工業爐

[拼音]：xiaoshuidian

[英文]：small hydropower

小型水電站的簡稱。其裝機容量規模因各國國情而異，如美國的小水電定為裝機容量15000kW及以下，日本、挪威為10000kW及以下，土耳其為5000kW及以下。1980年10月17日至11月8日在中國杭州和菲律賓馬尼拉召開的第二次國際小水電技術發展與應用考察研究討論會，建議對小水電的規模作以下定義:小水電站為1001～12000kW，小小水電站為101～1000kW，微型水電站為100kW及以下。

中國的小水電在現階段是指由地方、集體或個人集資興辦與經營管理的，裝機容量25000kW及以下的水電站和配套的地方供電電網。

沿革

世界上水力發電是從小水電站開始的。很多歐美國家在19世紀就開始小水電站的建設。1878年法國建成世界上第一座水電站。美洲最早的水電站建於美國威斯康星州，於1882年9月開始發電，裝機容量25kW。20世紀30年代，由於大中型水電站和電力事業的發展，許多國家出現關閉小水電站或縮減小水電站數量和裝機容量的現象。美國從1930～1970年關閉了3000座小水電站。法國從1963～1975年小水電站的發電量減少了78％。蘇聯在1960年以後，小水電站的座數和裝機容量都在下降。到70年代後期，由於世界性石油價格上漲，出現能源危機，許多西方國家對小水電重新關注，開展了一系列勘測設計和科學研究工作。美國對已關閉的3000座小水電站進行了調查和登記，並對近5萬座未設水電站的大壩進行了研究。這些壩如全部建設水電站，總裝機容量可達1億kW，其中1600萬kW屬於小水電站。70年代以後，世界各國的小水電有不同程度的發展。1977年法國有 978座容量小於10000kW的小水電站，總裝機容量49萬kW，年發電量18億kW·h;瑞典有小水電站1050座，裝機1350臺，容量55萬kW，年發電量20億kW·h;日本有小水電站1350座，裝機容量700萬kW，佔全國電力總裝機容量的6％。

中國大陸第一座水電站是1912年在昆明建成的石龍壩水電站。這個電站從滇池出口處的螳螂川引水發電，初期裝機容量為2×240kW，後經逐步改建，1958年擴建為2×3000kW。1949年，全國500kW以下的小水電站有33座，裝機容量3634kW（不包括臺灣省）。

中華人民共和國成立後，隨著社會主義建設事業的發展，小水電發展較快。在50年代，500kW及以下的水電站通稱為小水電。因當時工業基礎薄弱，多數小水電採用簡易的木製或鐵製水輪機，配以由電動機改裝成的發電機，通過低壓線路向附近的農村提供照明，平均每年新增裝機容量1.5萬kW。到60年代，全國已有專業製造中小型水輪發電機組的工廠10多家，生產能力提高，平均每年新增裝機容量5.8萬kW。到70年代，小水電的單站容量擴大至12000kW，專業製造廠增至60餘家。小水電逐步聯成地方小電網，進行集中排程。地方小電網的電壓等級增至35kV，開始向工農業生產供電，平均每年新增裝機58萬kW。1979年一年新增小水電裝機 112萬kW。到80年代，小型水力發電裝置製造廠已有近百家，年生產能力達到 100萬kW。同時自動化水平也在不斷提高。小水電的裝機容量按國家計委規定，擴大至25000kW。一些地區開始用110kV高壓線路聯成本地區的地方電網，實行分級管理，互通有無，調劑餘缺。截至1987年底，全國小水電共有63254座，裝機容量1110萬kW，佔全國水力發電總裝機容量的1/3；1987年發電290億kW·h，年利用小時2.744h，比1980年增加700h。在小水電中，500kW以上的骨幹電站共有4585座，其裝機容量佔2/3以上，發電量佔80％以上，在地方電網內擔負著重要作用。在全國小水電供電區內，擁有：10kV以上高壓線路68.5萬km（其中110kV輸電線路7420km，35kV線路67476km），低壓線路149.3萬km；110kV變電站155座，35kV變電站3027座，3～10kV配電變壓器45萬臺。小水電較多的省為廣東、四川、湖南、福建等省。

