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第1章 绪 论
小型水电站一直受到人们的重视，而且现在也确实处于较为突出的位置，其原因是：
1.运行寿命长，坚固耐用，价格稳定，并且水资源是可再生的。对于用电规模较小的边远地区来说，所有这些优点使 水力电站成为最具有吸引力的选择对象；
2.拥有连接电厂和用电中心的输电网的地区并不多。许多地区，特别是在发展中国家，还必须依赖就地的小型电厂供电；
3.几乎处处都有可以用来发电的小河流； 4.一般来说，小型水电站造成的环境影响较小；
5.当把河水用于其他目的时，如灌溉和供水等，如能同时加上小水电发电系统，往往会更有吸引力；
6.在工业化国家，常常把小型水电站作为局部地区工业的能源。但在适宜的条件下，小型电站也可并入公用供电系统供电；
7.对已有的大坝和设施上的旧的小型电站进行改建，发电的成本较低，在经济上比较合算。
当今的小水电技术是已经得到充分验证的成熟技术。电站的建造不复杂，所需工艺也较简单，并可大量地利用当地的劳动力和材料。另外，水电站建造周期短。各种现有的并已经过实践验证的电站设计方案，无论是建造方面的，还是运行方面的，均可广泛适用于各地的不同的条件。小水电站运行方式多种多样，既可是简单的人工操作，也可以是全自动的计算机化控制。
小水电站开发在土木工程方面的工作主要是建筑大坝、溢洪水道或引水堰及通向电厂的水道。水通过水道流到电厂，电厂依靠带有机电设备的涡轮机将水的位能和动能转换成电能。小水电站一般都是径流式电站，利用的是自然水流，没有蓄水库。对于小型水电站项目来说，建设大坝是不合算的，因此，通常只建造最简单的矮坝或引水堰。
小水电站在规模上没有优势，单位装机容量成本较高。在目前，500～10000kw的电站投资成本约为1500～4000美元/kw。在某些特殊情况下，成本可能还会更高些。在站址条件特别好的地方，或者当地的投入较为低廉时，成本可能会低一些。一般来说，每干瓦装机容量的项目成本与装机容量和水头成反比。但各个设计参数一般是根据当地的条件确定的，可变更的余地较小。如果在一个现有的供
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水或灌溉系统上增加发电系统，往往花费不多。因此，今后应发展多用途项目，它可很好地成为以后增扩的小水电站的主要平台。对于再小一些的水电站，则更需要重点研究如何降低成本，甚至要不惜牺牲运行效率来达到降低成本的目的。对于那些并非十分重要的功能，则应舍去，并要尽可能就地取材。
在选择控制装置时，需要在装置的复杂性和成本二者之间进行折衷，而且选择时还要考虑当地拥有什么样的技能。如果想采用简单的人工控制来获得满意的效果，就需要操作人员具有相当高的技能。而高度自动化的电站，重点则是在维护方面，并且需要有足够的备份部件，这就需要更多地依靠外地或国外的支援和进口设备。然而，小水电站的容量为三类：微型（小于100kw），小小型（100-1000kw）和小型（1000-10000kw）。对于容量很小的微型电站来说，设计越简单，控制系统就越简单，经济上也就越有生命力；而对于容量大些的小水电站来说，由于要确保电站有比较复杂和完善的保护和控制装置，因此投资就大。
如果小电站能够就地供电，其经济价值就可得到提高。否则，解决输电问题将会占去电站项目投资的相当一部分资金。如果要建新的专用输电网，情况更是如此。如果输电费用变成电站投资的重要组成部分，就会使电站项目的成本明显上升。
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第2章 自然地理水文分析及发电总容量确定
2.1 自然地理与水文气候特性
2.1.1 流域概况
B江河流系山区河流,流域内高山群立,山势陡峭,地形起伏较大.沿河支流众多,支流入口处地势较为开阔,出现山间盆地.干流全长430km,河流坡降约为1/1000；流域面积15000km2。流域形状近于椭圆,南北长160km,东西宽约170km。两岸山坡上一般多生杂草和丛林,植被比较好.本站位于B江下游,本点站以上集水面积12960km2,其上流约86km和37km处各有一水电站C.D,其集水面积坝址以上分别为10375km2与12506km2。
2.1.2 气象条件
B江属于山区河流，地形对气候的作用比较明显。天气寒冷干燥，为期漫长，全流域一月份平均温度在零下10摄氏度以下，全年4～5个月气温在零摄氏度以下，夏季炎热而短促。电站附近的多年平均气温为5.4摄氏度，月平均最低气温在零下32摄氏度（12月份），最高为34.5摄氏度（7月份）。年差很大。
B江降雨量较大，降雨集中在夏季，各地6～8月降雨量占全年的60%左右，尤以7，8两月为最多，最多月雨量与最小月雨量之比30倍之多。电站处水文站年平均降雨量为1089.6mm。
电站处多年平均蒸发量为1095.9mm，其中5月份最大，月蒸发量为214.7mm，一月份最小，月蒸发量为13.6mm。电站附近实测最大风速为每秒16米，风向为东南。
2.1.3 水文资料
水位落差为30米,积水面积在95(km2).由于处于北方每年的降水主要集中在6.8月份, 年降水量为1089.6毫米,初步估计有效发电为3000小时河流平均深度为4000mm。对于夏季雨水比较集中,因此设计时不但要考虑发电时的电量控制还需要做好防洪的功能.
