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上册 3

第一篇 绪论 3

第一章 抽水蓄能电站的地位和作用 3

1.1 电力系统的形成和特点 3

1.2 抽水蓄能电站工作原理 5

1.3 抽水蓄能电站的类型 6

1.4 抽水蓄能电站的作用 9

第二章 抽水蓄能电站的发展 15

2.1 国内抽水蓄能电站发展情况 15

2.2 世界抽水蓄能电站发展概况 18

第三章 抽水蓄能电站工程技术与工程设计的特点 22

3.1 抽水蓄能电站的选点规划 22

3.2 抽水蓄能电站的枢纽布置 23

3.3 地质勘察 23

3.4 抽水蓄能电站的上、下水库 24

3.5 抽水蓄能电站的引水发电系统 25

3.6 抽水蓄能电站的机电设备 26

第四章 我国抽水蓄能电站的发展前景 28

4.1 应解决好抽水蓄能电站发展中存在的一些问题 28

4.2 我国抽水蓄能电站的发展前景 30

第二篇抽水蓄能电站规划设计 35

第一章 建设抽水蓄能电站必要性分析 35

1.1 抽水蓄能电站建设必要性的再认识 35

1.2 抽水蓄能电站建设必要性论证的主要工作内容 35

1.3 地区社会经济现状及发展 36

1.4 地区能源资源开发利用情况 36

1.5 地区电力系统现状及电力发展规划 37

1.6 抽水蓄能电站建设必要性主要论证分析工作 37

1.7 电力系统动态需求分析 45

1.8 抽水蓄能电站建设必要性综合分析和结论 45

1.9 我国抽水蓄能电站建设必要性论证工作内容的变化 46

第二章 抽水蓄能电站选点规划 50

2.1 抽水蓄能电站站址普查 50

2.2 抽水蓄能电站选点规划 55

2.3 福建省抽水蓄能电站选点规划 62

第三章 抽水蓄能电站主要水能参数选择 68

3.1 装机容量选择 68

3.2 上、下水库特征水位选择 77

3.3 输水道尺寸选择 86

3.4 水泵水轮机额定水头选择 91

第三篇抽水蓄能电站枢纽布置 101

第一章 抽水蓄能电站枢纽的特点 101

1.1 具有上、下两个水库 101

1.2 库水位变幅大、变动频繁，水库防渗要求高 101

1.3 引水发电系统水头高 101

1.4 机组安装高程低 103

1.5 水库泄洪建筑物设计需考虑发电流量和天然洪水叠加的影响 103

1.6 水库初期运行充排水问题突出 104

第二章 枢纽总体布置 105

2.1 布置原则 105

2.2 工程等级及洪水标准 106

第三章 枢纽建筑物总体布置型式 109

3.1 纯抽水蓄能电站枢纽布置 109

3.2 混合式抽水蓄能电站枢纽布置 117

第四章 工程实例——天荒坪抽水蓄能电站 128

4.1 概况 128

4.2 工程地质特点 128

4.3 上水库布置 129

4.4 下水库布置 129

4.5 输水系统布置 129

4.6 厂房系统布置 129

4.7 枢纽布置特点 130

第四篇抽水蓄能电站水文气象条件 135

第一章 概述 135

1.1 抽水蓄能电站建设特点 135

1.2 抽水蓄能电站水文计算主要内容 135

1.3 抽水蓄能电站水文计算特点 136

第二章 气象条件 137

2.1 气象要素 137

2.2 水面蒸发分析 137

第三章 水文基本资料搜集与复核 138

3.1 基本资料搜集 138

3.2 基本资料复核 139

第四章 径流分析计算 140

4.1 径流分析计算的任务和内容 140

4.2 径流系列及其代表性分析 140

4.3 设计径流分析计算的方法 141

4.4 不同水库类型设计径流分析计算 142

4.5 桐柏抽水蓄能电站径流分析计算 142

第五章 洪水分析计算 144

5.1 洪水分析计算的任务和内容 144

5.2 洪水分析计算方法 144

5.3 根据流量资料推算设计洪水 144

