1.0.1 本条是对制订SLl93—97《小型水电站技术改造规程》(以下简称《规程》)目的和必要性之说明。

我国农村水电资源丰富，可供开发利用的资源为1.42亿kW。新中国成立以来，我国农村水电建设取得了巨大成绩，特别是第一、二批农村初级电气化县的建成，加快了农业经济的发展和农村面貌的改变。到1996年底，全国已建成小型水电站4.5万余座，拥有机组7万余台，总装机容量达2020万kW，占可开发量的14.2%。小型水电站已遍布1500个县(市)，供电电源以小水电为主的县有800多个。对农村尤其是边疆少数民族地区国民经济的发展和人民生活水平的提高发挥了巨大作用。

与大型水电站比较，小型水电站有以下特点：

·单机和装机容量小，数量多，地域分布广，安全生产中存在的问题较多，经济效益较差。

·先天不足，水文资料不全，水电站主要设计参数(H、Q)与实际参数有时偏差较大，因而不少水电站出力不足或弃水量大。

·早期建成的小水电站，有机找窝或有窝找机情况比较多，因此，机组技术参数与水电站实际运行参数区配不佳，机组运行往往偏离最优工况区，因而效率低、振动大，多泥沙水电站磨蚀损坏严重，大修间隔时间不到一年。

·机电设备陈旧落后，制造厂家杂，设备不易配套，加工精度不够，质量差，机组运行可靠性低，事故多，设备提前报废率高。

·水工建筑物缺陷比较多。

·受农业灌溉制约较多，年发电利用小时数较少。

·水电站自动化水平低，管理手段落后，新技术应用较少。

·技术改造工程量小，投资少，见效快，经济效益明显，社会效益大。

水利部对小型水电站的技术改造工作非常重视，“九五”期间计划改造700万kW中小水电。为把小型水电站技术改造工作科学化、规范化，特制订本规程。

1.0.2 本条是对《规程》适用范围的规定。

本规程主要应用对象是装机容量50000kW及以下、500kW以上小型水电站的技术改造，装机容量小于500kW的水电站的技术改造，可参照执行。

1.0.3 对水电站技术改造的要求：

(1)小型水电站技术改造，必须贯彻执行国家和地方制订的技术经济政策，模范执行《中华人民共和国水法》和《中华人民共和国电力法》。根据当地国民经济发展的需要，按照地方水利、电力规划的要求，统筹安排，兼顾各方利益，做到投入少，产出快，效益高。

技术改造必须从实际出发，因地制宜，立足于电站工程原有的基础设施条件，既考虑实际需要，又估计到技术和资金上的可能，做到稳妥、可靠、先进、合理。

(2)要求业主单位认真做好小型水电站技术改造工程的有关立项准备工作，尤其应委托设计或咨询单位编制可行性研究报告，合理确定技术改造方案、提出工程概算和施工进度计划。必要时也可委托有关单位和专家进行专项技术咨询。例如，浙江省东阳市横锦水库一级水电站2×3000kW机组增容至2×4000kW的技术改造，委托中国水利水电建设工程咨询渤海公司承担技术咨询，优选主机设备和优选制造厂家，不仅采用国内最新技术产品，而且为业主节省机组设备投资108.2万元，占合同总价的15.7%。

可行性研究报告除包括改造工程技术可行性和经济效益分析的内容外，还应论述下列问题，并应与相关部门(当地电网管理部门、民政部门等)进行联系和协商：

·水电站扩装机组或机组增容较多时对接人系统的影响；

·采取大坝加高或增设橡胶坝等措施对淹没土地和移民的影响；

·跨流域引水、区间引水时对当地农业灌溉和居民饮水的影响；

·水电站技术改造后上网电价的测算及用户的承受能力；

·其他对外界有影响的问题。

由于各个水电站的具体情况如水头、机型、过机含沙量、设备制造质量、运行检修、管理水平和财力等条件差异很大，因此，各个水电站可根据具体条件制订技术改造的预期目标。通常一次改造为实现一个或几个目标，也可制订总目标，分期实施。

技术改造一般有如下目标：

·用先进的设备代替陈旧设备，恢复或增大发电能力；

·用参数合理匹配的设备代替参数偏离的设备，改善机组运行工况，增加年发电量；

·用先进成熟的技术，改造陈旧落后的设备，提高设备性能、可靠性和完好率，并延长使用寿命；

·合理改造水工建筑物，提高水头或多蓄水，提高调蓄能力和增加发电量；

·合理改造厂房或设备，改善运行条件，提高自动化水平；

·合理调整水电站和机组的运行方式，增加年发电量和提高灌溉效益。

(3)随着科学技术的飞速发展，特别是改革开放以来，国内外先进技术和科研成果大量涌现，因此，技术改造时应积极而稳妥地采用新技术、新工艺、新材料和先进设备。例如新型号转轮、新型进水阀、节能变压器、微机调速器、操作器、新型励磁装置、计算机监控系统，弹性金属塑料瓦、新型号断路器等。这些新技术、新工艺、新材料和先进设备的推广应用，必将大大提高小型水电站运行设备的完好率和自动化水平，为水电站增容和安全运行创造条件。