所以结合上述资料可以通过计算电站位置的水能。
由于缺乏对支流足够的水文资料因此利用有限的资料进行估算。
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设计代表年平均流量，各设计代表年（丰 平 枯年）的平均流量。
设计流量的计算公式：Q?K?Q 公式（2.1）
Q?F?A 公式（2.2）
式中：A——代表集水面积（km2）；F——代表多年径流深（mm）
；K——模比系数(取0.9) Q——多年平均流量（m3s）
由计算得：河流的平均流量为：Q=9.8m3s
2.2 发电容量的确定
设计代表年平均流量(年平均流量由上已经计算)
其中发电总容量中有损失的成分.其中包括水轮机.发电机效率.引水管道水头.三部分组成.一般在80%～85%左右.本次选择80%. 因此，计算得：
P?9.81?Q?H?0.8 公式（2.3）
其中：Q为平均流量、H为水头高度
结合河流的自然条件本次小型水利发电厂的发电容量为：
P?9.81?Q?H?0.8=2458kw
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第3章 发电厂位置及类型的确定
3.1 发电厂位置的确定
3.1.1 从防洪灌溉上考虑
由于本小型水电站对于防洪灌溉上也有一定的调节作用。但由于储水的容量局限了这个调节能力，所以本水电站将建在两个大型水电站下游。对于防洪来说起到了一定的作用，而且还可以在农业的灌溉上起到作用。因此，从防洪灌溉方面来考虑此水电站建的地理位置是和上游的水电站有一定的安全距离，还应该据农田的灌溉不远的地方。
3.1.2 从用电需求来考虑
由于本河流所流经的全是山区，从山区来说交通不是那么便利。所以从运输和经济性考虑建火力发电厂是不合理的，为了达到以电力发展来推动农村经济的发展，以天然河流为依托建立一个小型水利发电厂是比较合理的。所以，拟把本电厂建在尽量靠近城镇的地方，这样不仅可以减少输电线路的距离提高经济性，而且方便水电站的管理，尽量使以后的水电厂员工上下班交通尽量便捷。
3.1.3 确定位置
综合考虑以上各个方面的因素把水电厂建在C、D两水电站下游，尽量沿河流建在靠近城镇地方。尽量提高水头和集水量的地理位置。这样既能对于防洪蓄水起到一定的作用又能够节约输电线路，对于促进乡镇工业的发展起到了巨大的作用。也是对国家大力发展的“三农政策”起到巨大作用。水电站地理位置的选择需要考虑的因素很多，这里只是做了简短的介绍。
3.2 发电厂类型的确定
水电站的分类方式很多，如按工作水头分为低水头、中水头和高水头水电站；按水库的调节能力分为无调节（径流式）和有调节（日调节、年调节和多年调节）水电站；按在电力系统中的作用分为基荷、腰荷及峰荷水电站等。本教材着重讲述水电站的组成建筑物及其特征，根据这一原则，水电站可以有坝式、河床式及
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