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小型水电站怎样安全度汛

文档作者：余建军文档来源：四川水利职业技术学院双合教学科研电厂		点击数：	更新时间： 2021年11月13日
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小水电2011年第6期(总第162期) 第二届“中国小水电论坛”论文专辑
型水电 怎样 舍度汛
余建军(四川水利职业技术学院双合教学科研电厂 四川都江堰611830)
【摘要】介绍农村电站怎样从运行管理方面保证取水枢纽、输水系统、厂区枢纽安全防汛和度汛，并总结了应该怎样
从运行管理方面保证厂用电可靠性和防止雷击事故。
【关键词】水电站安全度汛措施
大批农村小型水电站为社会提供优质、清洁的
能源，为建设社会主义新农村发挥了巨大的作用。
然而由于农村小型水电站一般都地处偏远地区，交
通不便、信息不畅、技术水平较低，加之农村小型
电站一般建设时设计标准偏低，并由于经费拮据导
致各方面设施均不太完善，存在各种隐患。每年6
8月的汛期，暴雨、洪水、泥石流、雷击、大风
给农村小型水电站安全运行带来极大威胁。如何安
全度过汛期是关系到农村小型电站能否长期可持续
发展、长期发挥社会效益和经济效益的关键问题，
是关系到汛期确保一方平安的重大安全问题。
1 取水枢纽
取水枢纽是电站防汛度汛的第一道防线，是保
证电站安全运行的关键环节，必须高度重视。农村
小型水电站取水方式因地制宜，相对来说底格栏栅
坝有利于防洪，但汛期时因推移质堵塞容易造成不
能进水而影响发电；而多数小型电站采用闸坝或者
全闸式取水方式，特别是径流式电站全闸方式取水
对水电站安全威胁最大。农村小型水电站取水口一
般离厂区较远，交通不便、信息不通。由于电站
小、职工少，取水口人则更少，一般就1～2人长
期值守。每年都有因取水口人员不在岗或者人虽在
岗却因熟睡或其他原因而未发现洪水来临且未及时
提起泄洪闸门导致水漫河堤冲毁农田房舍、冲走人
员、家畜、财产、水淹厂房及设备的重大事故。
收稿日期：2011—06—23
作者简介：余建军(1953一)，男，高级工程师，主要从事
继电保护、自动装置等电气类专业课程的教学
工作。Ernall：951300395@qq．corn
那么如何保证取水枢纽运行安全呢?首先应建
立严格的取水口管理规章制度，并严格实施。要加
强对取水口管理人员的思想教育，让他们充分认识
取水口管理工作的重要性并切实负起责任，在汛期
必须坚守岗位。要非常明确地告知在雷雨时取水口
管理人员必须在自己的岗位上承担法定的防洪抢险
的责任。在洪水达到规定的水位时必须提起泄洪闸
门，在电站因故突然中断发电时，不需任何人通知
应千方百计立即实施紧急提起泄洪闸门。要规范正
常情况下提起泄洪闸门的操作方法，同时也应强化
训练掌握在厂用电中断时开启应急电源紧急提泄洪
闸门或者危急时手动提泄洪闸门的方法。
电站领导要慎重选择取水口管理人员，选择既
有一定责任心又有一定体力还有一定文化知识和头
脑灵活的人员对取水口进行管理可大大提高电站整
体防汛水平。要时刻保证电站中控室与取水口的通
讯，要有切实可行的对取水口人员在岗与否的巡
视、督察、检查、抽查的管理办法和奖惩制度。在
有重大灾害性天气消息时应及时向取水口管理人员
通报并提出相应要求。在雷雨即将来临时应与取水
口管理人员取得联系，一是关心了解取水口工作人
员精神状态(应特别注意其是否酗酒酣睡)，二是
检查关键时刻人员是否在岗，三是提醒雷雨即将来
临嘱咐其做好应急准备，交代注意事项。取水口工
作人员长期远离厂区，工作条件艰苦、工作责任重
大。因此要针对取水口工作的特点特别关心取水口
工作人员的生活，应配备必要的劳动防护用具和生
活娱乐设施，必要时可视情况采取家庭承包责任制。
要加强平时对取水枢纽各水工建筑进行巡视检
查。重点检查闸坝上游两岸防洪堤迎水面有无纵向
裂缝、横向裂缝、表面坍塌；检查防洪堤背水面有
