赛吾多水电站压力引水发电洞无调压．井的设计
马文卿
(甘肃省水利水电勘测设计研究院，甘肃兰州 730000)
摘要：结合赛吾多水电站工程实际，通过水力过渡过程计算，分析引水发电洞不设置调压室的可行性，阐述了引水发
电洞支护设计，讨论了发电洞未设调压室的优缺点，目前电站运行正常。
关键词：水电站；引水系统；调压井；赛吾多水电站
中图分类号：TV732 文献标志码：B 文章编号：2095—0144(2014)08—0040—02
1 工程概况
赛吾多水电站位于甘肃省合作市加茂贡乡的洮
河干流上游段，洮河为黄河一级支流。
电站为低坝引水式。装机容量20(2~10)MW，为
轴流转桨式水轮发电机组．额定水头20．2 in，电站保
证出力4．4 MW，多年平均发电量8 238万kW·h，年
利用小时数4 142 h。坝顶高程2 759．40 in，最大坝高
13．9 In。为Ⅳ 等小(1)型工程。电站主要由枢纽、引水
隧洞、压力引水总管及岔管、主副厂房、尾水渠等组
成。
引水发电洞布置于洮河左岸。设计引水流量
l13 m3／s．主洞洞身段长412 m、直径8．2 m，压力隧
洞主洞与支洞平面上为“卜”形布置，主洞末端通过
平面上带36．5。的偏心(底平)渐缩段(D=8．2～4．6 1TI)
与主厂房1 机组进水口衔接。渐缩段轴线长36．5
1TI。在主洞轴线桩号为引0+440．558 1TI处布置2 支
洞分岔点，2 支洞洞径6．0 m，轴线长45．0 in，支洞末
端接5．0 m长偏心(底平)渐缩段(D=6．0～4．6 In)，然
后与主厂房2 机组进水口衔接。
隧洞穿越右岸基岩山体．洞身最大埋深约200 1TI。
隧洞洞身围岩为三叠系砂质板岩及长石石英砂岩夹
砂质板岩．岩层走向与洞线方向夹角为l9。～21。。隧
洞进出口自然边坡稳定．隧洞前后各40 in段及洞身
0+085～0+120 ITI、0+172～0+214 ITI段为中厚层砂质板
岩。其他洞身段岩体岩性为厚层砂岩夹薄层板岩，
岩体呈薄层状结构，洞身围岩均归属Ⅳ类围岩。砂
质板岩围岩变形模量：1～2 GPa，泊松比：O．32～0．34，
凝聚力：0．2～O．3 MPa，内摩擦角：3l。～33。，坚固系数
：1～2，单位弹性抗力系数K。=7--9 MPa／cm；砂岩夹
薄层板岩变形模量：2～3 GPa，泊松比：0．30～0．32，凝
聚力：0．3 0．4 MPa，内摩擦角：33。～35。，坚固系数
．
=
2～3．单位弹性抗力系数Ko=9～12 MPaJcm。
2 调压室设置的必要性分析
(1)设置调压室必要性的初步判断
调压室设置初步验算采用DI仃5058—1996(水
电站调压室设计规范》第3．1条“调压室设置条件”
进行验算。
针对不同洞径进行计算，初步估算当主洞洞泾
为8．5 m，支洞洞径为6．0 m时，水流惯性时间常数
Tw接近于是否设置调压井的判别条件范围。
经计算。以最不利工况考虑，Tw=4．52 S，略大于
4 S。考虑到 值受电站机组容量在电力系统中所
占的比重，以及机电运行参数等影响，并且通过采取
适当延长蝶阀关闭时间，加大水轮机转动惯量等方
法．初判 值较大，但是趋近于不设调压室条件。
因此需进一步通过压力水道水力过渡过程计算予以
验证。
(2)水力过渡过程计算
水力过渡过程计算中，水轮机采用ZZ500转轮
特性进行计算。2台机水轮机额定工况点的模型导
叶开度为27．65～27．91，桨叶角度为6．76。～7．00。。
通常轴流转桨式水轮机应该采用分段关闭规
律，并需进行优化。采用分段关闭能有效降低机组
最大转速升高和蜗壳最大水压力升高；同时分段关
闭也有利于减少反向轴向力，防止抬机。本电站复
核了两种关闭规律，推荐关闭规律为：Ts。=10 S，Ts =
30 S，Y1z=0．6，Tz=50 S；
调节保证计算表明．在两台机同时甩全负荷时，
机组最大转速升高为48．47％，小于调节保证允许值
60％，蜗壳最大水压力为36．15 1TI，小于调节保证允
收稿日期：2014—07—17
作者简介：马文卿(1980一)，女，甘肃会宁人，工程师，主要从事水利水电工程设计。
· 40