5.4 根据暴雨资料推算设计洪水 146

5.5 地区综合法估算设计洪水 148

5.6 不同水库类型设计洪水分析计算 149

5.7 天荒坪抽水蓄能电站技施设计下水库设计洪水分析计算 149

第六章 泥沙分析计算 152

6.1 泥沙分析计算的任务和内容 152

6.2 悬移质泥沙分析计算 152

6.3 推移质泥沙分析计算 154

第七章 水位流量关系 155

7.1 有实测资料时水位流量关系曲线拟定 155

7.2 无实测资料时水位流量关系曲线拟定 155

参考文献 157

第五篇抽水蓄能电站工程地质问题 161

第一章 概述 161

第二章 区域构造稳定及地震 164

第三章 上水库（坝） 166

3.1 工程地质特点及主要工程地质问题 166

3.2 地质勘察的主要内容及方法 166

3.3 主要工程地质问题及评价 169

3.4 工程实例 172

第四章 下水库（坝） 178

4.1 工程地质特点及主要工程地质问题 178

4.2 地质勘察的主要内容及方法 178

4.3 工程实例 179

第五章 输水发电系统 181

5.1 工程地质特点及主要工程地质问题 181

5.2 地质勘察的主要内容及方法 181

5.3 主要工程地质问题评价 182

5.4 工程实例 191

第六章 天然建筑材料 205

6.1 工程地质特点 205

6.2 料场选择原则 205

6.3 地质勘探内容及方法 205

6.4 工程实例 207

6.5 料场地质勘察的注意事项 208

第六篇抽水蓄能电站上、下水库 213

第一章 上、下水库枢纽布置 213

1.1 影响水库布置的主要因素 213

1.2 坝轴线的选择 213

1.3 坝型选择 217

1.4 倾斜地基上的土石坝 223

1.5 泄洪建筑物布置 227

第二章 库盆防渗与排水设计 228

2.1 渗流控制标准 228

2.2 防渗方案选择 229

2.3 垂直帷幕防渗 232

2.4 钢筋混凝土面板防渗 239

2.5 沥青混凝土面板防渗 256

2.6 土工膜防渗 282

2.7 黏土铺盖防渗 296

2.8 库区排水 304

2.9 库岸稳定 305

第三章 上、下水库的泄洪、放空 311

3.1 上水库泄洪设施 311

3.2 上水库放空设施 316

3.3 下水库泄洪设施 317

3.4 下水库放空设施 323

第四章 拦沙排沙设施 325

4.1 设置拦沙排沙设施的必要性 325

4.2 拦沙排沙工程设计 325

第七篇抽水蓄能电站输水系统 333

第一章 总体布置 333

1.1 输水系统的布置 333

1.2 引水系统的布置 335

1.3 尾水系统的布置 336

第二章 进（出）水口 338

2.1 进（出）水口型式及实例 338

2.2 进（出）水口布置设计 353

2.3 水力设计及模型试验 355

2.4 结构设计 356

第三章 压力水道 362

3.1 压力水道的衬砌类型 362

3.2 隧洞围岩承载设计准则及结构设计理念 366

3.3 压力水道经济管径 375

3.4 隧洞、斜（竖）井钢筋混凝土衬砌设计 377

3.5 压力钢管设计 380

3.6 岔管 400

第四章 调压室 425

4.1 调压室的作用及工作原理 425

4.2 调压室设置条件和位置选择 429

4.3 调压室的基本布置方式和基本类型 432

4.4 调压室的稳定断面 435

4.5 调压室的涌波计算 439

4.6 调压室基本尺寸的确定 440

4.7 调压室结构、灌浆、排水等设计 442

第五章 水力—机组过渡过程分析 444

5.1 抽水蓄能电站输水系统过渡过程特点 444

5.2 水道水力学与特征线法 445

5.3 基本边界条件 446

5.4 可逆机组大波动水力过渡过程 450