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第二届“中国小水电论坛”论文专辑 SMALL HYDRO POWER 2011No6，Total No162
无渗漏、堤底有无冒水、冒砂、管涌。要在汛期前
完成对防洪堤背沟的疏通清理，防止背沟积水泡软
堤基且在高水位运行时发生河堤侧翻倾倒。要定期
检查拦河大坝及坝基，特别是对溢流坝后护坦、消
力池、两岸河堤，每次洪水后应重点检查有无冲刷
和淘空现象。检查结果要详细记录，并分析损坏发
展的程度。应急时可用铅丝编织笼蔸铺盖于冲刷毁
损处，再在笼蔸中装填块石构筑临时防洪护堤设
施，防止冲刷损坏进一步扩大，影响河堤安全。
对有日或者周调节水库的电站，蓄水发电和泄
洪是一对矛盾，电站领导应正确处理这种矛盾。要
着眼全局确保安全，应在总结历年调水经验结合周
边地区降雨情况 区间来水情况、近期天气预报等
多种因素后作出决策；在有重大灾害性降雨天气近
期预报时应提前开闸泄洪。希望县级水利部门与气
象部门加强联系，及时通报重大天气消息，发布防
洪预警通告，建立防洪预警通讯体系，加强宏观指
导检查督促，防患于未然。
平时要加强对取水枢纽泄洪闸门及启闭机械、
电力设施、供电线路进行检查维护。特别是对提闸
门钢绳、提闸电动机传动皮带、轴承、变速箱要重
点检查，发现裂口、断股应及时更换，避免危急时
误事。很多电站启闭机露天安装，由于无遮盖且密
封不好，下雨时油箱易进水，而且启闭机工作时齿
轮无有效润滑导致急剧损坏，因此要经常保证启闭
机减速箱内机油位油质正常。对启闭机及电动机最
好加装防雨罩，防雨罩除对启闭机、电动机进行遮
护外还可保护电动机至启闭机的传动皮带，以免雨
水淋湿皮带打滑造成电动机空转而闸门提不起来；
还有一个好处就是可以防止抱闸制动块(刹车片)
因雨水淋湿摩擦力不足而在闸门提起后因自重而
下滑。
对取水口可靠供电是非常重要的问题，一般应
有两路独立电源对取水口供电。若仅一路电源供电
则可准备1套柴油发电机并保证随时保持良好备用
状态，还要定期进行启动检查。若配柴油发电机有
困难可选用手电两用启闭机在危急时手动提闸。对
吨位不是很大的闸门，也可在取水口闸门悬挂1个
5 t左右(1人能拉动)的手动葫芦，保证全厂中断
发电时能人工提起1道泄洪闸门。
建议在取水口1道泄洪闸门上装设1套水位超
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高自动提闸系统，条件许可时可以采用PLC可编
程控制器实施。近年采用微机监控的水电站可将取
水口水位纳入监控系统之中，当达到某个汛限水位
时自动报警，水位再升高则自动提起泄洪冲砂闸。
利用光纤通道让取水口与中控室直接联系，中控室
提闸命令可直接对闸门进行操作。配合视频监控系
统中控室可看到取水口闸门和水位现场情况，中控
室人员可从容应对。要节约经费可采用干簧管配浮
子信号器实施，花几十块钱即可极大提高取水口防
洪能力和安全性。
2 输水系统
引水式电站一般输水线路较长且在厂区监视范
围以外，运行经验证明采用隧道引水方案比明渠在
汛期运行较安全。明渠在暴雨时山体容易滑塌、山
涧来水冲击可能引起渠道堵塞，造成边墙垮塌事
故。平原地带低水头电站流量很大，特别是引水渠
道背坡采用干砌方式的电站，暴雨或者久雨使渠道
背水侧底部基础泡软容易引起渠道垮塌。这种电站
一般引水渠道都高出地面许多形成地面“天河”，
一旦渠道出现垮塌事故，大水就会从“天”而降，
造成一场大面积重大人身伤亡或者重大财产损失的
事故。在汛期要有专人经常巡视渠道，对渠道的高
边坡地段、基础软弱地段、渠道边老百姓集中居住
地段应重点检查并做好记录。对渠道外坡开裂、垮
塌和渗水处应严加防范，平时要尽量消除这些渠段
的安全隐患，力求把渠道可能发生的事故消除在萌
芽状态。区间暴雨或者久雨时可适当降低渠道运行
水位确保安全。电站因故突然中断发电时应立即通
知取水口提泄洪闸泄水，同时机组带厂用电或者近
区负荷尽可能不停机，实在不得已也要保持发电机
