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宝泉抽水蓄能电站
1 工程概况
河南宝泉抽水蓄能电站位于河南省辉县市薄壁镇大王庙以上2.5km的峪河上,电站距新乡市、焦作市和郑州市的直线距离分别为45km、30km和80km。工程枢纽建筑物由上水库、下水库、输水发电系统和地面500kV开关站等建筑物组成。电站装机容量1200MW,年发电量20.1亿kW.h,年抽水电量26.42亿kW.h。电站建成后,以500kV两回出线送至新乡变电所接入华中电网,担负电网调峰、填谷并兼有备用、调频、调相等功能。
2 枢纽建筑物及主要参数
上水库和下水库 上水库在峪河左岸支流东沟上筑坝形成,主坝采用沥青混凝土面板堆石坝,最大坝高94.8m,副坝为浆砌块石重力坝,最大坝高42.9m,库盆采用粘土铺盖护底、沥青混凝土护岸的全库盆联合防渗形式。
下库采用峪河上已建的宝泉水库,在原浆砌石重力坝及溢流堰上进行加高加固,最大坝高由91.1m加高到107.5m。
输水系统 由上、下水库的进(出)水口、引水洞、尾水洞、岔管等组成,总长约2373m,引水系统及尾水系统均采用一洞二机布置。引水系统总长约1495m,引水洞内径6.5m,采用钢筋混凝土衬砌。通过钢筋混凝土岔管每条引水洞接2根内径3.5m的钢衬支管(高压钢管)引水进入水泵水轮机组;尾水系统总长约878m,尾水支管管径为4.4m,尾水隧洞洞径为8.2m。
地下厂房 主要有:主副厂房、母线廊道、主变洞、500KV出线洞、尾水闸门洞、进厂交通洞、通风兼安全洞、地面开关站等。主副厂房洞长147m,宽21.5m,高47.925m。主变洞长147.4m,宽18m,高约20.3m,与厂房洞平行,净距35m,与厂房洞有4条母线洞和1条主变压器运输洞相连。地下厂房洞室群均采用喷锚支护。开关站布置采用地面GIS方式,高压电缆由主变室中部的出线洞引至地面开关站,两回500kV出线。
3 主要工程技术特点
(1)上、下水库设计 上水库在峪河左岸支流东沟上筑坝形成,大坝采用沥青混凝土面板堆石坝,最大坝高94.8m,坝顶长600.37m;库岸采用沥青混凝土衬砌、库底采用粘土铺盖防渗。为减少上水库开挖量,上水库沥青混凝土库盆边坡为1:1.7,是国内目前为止最陡的沥青混凝土边坡。使用国产沥青原材料,并由国内施工队伍完成所有配合比设计、试验和现场施工。
下水库采用峪河上已建的宝泉水库,在原浆砌石重力坝及溢流堰进行加高加固,最大坝高由91.1m加高到107.5m,成为目前亚洲最高的浆砌块石重力坝。坝顶长508.3m,正常蓄水位由244.0m抬高到260.0m,溢流堰宽度不变,堰顶高程由244.0m加高到257.5m,并加设3m橡胶坝,汛期塌坝泄洪。
(2)引水系统 引水系统斜井沿程穿越两个水平发育的古风化壳,上古风化壳厚度13m,承受约135m的水压力,下古风化壳厚度5m,承受约280m的水压力,风化壳破碎、强度低、渗水量较大、有柔皱现象,为Ⅳ~Ⅴ围岩。斜井在古风化壳部位采用加强临时支护和阻水帷幕;永久衬砌采用加厚钢纤维混凝土衬砌设计,方便了施工,节约了工程投资。
(3)高压钢管设计 由于高压钢管承受最大内压达8.65MPa,近厂房段钢管按明管设计,离厂房边线6m外,考虑钢管、衬砌、围岩三者联合作用,按埋管设计,在不同部位分别均采用国产16MnR、600MPa级和800MPa级钢,厚度为34~48mm。最大静水头与钢管长度比值为0.151~0.187,为同类高水头电站中最小的。
(4)取消尾水调压室设计 输水系统全长约2373m,其中上游系统长1495m,机组下游尾水系统长878m。经设计优化,通过增大尾水隧洞洞径、优化机组参数,取消了尾水调压室,保证了尾水管进口不出现负压,设计指标满足现行的《水电站调压室设计规范》(DL/T5058-1996)要求,为国内领先。
(5)主要机电设备 主厂房内安装四台单机容量为306MW的立轴单级可逆式水泵水轮发电机组,水轮机工况最大、最小和额定工作水头分别为562.48m、485.79m和500.00m;水泵工况最大、最小扬程分别为572.46m和501.87m。电站主机及其附属设备由法国ALSTOM公司设计供货,其中宝泉电站4#机采用的是由ALSTOM公司技术转让,哈尔滨电机厂生产的方式。这是国内大容量、高转速、高水头的抽水蓄能机组中首次实现国产化。电站主变压器采用四台强迫油循环水冷三相双卷式变压器,单台容量360MVA,由常州东芝变压器有限公司设计供货;500kV电缆采用交联聚乙烯绝缘单芯电缆,截面800mm2,由日本JPS公司设计供货。地下主变洞以及地面开关站500kV GIS设备由德国SIEMENS设计供货。
 
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