小型水電站是指發電容量低於10MW的發電站，但是在北美認為發電容量低於30MW也是小型水電站，並執行同樣的規程。小型水電站一般接入大型電網或者僅對某個地區甚至單個家庭用戶提供電力供應。
基本介紹
- 中文名：小型水電站
- 外文名：small hydropower station
- 類型：堤壩式、引水式和混合式
- 優點：污染小等
- 缺點：環境要求高等
- 學科：電力
分類,建站型式,特點,管理組織,技術資料,
分類
小型水電站按河段水力資源的開發方式，分成三種類型，即堤壩式、引水式和混合式。三種方式各適用於不同的河道地形、地質、水文等自然條件，其水電站的樞紐布置、建築物組成也迥然不同。
1．堤壩式水電站
在河道上修建攔河壩（或閘），抬高上游水位以集中落差，並形成水庫闊節流量、用輸水管或隧洞把水庫里的水引至廠房，通過水輪發電機組發電，這種水電站稱為堤壩式水電站。根據水電站廠房的位置，又分為河床式與壩後式兩種。
河床式水電站一般修建在河流中、下游坡度平緩的河段上。在這些河段上，由於地形限制，為避免造成大量淹沒，只能建造高度不大的壩（或閘）來適當抬高上游水位。在有落差的引水渠道或灌溉渠道上，也常採用這種型式。其適用的水頭範圍約在8～10m以下。另一方面，由於河床式水電站多建造在中、下遊河段上，其引用的流量一般較大，故河床式水
電站通常是一種低水頭大流量的水電站。
由於水頭不大，河床式水電站的廠房就直接和壩（或閘）並排建造在河床中，廠房本身承受上游水壓力而成為擋水建築物的一部分。
壩後式水電站一般修建在河流的中、上游，適用於水頭較大的情況。由於在這種河段上允許一定程度的淹沒，所以攔河壩可集中較大水頭。因此，將廠房移至壩的下游，廠房建築與壩體分開，使上游水壓力完全由攔河壩承擔，這樣布置的水電站稱為壩後式水電站。壩後式水電站與河床式水電站相比，它的壩可以建得較高，這不但使電站獲得較大的水頭，更重要的是，在壩的上游形成了可以調節天然徑流的水庫，給水電站的運行創造了十分有利的條件。
2．引水式水電站
在山區河道上修建水電站時，由於河流陡峻、水流湍急，有些地方還有較大的跌水和河灣，往往經濟地建一引水低壩或閘，採用引水渠道來集中河段的自然落差，形成電站水頭，這樣修建的水電站稱為引水式水電站。
河道中低壩或閘的作用主要是引導水流進入引水渠道，而不是以集中水頭為目的。引水渠道包括明渠、隧洞和管道。當電站水頭較低時（6～10m以下），由渠道將水直接引至廠房；當水頭較高時，在渠道末端修建壓力前池，使水流經過壓力管道至水輪發電機組發電，然後由尾水渠排出。
在小型水電站中，引水式水電站比堤壩式水電站更為普遍。它與堤壩式水電站相比，由於不存在淹沒和築壩技術的限制，故水頭可達到很高的數值。但是，由於受當地天然徑流的限制或引水建築物截面尺寸的限制，引水式水電站引用的流量都比較小。故引水式水電站通常是一種高水頭小流量的水電站。顯然，引水式水電站對環境影響很小。
3．混合式水電站
混合式水電站其落差是由攔河壩抬高水頭和引水集中落差兩方面獲得，因而具有堤壩式水電站和引水式水電站的特點。當上遊河段地形平緩，下遊河段坡降較陡時，宜在上游築壩，形成水庫，調節水量，在下游修建引水渠道（管道），以集中較大落差。
混合式水電站和引水式水電站之間沒有明確的界限。嚴格來說，混合式水電站的水頭是由壩和引水渠道共同形成的，且壩一般構成水庫。而引水式水電站的水頭，只由引水建築物形成，壩只起抬高一些上游水位的作用。在實際工程中，常將具有一定長度引水渠道的水電站統稱為引水式水電站，而較少採用混合式水電站這個名稱。
水電站除按開發方式進行分類外，還可以按其是否有調節天然徑流的能力而分為無調節水電站和有調節水電站兩種類型。
多數水電站與防洪、灌溉、通航、水產等方面相結合，以發揮其綜合效益。
建站型式
常見的幾種建站形式如下：
