。河发源于山，河流坡降大，植被好。电站引水坝以上集雨面积261.5km2，多年平均流量10.88m3/S。电站引水渠2.0km，可获毛水头7.4米。为了充分利用水能资源，在原有电站的基础上改造扩容，使其发挥更大效益。通过勘察和计算，该电站可装机1台200kw、1台320kw的水轮发电机组。
>电站站址方案有两个，方案一为老电站站址，方案二为公路桥的旁边。方案一的引水渠、尾水渠、电站站址都是现成的，不毁耕地，且工程量小。方案二要在农田上修建80米的渠道，电站站址也占用农田，且面积较大，工程量亦较大，故选择方案一。
>电站装机两台，水轮机型号分别ZD560－LH－120＝0°和ZD560－LH－120＋15°配套发电机分别SF200－20/990和SF320－20/1730，输电线路7公里。
>通过概算，电站总投资314.46万元。年发电量为329.98万kwh。开挖土方15075m3，浆砌石7416m3，混凝土1975m3，钢筋混凝土101.62m3，红砖砌体175m3。需主材：水泥1293吨，钢材7吨，木材21m3，红砖92.8千块，河砂3671m3，碎石1726m3，块石8450m3。劳动工日1.9万个。
>
>
>
>
>
>
>
>工程特性表
>工程特性表
>工程特性表
>第二章 水文、水能计算
>第一节 水文计算
>
>一、基本资料
>1、引水坝址以上控制集雨面积F＝261.5km2。
>2、原水利化区划有关成果，包括各种水文要素等值线图。
>二、分析方法
>我县境内没有水文站，邻县有汾市水文站及文明水文站，但由于与本设计流域集雨面积及地质地貌特性相差很大，不能直接引用其径流资料，考虑到我县已进行水利化区划工作，通过分析各水文气象要素，结合我县实际情况，已绘制了各种水文要素等值线图，故本次设计采用区划成果，用等值线图法进行水文计算。
>（一）等值线图的查算
>查“县多年平均降水量等值线图”得该设计流域多年平均降水量为R＝1960mm。
>查“县多年平均径流深等值线图”得该设计流域多年平均径流深为Y＝1360mm。
>查“县多年平均径流深变差系数Cv等值线图”得该设计流域多年平均径流深变差系数Cv＝0.38。
>以上查得的数据与邻县及全省等值线图比较认为合理，可作为设计依据。
>（二）产水量计算
>下面分别计算丰、平、枯三个代表年的产水量。三个代表年的保证率采用如下：
>丰水年P＝25%、平水年P＝50%、枯水年P＝75%
>现采用“Cs＝2Cv，查P－Ⅲ型曲线的模比系数值”得下列不同频率的kp值：
>不同设计频率的kp值表
>
>
>
>产水量计算公式为：
>Wp＝0.1kp?Y?F
>Wp?相应于某一保证率为p的产水量（万m3）
>Kp?相应保证率为P的模比系数
>F?集雨面积（km2），F＝261.5km2
>Y?多年平均径流深（mm），Y＝1360mm
>则F＝261.5km2引水坝各设计保证率代表年的产水量为：
>Wp－25%＝0.1×1.211×1360×261.5
> ＝43068.01(万m3)
>Wp－50%＝0.1×0.955×1360×261.5
> ＝33963.62（万m3）
>Wp－75%＝0.1×0.726×1360×261.5
> ＝25819.46（万m3）
>（三）产水量的年内分配
>该设计流域的产水量年内分配百分率采用水利化区划成果计算成果见表2－1
>（四）多年平均流量和多年平均径流总量的计算
>根据前面计算，已运用等值线图法求得了丰、平、枯各代表年的各月径流量及月平均流量，从而可以求得该设计流域的多年平均流量及多年平均径流总量：
>多年平均流量：
>Q＝（13.62＋10.81＋8.2）÷3＝10.88m3/S