空转泄水，尽量减少高水位对渠道的威胁。要有充
分的实测数据验证当电站甩满负荷全停机时前池反
射涌水波不超过渠道最高安全水位，同时要保证此
种情况下前池溢流堰能有足够溢流能力。要注意暴
雨或者久雨时渠道也不能过低水位运行，防止渠道
过低水位运行造成渠道边墙向内侧翻倒。
山区中高水头电站压力管道较长，汛期要注意
山体滑坡、岩石坠落砸坏钢管，还要注意要有压力
管槽地表水排水通道，防止暴雨时压力管槽集水冲
坏镇墩支墩或者顺势冲入厂房引起不必要的麻烦。
小水电2011年第6期(总第162期) 第二届“中国小水电论坛’ 论文专辑
3 厂区枢纽 5 厂用电
主厂房是电站的核心部位，汛期要保证主设备
正常运转。一些大河支流末级电站厂房靠河口较
近，应防止大河上游大面积降水引起水位暴涨，洪
水从厂房下游倒灌引起水淹厂房的重大事故。这类
电站不宜在厂房下游墙下部开窗，还要严格封堵下
游墙下部所有沟、孑L。要每班轮值时检查积水井水
位，检查积水井排水泵能否正常启动；要保证水泵
排水量能满足前池和尾水均为高水位时能够排除所
有渗漏水的需要。一些电站由于平时渗漏水较少，
积水井排水泵较长时间不工作，进入汛期前也应严
格检查，防止长期不用的泵iltiN需要应急使用时根
本不能启动。一般情况下电站还应准备1～2台移
动式潜水泵并包含配套排水软管以备应急使用。
中控室是全厂防汛指挥中心，汛期应安排防汛
值班。暴雨、洪水、雷击等灾害性天气发生时电站
领导应立即进人中控室指挥岗位。中控室要有2套
以上对外通讯设备，最好是有线、无线通讯均设
置，以此来保证中控室与外界通讯畅通。实践证明
在特大暴雨和雷击等灾害性天气时往往电站对外通
讯全部中断。因此电站在此种危险情况下应独立应
对各种复杂局面、独立开展应急自保、自救。为此
电站平常应对可能发生的系统解列突甩负荷、雷击
线路、取水口河堤或者渠道垮塌、机电故障、厂用
电中断、人员触电等对电站安全有重大影响的事故
制定应急预案。要以运行班为单位组织应急预案演
练，当发生这些事故时谁负责指挥、谁负责管理操
作主机、谁负责管理操作高压开关室设备等都要分
工明确、各就各位、临危不乱。
4 输电线路
输电线路常年在野外受恶劣自然条件影响且又
在电站常规监控范围之外，是电站生产体系管理维
护最薄弱的环节，因此平时要加强定期巡视，雷雨
季节前夕应重点检查。主要检查杆塔基础是否紧
固、拉线及拉线金具是否被盗，用望远境观察线路
及避雷线是否有断股，绝缘子有无破损。还可利用
夜间巡视，观察线路及绝缘子处有无闪络放电等异
常现象。对杆位在河边、滑坡体边或者行洪路径上
的应尽可能进行调整或者加固，尽量避免雷雨时发
生倒杆、断线事故。对线路下竹木应进行清理，防
止这些竹木长高威胁线路安全。每次大的雷雨后应
及时组织对线路进行巡视检查，发现问题及时处理。
之所以将厂用电单独列为一个大项来论述是因
为厂用电在农村水电站运行中具有特殊重要的地
位。运行时系统发生突发事故而解列，往往会导致
水电站随之事故跳闸、停机。每年雷雨季节几乎每
个电站都要发生几次雷击线路或者雷击电气设备而
事故停机，而事故停机时往往又最易发生厂用电中
断。厂用电一旦中断，首先遇到危险的是取水口泄
洪闸电源中断而不能在电站机组停机时及时提起，
而厂用电中断还会导致调速器油泵不能泵油。一些
机组电液调速器及励磁装置的调节器采用交流厂用
电供电，厂用电完全中断后根本不能再用调速器开
机或者起励建压。厂用电中断还会使水塔水泵不能
打水，随之水塔水位降低至润滑水、冷却水中断也
不能开机。
保证厂用电可靠性要加强水电站主机的性能管
理，要通过调试保证机组在系统突然解列甩全负荷
或甩110％负荷时调速器能可靠将机组关回空载并
维持额定电压，决不能在甩负荷时发生机组过速、
过压事故而停机，更不能在此时动作紧急停机落下
前池闸门(一旦前池闸门落下而无厂用电根本不能
提闸开机，更不能恢复厂用电)。高水头电站紧急
关机时主阀关闭不能太快，应防止水锤压力损坏压
力管道和机组。机组调试时可预先将电站1台机组
的前池闸门行程调到闸门下落最多至空载开度而不