5.5 小波动水力过渡过程 463

5.6 水力干扰 465

参考文献 466

第八篇抽水蓄能电站发电厂房 471

第一章 抽水蓄能电站厂房的形式 471

1.1 抽水蓄能电站的厂房形式 471

1.2 国内外部分已建、在建抽水蓄能电站厂房形式 474

第二章 抽水蓄能电站地面厂房的布置与设计 475

2.1 地面厂房的布置 475

2.2 厂房整体稳定、地基应力 478

2.3 抽水蓄能电站地面厂房结构设计 479

2.4 地面厂房工程实例 480

第三章 半地下式厂房布置与设计 484

3.1 半地下式厂房的布置形式 484

3.2 工程实例 485

第四章 地下厂房的布置与设计 489

4.1 地下厂房的位置、轴线选择 489

4.2 地下厂房的厂区布置 492

4.3 厂房内部布置 504

4.4 地下厂房洞室群围岩稳定分析与支护设计 511

4.5 厂房主要结构 521

4.6 厂房结构动力分析 534

下册 545

第九篇抽水蓄能电站施工组织设计 545

第一章 抽水蓄能电站施工组织设计的主要任务 545

第二章 施工期水流控制 547

2.1 上、下水库施工导流标准 547

2.2 施工导流（排水）方式与布置 548

2.3 利用或改建水库施工导流 550

2.4 施工期度汛 551

第三章 库盆防渗工程施工 553

3.1 土工膜施工 553

3.2 钢筋混凝土面板施工 557

3.3 黏土铺盖施工 559

3.4 沥青混凝土面板施工 561

第四章 斜（竖）井施工 568

4.1 引水系统斜井、竖井施工 568

4.2 斜井、竖井施工程序 568

4.3 斜井、竖井施工实例 572

第五章 地下厂房系统施工 576

5.1 地下厂房系统工程施工特点 576

5.2 施工程序及开挖分层原则 576

5.3 施工通道规划与布置 577

5.4 地下厂房洞室群开挖与支护 579

5.5 地下厂房混凝土施工 583

5.6 施工通风 585

5.7 施工排水 585

第六章 场内交通设计及施工总布置 586

6.1 场内施工道路设计 586

6.2 施工总布置 590

第七章 施工期供水 593

7.1 抽水蓄能电站施工供水的水源条件和供水特点 593

7.2 抽水蓄能电站的施工供水实例 593

第八章 施工总进度 601

8.1 施工总进度编制原则 601

8.2 施工总进度编制 601

第十篇抽水蓄能电站工程安全监测 607

第一章 上、下水库大坝安全监测 607

1.1 监测项目的选定 607

1.2 变形 608

1.3 渗流监测 618

1.4 应力、应变及温度监测 621

1.5 环境量监测 623

第二章 输水系统安全监测 625

2.1 进／出水口 625

2.2 引水隧洞 627

2.3 高压明管 633

2.4 高压岔管 633

2.5 调压室 635

第三章 电站厂房监测 636

3.1 围岩稳定监测 636

3.2 围岩渗流监测 641

3.3 蜗壳应力应变监测 643

3.4 结构振动监测 645

第四章 监测仪器设备 646

4.1 耐高压仪器的现状 646

4.2 电缆的防水密封 646

4.3 耐高压仪器的埋设 647

第五章 主要监测项目的监测频次 648

5.1 蓄水初期 648

5.2 输水系统冲排水试验期 649

第十一篇抽水蓄能电站机电及金属结构 653

概述 653

第一章 水泵水轮机及其附属设备 655

1.1 序言 655

1.2 水泵水轮机机型选择 655

1.3 水泵水轮机主要技术参数选择 657

1.4 水泵水轮机模型试验 675

1.5 水泵水轮机结构选型 692

1.6 调速系统 698

1.7 进水阀及其附属设备 702

1.8 机组运行工况及工况转换 705

第二章 水力机械辅助设备系统 713