>多年平均径流总量
>W＝（43068.01＋3396.62＋25819.46）÷3
> ＝34283.70（万m3）
>
>第二节 保证出力计算和装机容量的确定
>
>一、流量频率曲线的选配
>1、将丰、平、枯代表年各月平均流量按从小到大的顺序排列，应用公式P＝m/(n＋1)×100%计算其经验频率P（见表2－2），并在机率格纸上点绘经验频率点据
>2、因为Q＝10.88m3/S，变差系数Cv值计算如下：
>
>Cv＝＝ ＝0.73
>
>3、根据统计参数Q＝10.88m3/S，Cv＝0.73，Cs试定为Cv值的1、2及3倍，查《工程水文学》附录2得?p，代入Kp＝1＋Cv??p及Qp＝Kp?Q得出Qp如表2－3所列，并将理论频率曲线点绘在机率格纸上。
>4、通过适线比较，Cs＝1Cv的理论频率曲线与经验频率曲线基本吻合，由此查得p＝75%的保证流量：
>Q保＝5.16m3/S
>二、保证出力的计算
>1、由地形测量得电站毛水头H毛＝7.40m，由于电站通过渠道引水发电，丰、枯水期水头变化较小，所以，H最大＝H最小＝H平均
>该电站属低水头电站，计算时，取水头损失：
>△H＝0.6m
>则水计水头H设＝H毛－△H＝7.40－0.6＝6.80（m）
>2、保证出力计算
>计算公式：N保＝A?Q保?H保
>式中：Q保＝5.16（m3/S）
> H设＝6.8（m）
>A－效率系统，A＝7.50
>则保证出力：N保＝7.5×5.16×6.8＝263.16（kw）
>三、装机容量的确定
>该电站装机按倍比等数法确定，这是取倍比字数为2。
>N装＝251.6×2＝503.1kw
>套用标准型号机组，确定装机容量为2台，共520kw，其中：1台为200kw，1台为320kw。型号选择：
>第三节 水能计算
>
>该电站属无调节电站，采用丰、平、枯三个代表年计算，然后求其平均值，得多年平均发电量。
>出力计算公式：N＝A?Q?H
>式中：A?出力系数，A＝9.81×?水×?电
> ?水?水轮机效率，?水＝0.84
> ?电?发电机效率，?电＝0.92
>A＝9.81×0.84×0.92＝7.58
>Q?发电流量，m3/S（见表2）
>H?发电水头，6.8m
>电能计算公式：E＝N?T（万度）
>式中T－各月发电时间（h）
>其计算结果见表2－4
>P＝25%年发电E25%＝392.64（万kwh）
> 年利用小时h25%＝7550（h）
>P＝50%年发电量E50%＝320.83（万kwh）
> 年利用小时h50%＝6169（h）
>P＝75%年发电量E75%＝276.49（万kwh）
> 年利用小时h75%＝5317（h）
>多年平均发电量为：
>E平均＝（392.64＋320.83＋276.49）÷3
> ＝329.98（万kwh）
>利用小时
>h平均＝6345（h）
>第三章 水工建筑物改造
>第一节 引水渠改造
>
>引水渠利用现有的电站渠道。引水渠道接乐水河，在渠道进口设进水闸，洪水季节及机组检修时控制河水不进入渠道。原渠道由于修建年代较久，运行管理不善，已不能满足改造后电站的过流量要求，因此，对原渠道需作技术处理。电站发电时正常引用流量为10.276m3/S，考虑到渠道渗漏，及渠道两边农田灌用水量为0.2m3/S，则渠道最大过水量为Qmax＝10.276＋0.2＝10.476m3/S。改造后渠道设计断面宽×高＝4.1×2.3m，设计坡降1/2000，糙率系数m＝0.017
>
>第二节 压力前池及尾水渠改造
>
>一、压力前池改造
