丘吉爾瀑布水電站
丘吉爾瀑布水電站位于加拿大拉布拉多半島紐芬蘭省哈密爾頓(Hamilton)河(又名丘吉爾河)上,裝機(jī)容量542.8萬kW,年發(fā)電量345億kW·h。大部分電力售給相鄰的魁北克省,用735 kV特高壓輸電線路3回送至蒙特利爾,距離1 300 km。電站為引水式。通過2.1 km的隧洞取得約300m的水頭。工程于1 967年8月開工,1 971年12月首批2臺(tái)機(jī)組發(fā)電,1 974年9月建成,總工期7年零1個(gè)月。
水文和水庫特性 壩址以上流域面積6.93萬km2,多年平均年徑流量439億m3。正常蓄水位448.6m,總庫容334億m3,調(diào)節(jié)庫容283億m3,庫容系數(shù)β1為0.64,可進(jìn)行多年調(diào)節(jié)。設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為萬年一遇,洪峰流量17 000 m3/s。校核洪水采用可能最大洪水,洪峰流量30 600 m3/s。電站利用哈密爾頓河上高75m的丘吉爾瀑布以及上下游急灘的集中落差,最大水頭322 m,設(shè)計(jì)水頭312.5 m。正常尾水位129.3 m。
樞紐布置 建低壩抬高原有湖泊水位,并從相鄰河流上游引水,共建主副壩88座,總長64 km,平均壩高9 m。前池壩最大壩高36.5 m,建有4座控制閘和2座溢洪道,總泄流量22 300 m3/s。
丘吉爾瀑布水電站地下式廠房系統(tǒng)剖面圖
1 — 進(jìn)水口;2 — 混凝土襯砌壓力斜洞;3 — 施工洞;4 — 鋼板襯砌高壓洞;5 — 主廠房;6 — 變壓器室;7 — 電纜井;8 — 防火儲(chǔ)水室;9 — 開關(guān)站;10 — 控制及管理樓;11 — 交通洞;12 — 尾水調(diào)壓室;13 — 通氣井;14 — 尾水洞
電站的主要建筑物為復(fù)雜的地下式廠房和引水系統(tǒng),見圖。進(jìn)水口至發(fā)電廠房間有11條壓力斜洞,每條長427 m,上段用混凝土襯砌,洞徑6.1 m,下段用鋼板襯砌,鋼板厚38~44.5 mm,洞徑4.3 m。斜洞四周巖石采用高壓灌漿。主廠房洞室長300 m,寬25m,高50m。主廠房上游側(cè)設(shè)變壓器洞,長261 m,寬15.2 m,高11.9 m。下游側(cè)設(shè)尾水調(diào)壓室,長233 m,寬15.9 m,高45 m。下接2條未襯砌的尾水洞,各寬13.7m,高18.3 m,長1 690 m。廠房區(qū)基巖為變質(zhì)花崗片麻巖,廠房埋深256 m。開關(guān)站和電站的控制管理樓設(shè)在地面。
機(jī)電設(shè)備地下廠房內(nèi)安裝11臺(tái)高水頭混流式水輪發(fā)電機(jī)組。水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑為6 m和6.1 m,轉(zhuǎn)速200 r/min,出力475 MW和500 MW。發(fā)電機(jī)額定容量500 MV·A,功率因數(shù)0.95和1.0,電壓15 kV。發(fā)電機(jī)出線通過斜洞引至容量為500 MV·A的一次變壓器,升壓至230 kV。經(jīng)過230 kV母線引出6條電纜,由電纜井接至地面容量為1 000 MV·A的二次變壓器組,升壓至735 kV后送出。
工程量和投資 土方填筑2 021萬m3,地下石方開挖300萬m3,混凝土澆筑15.6萬m3。1 967年估算工程總投資9.5億加元,遠(yuǎn)距離送變電投資3.6億加元,共計(jì)13.1億加元,單位投資250加元/kW。