2.1 技术供水系统 713

2.2 渗漏及检修排水系统 717

2.3 机组压水供气系统 719

2.4 透平、绝缘油系统 731

2.5 上水库和上游水道充水设备 734

第三章 接入系统和电气主接线 736

3.1 接入系统 736

3.2 电气主接线 738

第四章 发电电动机及其附属和辅助设备 747

4.1 发电电动机技术参数和结构选择 747

4.2 励磁系统 763

4.3 发电电动机电压设备 764

4.4 变频启动装置 767

第五章 主变压器和高压配电装置 777

5.1 主变压器 777

5.2 高压配电装置 780

5.3 高压电缆 781

第六章 电气辅助和公用设备系统 784

6.1 厂用电系统 784

6.2 过电压保护和接地系统 792

第七章 抽水蓄能电站控制系统 796

7.1 抽水蓄能电站运行控制方式 796

7.2 电站计算机监控系统 797

7.3 机组和辅机控制 803

7.4 机组状态监测系统 808

7.5 公用设备控制 811

第八章 继电保护 813

8.1 抽水蓄能机组特点对继电保护的影响 813

8.2 主要机电设备继电保护的基本配置 815

8.3 保护装置选型及保护跳闸方式选择 818

8.4 电流互感器（TA）和电压互感器（TV）配置及选择 819

8.5 典型配置 820

第九章 直流电源、通信和工业电视系统 822

9.1 直流电源系统 822

9.2 通信系统 824

9.3 工业电视系统 825

第十章 金属结构 827

10.1 金属结构工程布置 827

10.2 抽水蓄能电站上、下水库拦污栅 835

10.3 输水系统闸门及启闭机 839

参考文献 843

第十二篇抽水蓄能电站建设征地移民安置 847

第一章 建设征地处理范围的拟定 847

1.1 水库淹没影响区 847

1.2 枢纽工程建设区 851

第二章 建设征地影响实物指标的调查 852

2.1 实物指标分类 852

2.2 调查组织与程序 853

2.3 调查方法和要求 853

第三章 移民安置总体规划 855

3.1 规划依据和原则 855

3.2 移民安置任务 856

3.3 规划目标和安置标准 857

3.4 移民环境容量 858

3.5 移民安置总体方案 859

3.6 后期扶持 860

3.7 移民生产生活水平预测总体评价 860

第四章 农村移民安置规划设计 861

4.1 农村移民安置规划设计原则 861

4.2 生产安置规划设计 861

4.3 搬迁安置规划设计 864

4.4 后期扶持措施 869

4.5 移民生产生活水平预测 869

第五章 城市集镇迁建规划设计 870

5.1 城市集镇人口和机关企事业单位搬迁安置 870

5.2 城市集镇设施复建规划设计 870

第六章 专业项目处理规划设计 872

6.1 规划设计的主要内容 872

6.2 专业项目处理方式 872

6.3 专业项目处理原则 872

6.4 专业项目处理规划设计工作深度 873

6.5 专业项目处理规划设计工作思路 873

第七章 水库库底清理设计 874

7.1 抽水蓄能电站水库特点 874

7.2 抽水蓄能电站清库特点 875

7.3 水库库底清理设计 876

第八章 利用已建水库的处理 878

第九章 建设征地移民安置补偿费用概算编制 879

9.1 抽水蓄能电站特点 879

9.2 基础价格和项目单价的编制 880

9.3 概算编制 880

9.4 其他 881

第十章 建设征地移民安置规划设计工作程序 882

第十三篇抽水蓄能电站环境保护与水土保持 885

第一章 环境保护概述 885

1.1 基本概念 885

1.2 抽水蓄能电站主要环境影响及其对策 886

1.3 抽水蓄能电站各阶段环境保护工作要求 888

第二章 主要环境影响及评价 891