>根据现有的压力前池，各档水墙均用75＃浆砌石加高50厘米，前池进口渐变段与渠道直接相连，拦污栅后的溢洪道位置不变，两溢流道用于机组突然甩负荷时的河水由溢洪道排出，以免对厂房造成威胁。由于该电站不位于河旁，冲沙不利，如果用冲沙道冲砂，势必淤于尾水渠对发电造成影响，故前池内的砂由人工清理。改造后前池结构尺寸：池顶高程150.88m，池底高程148.763m，正常水位150.623m。
>二、尾水渠改造
>原电站现有尾水渠，宽度不够，淤积严重，年久失修，严重影响电站出力，故尾水渠采用浆砌石护堤2.3米高。底板用25厘米浆砌石护砌，全部三面光。经规划设计尾水渠底度b＝3.2米，坡降i＝1/1000，边坡系数n＝0，糙率系数m＝0.017，正常发电时，Q正常＝10.276m3/S，尾水渠水深h＝2米，尾水渠进口底板高程为141.823m，正常水位为143.223米，尾水渠改造长度约600米。
>
>第三节 厂房改造
>
>厂址座于第四系砂卵石层上。厂房的布置需根据地质条件及机组尺寸来确定。厂房基础需验槽。
>一、厂房剖面布置
>明槽水轮机室立式机组厂房分发电机层、水轮机室及尾水室三层。
>1、水轮机室底板高程：水轮机室底板高程取决于上游最低水位，即室中水深不小于h＝1.9，D＝1.8×1.4m。所以水轮机室的底板高程确定为145.733m。水轮机室低进口前池底部，以1：3的缓坡相连。
>2、尾水室底板高程：水轮机的尾水管为直锥形，根据厂家图纸及直锥长度L＝4×D2＝4×0.805＝3.4m，取3.5米；则尾水管底板高程为1142.223m，考虑到尾水室出流情况则尾水室底板高程为141.173m，底板砼厚度为0.7米，下游尾水渠高于尾水室板高程，以1：3的缓坡相连，尾水室出口设尾水闸门。
>3、发电机房楼板高程，确定为151.073，机房的净空高度满足机组吊装的需要，取5.5米。
>二、厂房的平面布置
>1、厂房的长度
>机组段的长度取决于水轮机室或尾水室的宽度，此电站水轮机室为不完全蜗形，总包角225°，各水轮机室之间的隔墩厚度取0.5米，边机组段的水下墙厚度取0.5～0.8米，厂房左端考虑1.5米的人行道，右端考虑机组检修时应有的宽度，所以，电机房长度为12.5米。机组段长度由尾水室或水轮机室控制，取4.2米。
>水轮机室底板上设有直径15厘米的放水、排沙孔，运行时封闭，检修时开启。
>2、厂房的宽度
>发电机布置：发电机离墙壁的净距不小于1.0米，机组间的净距保持2.0米以上。
>调速器的布置：手控式调速器布置于水轮机旁，手柄的方向应使运行人员容易看清配电盘上的表计。
>配电盘的布置：靠厂房的下游侧成一字排列，盘后离墙净距1.0米，盘前净空不小于1.5米。电缆沟设于配电盘间的机房地板下。
>上游侧应保证水轮机、发电机最大构件的运输。
>综上所述，发电机房的宽度，按建筑结构的要求取8.0米。
>第四章 机电设计
>第一节 水轮发电机组的选定
>
>电站现有机组型号为ZD760－LM－60。机组过水量小。对电站渠道和尾水渠改造后，渠道引水量为510.54m3/S。水头为6.8m。由水利计算可知，装机520kw较为合适。查水轮机型谱以及产品目录，结合实际情况，确定选用ZD560－LH－120型水轮机，配套发电机为SF200－20/990和SF320－20/1730，可控硅励磁。
>水轮机组性能表
>
>第二节 电气部分
>
>一、电气主结线
>电站主结线采用单母线接线，有0.4kv和10kv两个电压等级。用两台变压器升压，调度时能灵活的接入和切除变压器。站用电从0.4kv母线上引出。当电站发生事故或检修时，从电网经变压器倒流。
>二、设备选择
>1、0.4kv母线选择，采用了经济电流密度选择：
>回路持续工作电流Ig：
>Ig＝1.05× ＝985.10（A）
>年利用小时6345h， 的经济电流密度J＝1.75（A/mm2）