1)利用天然瀑布。一般在瀑布上游築壩引水，在較短距離內即可獲得較大水頭。這種水電站的工程量一般較小，投資少。
2)利用灌溉渠道上下游水位的落差修建水電站。可利用渠道上原有建築物，只需修建一個廠房，工程比較簡單。
3)利用河流急灘或天然跌水修建水電站。在山溪河流上，常有急灘或天然跌水，可用來修建水電站。如進水條件好，在引水處可以不建壩，或只建低堰，但需考慮防洪安全措施。
4)利用河流的彎道修建水電站。一些山區溪流的彎道較長，且坡度較陡，可以截彎取直，以較短的引水渠道或隧洞獲得較大水頭，引水修建水電站。
5)跨河引水發電。兩條相鄰河道的局部河段接近、距離較短、且水位差較大時，可以考慮從水位高的河道向水位低的河道引水發電。但由於發電尾水進入低河道，高水位河道下游流量減少。規劃時，應考慮下游防洪、灌溉、供水等綜合利用的要求和對下游生態的影響。
6)利用高山湖泊發電。高山湖泊的水面海拔較高，若附近海拔較低的河流或湖泊時，即可利用高山湖泊水引向低處，修建水電站。
特點
一、小型水電站的優點
1)小型水電站可以減少甚至擺脫對公共電網的依賴。
2)當河水的流量和流速足夠大時，發電的水力就是持續的。只要河流不乾涸或徹底凍結，就比風能和太陽能可靠。
3)小型水電站沒有污染。水輪機摩擦產生的少量熱量傳給了溪水，但不會引起任何問題。
4)水輪機發出的電能可用於補充家庭採暖或蒸發製冷所需。
二、小型水電站的不足
1)只有少數人居住在適合水力發電的溪流邊上。
2)小溪可能會周期性地徹底凍結或乾涸，此時小型水電系統就得停機。
3)要為家庭取暖提供足夠的電力，水輪機就需要足夠大的水量和水位落差，因此或許需要建造小型水壩或人工瀑布，而這將帶來環境和管理方面的問題。
4)小型水電系統的先期投資較大，需要很長時間才能收回成本，由其帶來的經濟收益也許還沒有先期投資高。
管理組織
一些地方的領導存在重視建設、輕視管理的現象。小型水電站的管理工作較為混亂，有的甚至於把根本沒有機電基本知識的人員安排到電站值班，且值班人員隨時變動，很不固定，造成事故的不斷發生，嚴重影響社會效益和經濟效益。
為了管好小型水電站，水電站必須建立和健全精幹的管理機構，確定懂業務的專管人員及通過各種渠道培訓的管理職員，從事各項管理工作。這是提高運行水平，避免事故，確保全全的組織保證。管理機構的設定應本著“實用精簡”的原則，應根據小型水電站規模來確定。管理人員要相對穩定，以便在實踐中積累經驗，增長才幹，不斷提高管理水平。
運行班組是小型水電站最基層組織，直接在生產崗位上，班組人員配備的好壞，直接影響水電站的安全、經濟運行。工作班次以及班組人員配備的確定，應根據水電站的規模、組台數、容量大小、電壓高低、自動化程度和技術力量而定。一般來說，小型水電站大多是二班制或三班制。單機在500kW以下的低壓機組（發電機出線電壓400V），每台機組需配備1~2人（只有一台機組的水電站應配備2人）；對於500kW以上的高壓機組，班組人員應適當增加。每班應設值班長，以負責領導班內的全面工作。
單獨運行供電的小型水電站，應配備一個外線班，人員應根據輸電容量、輸電距離以及輸電電壓來確定。外線班主要擔負輸電線路的檢查和維修。
較大的水電站，除運行班組外，還應設一個檢修班，以負責電站內外機、電設備的日常維護、維修和保養。
技術資料
小型水電站建成竣工後，應具有下列技術資料：
(1)水工建築物、廠房的竣工圖及全套設計檔案及圖紙。
(2)地基的斷面圖、竣工圖和有關施工記錄。
(3)地下工程的總平面圖、竣工圖，包括引水溝、電纜預埋件、接地網、下水道、集水井、排水井、各種埋設管道，以及隱蔽工程的檢查記錄。
(4)機電設備的竣工圖、技術參數、施工中的檢查和試驗記錄，以及安裝、檢修說明書，備品備件清單。
(5)電氣一次及二次接線竣工圖。
(6)與實際情況相符的各種系統圖和作業系統圖，如風、水、油系統。
(7)試運行全部記錄。