2.1 水环境影响 891

2.2 生态环境影响 897

2.3 景观影响 903

第三章 环境保护设计 920

3.1 选址与布局优化 920

3.2 污染防治技术 924

3.3 生态环境保护措施 933

3.4 环境管理 944

3.5 环境监测 949

第四章 水土保持设计 951

4.1 设计内容与特点 951

4.2 水土流失防治目标 952

4.3 水土流失防治分区 954

4.4 防治措施设计 955

4.5 水土保持监测 971

参考文献 974

第十四篇抽水蓄能电站水库蓄水与机组调试 977

第一章 水库蓄水的程序与条件 977

1.1 水库蓄水程序 977

1.2 水库蓄水条件 978

1.3 水库蓄水有关文件、资料 978

第二章 水库蓄水保证率 980

2.1 基本要求 980

2.2 水库蓄水计算 980

2.3 水库蓄水保证率 981

2.4 工程实践 981

第三章 上、下水库蓄水 986

3.1 上、下水库蓄水的面貌要求 986

3.2 初期蓄水的方式 986

3.3 初期充排水的水位控制 987

3.4 工程实践 987

第四章 输水系统充排水试验 991

4.1 引水系统充排水试验 991

4.2 尾水系统充排水试验 995

4.3 输水系统渗透水量计算依据 997

第五章 无水调试与倒送电 1000

5.1 现场安装试验 1000

5.2 分部调试试验 1001

5.3 电站接入系统试验（倒送电） 1002

第六章 首台机组启动调试 1004

6.1 首台机组首次启动模式的选择 1004

6.2 首台机组启动前应具备的条件 1009

第七章 整组启动调试 1011

第八章 试运行与特性试验 1012

8.1 机组30天试运行条件 1012

8.2 机组30天试运行要求 1012

8.3 机组30天试运行后交接 1013

8.4 机组投运（投入商业运行） 1013

8.5 特性试验 1013

8.6 其他特殊试验 1015

第九章 调试过程中的主要技术问题及关键性试验 1018

9.1 空载不稳定 1018

9.2 水泵工况异常低扬程启动稳定性 1018

9.3 紧急工况转换试验 1019

9.4 球阀动水关闭试验 1019

第十五篇抽水蓄能电站运行设计 1023

第一章 概述 1023

1.1 抽水蓄能电站运行任务 1023

1.2 抽水蓄能电站运行工况 1024

1.3 运行设计基本任务 1026

第二章 运行设计方法 1027

2.1 电力调度 1027

2.2 水库洪水调度 1029

2.3 初期运行调度 1031

2.4 运行调度设计的特殊注意事项 1031

2.5 浙江天荒坪抽水蓄能电站的运行方式 1032

2.6 浙江桐柏抽水蓄能电站上、下水库洪水调度 1038

参考文献 1044

第十六篇抽水蓄能电站经济效益和经济评价 1047

第一章 抽水蓄能电站经济效益 1047

1.1 抽水蓄能电站静态效益分析 1047

1.2 抽水蓄能电站动态效益分析 1049

第二章 抽水蓄能电站经济评价 1056

2.1 抽水蓄能电站经济评价基本规定 1056

2.2 可避免电源方案选择 1057

2.3 国民经济评价 1059

2.4 财务评价 1061

2.5 综合评价 1072

第三章 抽水蓄能电站经营模式 1074

3.1 国内外抽水蓄能电站经营核算方式 1074

3.2 在建和待建抽水蓄能电站经营核算方式 1079

第四章 抽水蓄能电站效益实现机制探讨 1080

4.1 抽水蓄能电站效益受益主体 1080

4.2 抽水蓄能电站效益补偿原则 1080

4.3 发电侧增量效益及电网侧增量效益分析 1081

4.4 发电侧和电网侧对抽水蓄能电站效益补偿的可能性 1082

附录 抽水蓄能电站工程项目核准工作程序 1083