>则：S＝ ＝ ＝562（mm2）
>选择导线TMY－80×8型铝母线
>2、变压器：
>S1＝= ＝400（kvA）S2＝＝ ＝250（kvA）
>选用S9－400/10.5型和S9－250/10.5型变压器,变比10.5/0.4kv，接线方式Y/Yo。
>3、自动空气开关和刀闸的选择
>按工作电流选用：DW15－630/3
> HD13－630/31型
>4、绝缘导线
>发电机至低压屏之间的引出线采用绝缘导线，按工作电流选择Bv－240型导线。
>5、交流接触器
>接工作电流的三分之一选择：CJ12－200型。
>6、高压熔断器：选用RW4－10/50型。
>7、避雷器：选用Y5W－12.7和Y3W－0.5型。
>8、互感器：
>电流互感器：LM－0.5，600/5A
>电压互感器：JDG4－0.5
>9、成套配电屏：选用PK－2型。
>三、防雷
>为了防止雷击过电压，利用避雷针防止直击雷，在母线上装设避雷器防止感应过电压。
>电站厂房屋面高度6.3米，升压站电杆高度9米，设一根避雷针。具体布置详见设计图纸。
>避雷针高度的确定：
>设避雷针高度为21米，当被保护物高度hX=6.3米时。
>保护范围为rX＝（1.5h－2hx）P＝1.5×21－2×6.3
> ＝18.9（米）
>当被保护物的高度hX＝9米时。
>保护范围为rX=13.5（米）
>符合要求。
>四、接地装置
>电站为一个小接地短路电流系统，中性点直接接地，接地的大部分是低压设备。要求工作接地装置的接地电阻R工作＝4?，防雷接地的接地电阻R防雷＝10?。
>电站所在地为砂质粘土，其电阻率?＝200??m，为了节约用地，采用棒形接地体为主。接地棒采用YB116－65－5型等边角钢，b＝50mm，d＝5mm，1=2.5m，接地棒间用20×4的扁钢连接。
>通过计算，接地棒间的距离d＝5米时，工作接地网的接地棒为40根时，防雷接地的接地棒为9根时，接地电阻能满足要求。
>五、电气二次
>发电机保护装设过负荷、过电流、过电压保护。过负荷和过电流利用过电流继电器实现，过电压保护利用水阻实现。过负荷作用于信号，过流保护作用于跳闸。变压器保护利用高压跌落式熔断器实现过负荷和过流保护。
>
>第五章 施工组织设计
>
>一、施工条件
>电站的主要工程项目有：引水渠、厂房、尾水渠等。电站站址在公路旁边。交通方便，施工场地较宽阔，不会出现误工的现象。
>二、施工组织
>为了加快工程进度，确保工程质量。工程施工实行项目法人负责制。项目的法人由电站法人担任。其下设办公室、施工组、质检组、后勤组对项目的法人负责。保证工程顺利完工。
>三、施工期限与年度投资
>根据工程的具体情况与特点，工程在一年的时间内完成全部工程的施工任务并投产发电。资金来源全部自筹。
>四、运行管理机构
>电站建成后，电站定员人数按“小水电企业定编标准”执行，确定电站定员人数：运行人员5人，检修调试人员1人，管理服务人员1人，合计7人。
>
>第六章 环境评价及水土保持
>
>乡电站为引水式径流电站，无水库，不存在淹没问题。对大气、河流、水源无污染；枢纽建筑物处亦无国家重要设施和文物古迹。因而该电站有很好的环境容量。电站破土动工后，对植被将会有一定的破坏，造成水土流失，需要进行水土保持治理。
>该电站装机520kw，主要工程项目有：引水渠道，压力前池厂区和尾水渠等，占地4000平方米，按全县平均侵蚀模数2964T/km2计算，工程可能造成流失总量为：
>年平均水土流失总量＝4000×106×2963＝11.85（t）
>治理方案以工程措施和植物措施为主，工程措施主要是砌筑挡土墙和护坡等，通过计算治理费共需20000元。