全部关闭，这样在紧急情况下全厂有1台机开机时
不受厂用电中断闸门提不起来的影响，为保证恢复
厂用电创造了非常重要的机组能进水的条件。
一旦厂用电因系统甩负荷全厂停机而全部中
断，应争分夺秒紧急恢复厂用电，主要是恢复发电
机发电。应在机组突然甩负荷跳闸时迅速检查发电
机出口断路器是否确实分闸，在确认断路器分闸后
迅速将调速器切换至手动位置并操控机组达到额定
转速，迅速合灭磁开关起励建立机端额定电压；跳
开本电站上网断路器并确认该断路器在分闸位置；
合发电机出口断路器将机端电压送出至发电机母线
并快速恢复厂用电及通知取水口抢提泄洪闸。之所
以要先断开本电站上网线路断路器是因为雷雨时往
往系统先出现解列事故，单台发电机开起来贸然合
闸接入系统将立即被系统拉垮而再发生事故停机。
一些电站励磁装置采用厂用电整流提供起励电
源或是励磁调节器采用厂用电供电，厂用电中断时
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第二届“中国小水电论坛”论文专辑 SMALL HYDRO POWER 2011No6．Total No162
机组开起来也不能起励建压。紧急情况下，可用事
先准备的1条截面约25 mm2的绝缘短导线直接碰触
励磁装置可控硅管阳极与阴极，时间约1 2 s。碰
触动作应果断准确有力度，当机端电压升起励磁调
节器能稳定工作时立即移开这条短线然后手动调整
励磁给定旋钮将机端电压调至额定。此即为残压起
励，小电站往往用它来做应急起励，称为强行起励。
如果这些措施采用后均不能奏效，则应向系统
调度紧急求援，请系统向本站倒供电以解燃眉之
急，在这种情况下系统应实施救援送电。政府主管
部门应协调这种关系。
其实雷雨也有一定规律可循，运行人员应高度
警惕，密切观察天空动态。当雷雨云近至离电站约
1 km时，可迅速将本站1台机由运行状态转为热备
用状态，即该机组卸掉全部负荷，断开出口断路
器，保持机端额定电压；并可通知取水口提起1道
泄洪闸门降低取水口水位以提前做好防备。一旦出
现厂用电中断时可迅速断开上网线路断路器，合上
热备用机组断路器，恢复厂用电。这样做可能要损
失1台机约0．5～1 h的电量，但从整体看是合理
的。在重大灾害性雷雨时刻，小电站应力求自保、
自救。只有保全自身安全才能够谈得上保证经济效
益，在重大灾害性气象情况下自身保全了，长远的
经济效益也就有了切实的保障。
6 防雷击
雷击实为大气过电压，也是汛期威胁小型水电
站安全运行的重要因素。雷击又可分直击雷、感应
雷、侵入波。
一般电站在设计时均考虑了用避雷针、避雷
带、架空避雷线等防护方式防止电气设备、厂区高
大建筑、架空线路受到直击雷的侵袭。这里我们不
讨论各种避雷方式的性能原理，仅从运行管理角度
来讨论防止直击雷伤害。不管哪种防止直击雷的方
式，都必须保证将雷击高电压通过接地引下线、接
地体引入地下。接地引下线、接地体在电站刚刚建
修好时可能各项参数均满足要求，可若干年后这些
引下线、接地体可能已经严重锈蚀、断裂或者接地
体处电阻已经严重超标而根本达不到防雷作用。一
基避雷针倘若引下线断线就变成了一基引雷针，极
有可能招致严重雷击伤害。因此，每年4月初雷雨
· 42 ·
前应对全厂避雷针、避雷带、避雷线的接地体的接
地电阻、引下线作仔细检查、测试并认真建立档
案。要对比历年测试数据进行分析判断，损坏的要
及时修复，参数不满足要求的应及时调整补打接地
体。要特别注意不能在避雷针塔架上拉挂低压照明
线路、广播线路、电话线路防止雷击时对这些低压
线路造成反击引起伤害。雷击时不能进行电气设备
巡视，尤其不能在户外电气设备附近逗留，也不要
到避雷针塔架下走动防止跨步电压伤人。
感应雷主要对运行的电子设备如微机监控装
置、励磁装置、调速器的电子调节器、电子测控仪
表等造成损坏或是引起这些装置误动作。感应雷主
要的防护措施就是屏蔽。在平日可在停电期间检查
各种装置接地是否良好，各电缆线路屏蔽层是否接
地，尤其是微机监控装置的单元间连接线的屏蔽线
一定要全部可靠接地。