经过技术改造后的水电站，应当做到10年左右时间内，在同类水电站中仍具有先进的技术水平和较高的运行可靠性。

(4)小型水电站技术改造的特点是“短、平、快”，其增容改造投资本息的偿还期不宜超过5年。减容改造，由于发电效益一般比增容改造稍差，其投资本息的偿还期可适当延长。

1.0.4水电站的技术改造，除符合本规程的规定外，其中挡水、引水、厂房等水工建筑物，水力机械，金属结构和电气设备的设计、施工、安装、验收等，还应符合国家和水利水电行业现行的有关标准、规程、规范及其他有关规定。

2 基础工作

2.0.1 基本水文资料对水电站技术改造方案的论证十分重要。根据水电站投运以来站址或附近的水文资料，分析水电站上下游水位、水头、流量(包括引用水量及弃水量)的变化规律，并与原设计时选定的机组参数(H、Q)进行比较，论证水电站水能利用率和增容改造的可能性、必要性及经济性。有条件时可绘制日平均流量历时曲线，作为增容改造的依据。

对于多泥沙水电站，应统计水电站投产发电以来的泥沙资料，包括水库或渠道的泥沙淤积情况，历年平均输沙量，汛期水电站及过机的最大、最小、平均含沙量和水轮机磨损情况，必要时应做泥沙的颗粒级配和矿物成分及其含量分析。

总结水电站取水防沙的布置设计与运用情况。

洪水记录和洪灾情况是特殊的水文资料，应予总结研究。

2.0.2 由于增容改造将加大机组流量，故需查清和校核引水系统的允许最大过水能力及水头损失、压力管道的允许最大水压力等，是否满足水电站增容和安全经济运行的要求。必要时，提出需要调整和改进的具体要求及措施。

对于坝前淤积与坝后淘刷情况，以及水工建筑物的沉陷、裂缝、破损、冲刷损坏都要核查清楚。

2.0.4 查清电站投入运行以来历年各台机组的发电量(有功、无功)、汛期发电量和实际运行小时数，设备和设施的事故及原因，以及检修情况、设备完好率、电站平均效率和农田灌溉等综合利用效益。对于梯级水电站，还应分析计算改造后整个梯级增加的发电量，灌溉面积以及可获得的最大综合利用效益。

对绝缘老化严重、事故率高的电气设备和性能变化超出允许范围的电气设备或部件，应列为改造项目。

电气设备历年运行温升与规定值相比偏差较大者，说明容量有裕度或者经常超负荷运行。

核定水电站各项机电设备选择与配置是否合理、先进、运行状况的优劣程度，并提出水电站改造时需要调整、充实和改造的具体计划和要求。

分析水电站监控系统的设计水平、配置状况及运行情况，是否满足安全生产和经济运行的要求。根据水电站在电网中的重要性，研究决定水电站自动化的要求。有条件的水电站，技术改造时要为实现自动化、远动化运行创造条件。

2.0.5 竣工图纸与设备尺寸有可能不一致，故需进行现场测定，作为制造新设备的依据。

水轮机蜗壳、座环、尾水管锥管等水下埋设件一般不作技术改造，但与机组改造部件相关的尺寸亦需实地测量查清。

3 性能测试

3.0.1 本条规定单机容量为3000kW及以上的机组应做现场性能测试。

技术改造前后主要机电设备的性能测试工作是水电站技术改造的重要环节，测试数据是考核水电站技术改造成效和技术经济指标的主要依据。

到1993年底，全国水利系统单机容量3000kW及以上的机组有730余台，做好这些水电站机组的性能测试工作，对推动全国小型水电站的技术改造工作具有重要意义。

单机容量3000～1000kW的机组，有条件时也应做设备的性能测试工作。

考虑到测试条件对测试准确性的影响，推荐用同一方法和同一套仪表在改造前后做相对比较测试。

3.0.2 水电站主机设备的性能测试主要指机组出力、效率及影响安全运行的机组稳定性(振动、摆度)和电气设备绝缘性能等，应委托水利水电系统计量认证合格、具有质检资格的单位进行测试，并提出测试报告。

3.0.3 我国尚无水电站机组现场流量测试标准，国际电工委员会(IEC)的规定是国际上公认的中等水平的测试标准。IEC规定的标准中水轮机流量测量的方法很多，如流速仪法、超声波法、压力差法等，各个水电站可根据机型和水轮机引水系统布置形式等不同特点，分别选用。

流速仪法可在进口闸门槽或引水钢管内布设一定数量的流速仪进行测量，其精度较高；

换能器安装于引水钢管外表面的超声波法测流，可在不停机条件下进行，测量精度高；

压力差法比较简单，精度能满足要求，常为水电站采用。其关键是差压装置流量系数的标定，由于水流流态复杂，且产生压差的部件制作工艺及安装条件的差异，难于采用理论计算的方法确定差压与流量的关系。但装置选定后，可采用公认的测量技术对该差压测流系统进行原位标定，计算出差压装置流量系数，可保证流量测量结果的精确度。