>该电站施工期一年，要求治理方案的实施与主体工程同步进行即一年内完成先完成。工程措施，然后实施植物措施，即先保土防冲后恢复植被，增强表层土的抗冲能力，达到防治水土流的目的。
>该水土保持方案实施后，将会取得显著的经济效益和社会效益，治理方案需在县水土保持预防监督站的监督下实施。
>
>第七章 工程预算
>
>一、编制依据
>1、工程方案及设计图纸
>2、1992年《湖南省水利水电建筑工程预算定额》
>3、1992年中小型《水利水电设备安装工程预算定额》
>4、1994年《湖南省建筑工程预算定额》
>5、1998年《湖南省水利水电工程设计算费用构成及计算标准》
>二、基础单价
>1、人工工资26.4元/工日
>2、水泥 220元/吨
>3、块石 38.0元/立方米
>4、碎石 45元/立方米
>5、河砂 30元/立方米
>6、红砖 220元/千块
>三、机电设备价格
>按照现行厂价加运杂费、采保费等计算。
>四、工程预算
>该工程经设计估算总投资为314.5万元。见后附表
>1、主要工程量
>土方15075方；浆砌石7416方；砼1975方；钢筋砼101.62方；红砖体175方。
>2、主要材料
>水泥1293吨；钢材7吨；块石8450方；碎石1726方；河砂3671方；红砖92.8千块；木材21方。
>3、劳动工日
>该扩建工程全部完工需劳动工日1.9万个。
>
>第八章 经济分析
>
>一、概况
>该电站装机1×200＋1×320kw，年发电量329.98万kwh，其中可靠电量247.48万kwh，季节性电量82.5万kwh。平均上网电价0.285元/kwh。通过工程估算，总投资314.46万元，其中：建筑工程238.53万元，机电设备及安装费75.93万元，
>二、资金来源
>资金全部自筹共314.46万元
>三、财务分析指标
>1、年总产值90.3107万元；
>2、年利润76.79万元；
>3、财务内部收益率24.3%；
>4、静态投资偿还期4.09年；
>5、投资利润率：24.42%；
>6、投资利税率25.87%。
>四、国民经济分析主要指标
>1、经济内部收益率：25.3%
>敏感性分析
>（一）不确定性因素的确定
>不确定性因素考虑投资与效益变化，即投资和效益变化幅度的±10%。
>（二）敏感性分析
>经财务及国民经济敏感性分析可知，当投资与效益向不利方向变化±10%，其参数较好，说明本项目抗风险能力较好。
>敏感性分析汇总表
>
>
>
>
>
>
>
>
>
>
>
>
>设计单位：县水利水电勘测设计室
>设计证书：湘设许证字第号
>批 准：王>审 定：邓>校 核：邱>设 计：曹 邓 王>
>
>
>
>
>
>
>
>
>
>
>
>
>目 录
>
>第一章 综合说明……………………………………1
>第二章 水文和水能计算……………………………6
> 第一节 水文计算………………………………6
> 第二节 保证出力计算和装机容量的确定……8
> 第三节 水能计算………………………………10
>第三章 水工建筑物改造……………………………17
> 第一节 引水渠改造……………………………17
> 第二节 压力前池和尾水渠改造………………17
> 第三节 厂房改造………………………………18
>第四章 机电设计……………………………………19
> 第一节 水轮发电机组的选定…………………19
> 第二节 电气部分………………………………20
>第五章 施工组织设计………………………………22
>第六章 环境评价及水土保持………………………23
>第七章 工程概算……………………………………24
>第八章 经济分析……………………………………25