雷击电力系统其他设备后，电压很高波头很陡
的雷电波沿输电线路向两端传播，侵入波主要对电
感元件如变压器造成损坏，也会对上述电子装置及
检测仪表造成损坏或引起误动作。防止侵入波的主
要措施就是装设避雷器。避雷器有多种形式，运行
中主要应检查各避雷器是否有损坏，接地引下线及
接地电阻是否满足要求。对运行超过15 a的避雷器
应该强制报废更新3氧化锌避雷器使用防雷效果较
好，近年来已经得到广泛运用，推荐采用此种形式
的避雷器。
很多电站仅在高压母线上装设1组避雷器，而
在线路出口却未装设避雷器。一些人对这种形式接
线的认识不足，主观认为雷击太厉害时将出线断路
器断开可保证电站设备免受雷击伤害。其实这种办
法适得其反，当断开线路断路器时断路器就失去了
避雷器的保护，一旦雷电侵入波沿线路传导过来遇
到断路器断口形成反射浪涌波，该浪涌波有很高的
幅值，往往将断路器线路侧相间绝缘击穿，使断路
器底座、计量用电流互感器等损坏。有时即使不是
人为断开线路出口断路器，也可能在雷雨时其他保
护动作使该断路器跳闸，而后续雷电侵入波仍可能
造成这种损坏。稳妥起见建议此种接线的电站在线
路出口应加装1组线路型氧化锌避雷器以保安全。
7 组织措施
电站应有严密的防汛组织措 (下转第34页)
第二届“中国小水电论坛”论文专辑 SMALL HYDRO POWER 2011No6，Total No162
图3 多年平均流量10％ 、各月平均流量50％、75％保证率和95％保证率各月流量
1)在3 5月，选择95％保证率下3～5月的
各月流量作为这几个月的生态流量，在一般干旱年
河流天然流量能够满足生态流量的需求。
2)在剩下的9个月里，可选择各月多年平均
流量的50％作为生态流量，在一般干旱年生态流
量均能得到满足；当考虑水电站发电用水及效益
时，建议仍然采用多年平均流量的10％为宜。
2 结语
根据云南省中小河流汇流面积小、坡降大，洪
水期间水量大而枯水期问流量很小，且一般无重要
保护对象的特点，按照在保持现状生态用水量的基
．S止．‘IL
础上适当增加用水量，即把保持当地的生态环境现
状作为最低要求的原则，云南省中小河流水能资源
开发过程中，河流生态流量采用95％保证率下3—
5月的流量作为最低下泄流量，其余月份按照《导
则》指导性要求取多年平均流量的10％控制较为
适宜。本文仅对漾弓江、老窝河等少数河流作了研
究，对云南省中小河流水能资源开发河流生态流量
的分析尚不全面，仅此抛砖引玉，希望引起广泛探
讨和深入研究，以合理确定河流生态流量，实现水
能资源开发与保护、人与自然的和谐发展。
●
(上接第42页)施 讯前应成立防汛领导小组并由
厂长作为防汛的第一责任人。应组建防汛抢险队，
抢险队应下设宣传、物资供应小组，各小组负责自
己分管的工作。要大力宣传防汛工作的重大意义，
宣传防汛工作中涌现的好人好事。要在全厂造成一
种紧张、和谐、有序的防汛工作气氛，要通过宣传
激励大家意志，使全厂团结成一个有战斗力的防汛
群体。
汛期应有严格的劳动纪律，要全厂有令必行，
有禁必止。每逢重大灾害性天气应保证有足够的人
员在岗，严阵以待，必要时可宣布全厂处于紧急状
况，统一调配全厂人员、设备、器材、交通工具进
行防洪抢险。
汛期必须实行防汛值班制，值班人员必须坚守
岗位，随时检查运行和防汛各岗位人员工作情况，
· 34 ·
责任编辑吴昊
． s止．S‘．SIL 舢．j止 ．；
及时上情下达，紧急情况及时临机处置并迅速报告。
汛期前应准备必要的防汛物资(如防洪石、编
织袋、铁丝等)和必要的防汛工具(如钢纤、铁
锹、水泵、移动水管、电线等)。这些东西应有专
人保管，堆码整齐，取用方便。
8 结语
汛期是每一座农村水电站最危险的时期，也是
每一座农村水电站迎接考验的时期。只要上下一
心，预先防范措施得当，临事处置正确，应急补救
及时，就可以战胜洪水雷击，保证电站安全运行，
取得更大的经济效益。
■

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