经过技术改造，单机容量3000kW以上的机组，在可能条件下，宜设置有一定精度(误差小于等于3%)的流量、效率在线监测装置，并定期(如一年一次)对该装置进行校验标定，逐步过渡到以效率下降或相对效率下降值决定水轮机大修间隔时间，以提高大修决策水平。

3.0.4 电气设备性能测试的内容、方法与标准，参考有关预防性试验的规定执行。改造前可利用最近的预防性试验结果，改造后应按新设备交接试验标准进行试验和验收。

全部性能测试结果，应由项目主管部门审定或由主管部门邀请专家审定，作为确定水电站技术改造的必要性、改造规模与时机以及考核改造成效的依据。

4 技术改造

4.1 一般规定

4.1.1 小型水电站的技术改造应积极采用实用新技术，加大科技含量，以最少的投入，获得最佳的经济效益和社会效益，最大限度地提高设备的可靠性，并在可能条件下提高水电站的自动化水平。

4.1.2 本条提出水电站需进行技术改造的各种情况。

4.1.2.1 机电设备方面：

(1)设计时机型选择不当或因当时、当地客观条件限制(如有机找窝或有窝找机等)，主机设备特性与工程设计参数匹配差，例如参考资料6、7、9、15和29等。机组效率低，综合效率低于水利部农电司电站(89)26号文规定的指标(见4.1.3.2条说明)，安全运行可靠性差，年发电量损失大。

(2)电气设备与水轮机不配套，即发电机、主变压器、断路器或引线容量限制了水电站的设计出力，参考资料27、28、29是这方面的例子。

(3)机电设备制造质量差，技术老化，性能落后，如1964年水轮机型谱中的PO211、PO82及ZD661等仍在服役，这些转轮相当于国外20世纪30—40年代的技术水平；设备能耗高，如高能耗变压器仍在服役；不少小型水轮发电机组综合效率只有40%～60%。

(4)多泥沙河流上运行的水电站，水轮机通流部件磨蚀损坏十分严重。据调查，在水利系统小型水电站中，约有1/3的水轮机有空蚀与磨损问题，有些机组大修间隔时间不到一年，导水机构、闸门或阀门严重漏水，不能正常开、停机。如云南省元江县小河底一级水电站，泥沙磨损使机组难以正常开、停机、需要停某台机时，上游渠道必须停水，影响水电站另外3台机和下游二级水电站的正常发电。另外，有的水轮机叶片发生严重裂纹或断裂，不能保证安全运行。

(5)设备或设施已达到或接近一般规定的使用年限，或虽未达到使用年限但已严重老化，运行事故率高。一般运行20年以上的电站，需要考虑技术改造。设备状况良好的电站，也可适当延长。情况特殊的，如多泥沙水电站，其技术改造时间可根据实际情况确定。

(6)机组长期带病运行，水轮机存在严重的机械缺陷或发电机整体绝缘水平严重下降，调速系统或励磁系统以及挡水、引水和水工建筑物、金属结构诸方面存在着重大缺陷。

4.1.2.2 水库与引水系统方面：

(1)引水工程不配套或施工质量差，机组实际引用水量、水库蓄水位和水轮机运行水头达不到设计值，以致机组长期出力不足或远离最优工况区运行：效率低，空蚀及振动严重，年利用小时数远少于设计年利用小时数，如参考资料6和22。

(2)水库或河流的天然来水量增加(减少)或灌溉引用水量增加(减少)较多，枯水期水量严重不足，汛期大量弃水，具备增容(减容)改造条件，如参考资料15。

(3)水库大坝加高，或溢流坝增设翻板门或橡胶坝，使水库畜水量加大，机组工作水头提高，或弃水较多，具备增容改造条件，如参考资料3和4。

(4)例如栅条过密或栅条截面不呈流线形等，均宜进行改造，以减小水头损失。

(5)例如隧洞、渠道的渗漏水量过大，宜采用新材料、新工艺进行堵漏防渗改造处理。

4.1.2.3 运行方式与运行环境方面：

(1)视库容大小，调峰水电站可适当增加装机容量。

(2)主机噪音超标过多，距发电机或励磁机1m远和距地面1m高处的噪音高于95dB

(A)或者通风不良，广房内温度过高，运行条件差。

4.1.3 本条规定水电站经技术改造后的主要技术经济指标。

4.1.3.2 额定工况下，机组段的综合效率不应低于农电司电站(89)26号文规定的指标：

(1)单机容量小于500kW的机组，其综合效率应不小于70%；水头低于8m的轴流定

桨式机组，其综合效率也应不小于70%。

(2)单机容量500—3000kW的机组，其综合效率应不低于75%。

(3)单机容量3000kW以上的机组，其综合效率应不低于80%。

机组段的综合效率吁计算公式为：

η＝PN/9.81HrQr