資源

中國小水電資源豐富，據初步調查，理論蘊藏量有15億kW，可開發的資源為7000萬kW。到1987年底，已開發15.8％，潛力很大。在全國2300多個縣中，有1104個縣的可開發資源超過1萬kW，其中471個縣的可開發資源為1～3萬kW，499個縣為3～10萬kW，134個縣超過10萬kW。小水電資源的特點是主要分佈在遠離大電網的山區，所以它既是農村能源的重要組成部分，也是大電網的有力補充。從資源的分佈看，長江以南雨量充沛，河流陡峻，水力資源豐富，是開發小水電的重點地區。黃河與長江之間，小水電資源主要在大別山區、伏牛山區、秦嶺南北、甘肅南部和青海省的部分地區。新疆、西藏的喜馬拉雅山脈，崑崙山脈及天山南北、阿爾金山南麓為小水電資源比較集中的地區。華北及東北的小水電資源主要集中在太行山、燕山、長白山及大興安嶺等地區。

方針政策

（1）實行大、中、小並舉，全面規劃，防洪、灌溉、發電、航運、水產、放木等綜合利用，合理開發利用水力資源。

（2）實行自建、自管、自用的方針和誰建、誰管、誰受益的政策。

（3）在管理體制上實行地方為主，縣為實體，統一規劃，集中排程，分級管理。地、縣均可成立地方水電公司（或地方電力公司），對發電、供電、用電統一經營管理。

（4）實行以電養電政策，即小水電的收入不納入地方財政，除生產費用（包括工資及大修、折舊費用等）和按計劃歸還貸款外，全部用於發展小水電和地方電網。

（5）大、小電網團結辦電，有條件的要併網執行，相互支援、相互補充。

（6）充分利用季節性電能。

電站裝置的標準化和系列化

中國小型水輪機分500kW以下和500～10000kW兩部分。主要機型有反擊式和衝擊式兩大類。反擊式又分為軸流式、混流式和貫流式。衝擊式又分為水斗式、斜擊式和雙擊式。貫流式水輪機又分為全貫流和半貫流式。半貫流式水輪機常用燈泡貫流式機組與軸伸貫流式機組。共有轉輪系列21個，機組品種85個。

中國小型水輪發電機多數為同步發電機，非同步發電機使用較少：額定頻率為50Hz，功率因數為0.8。320kW以下小型水輪發電機的額定電壓為400/230V;500kW以上水輪發電機，額定電壓一般為3.15kV或6.3kV。

調速器已定型，有特小型系列，包括TT-35、TT-75、TT-150及TT-300，為液壓、電動操作，通流式。小型系列有XT-300、XT-600、XT-1000，為壓力油箱式。電子液壓式調速器也已開始製造使用。

勵磁系統早期多使用直流勵磁機，現已廣泛使用半導體勵磁裝置、無刷勵磁裝置。

水工建築

中國小水電規模較小，工程比較簡單，建設工期短，收效快。在建設中因地制宜，就地取材，儘可能利用當地材料。小型攔河壩採用土壩、堆石壩、漿砌石壩，砌石拱壩、 砌石連拱壩、 雙曲拱壩、混合壩、碾壓混凝土壩等。壓力水管採用木製水管、鋼筋混凝土管、預應力鋼筋混凝土管、鋼管等。修建小型調節水庫，淹沒面積少，移民較少。

問題和展望

中國許多遠離大電網的山區，只有利用當地豐富的水力資源，發展小水電，改善人民生活，解決農副產品加工和鄉鎮企業、縣辦工業及其他方面的用電需要。不少山區貧困縣把發展小水電作為解決增產糧食與脫貧致富的一項重要措施。小水電的在建規模與投產容量將會出現持續增長的局面。

中國小水電的裝機利用小時從1979年的 1900h提高到1987年的 2744h，平均每年提高100h，四川省的裝機利用小時達3800h。因此，必須加強管理，不斷提高效益。在技術上要加強小水電裝置的試驗研究，逐步提高自動化水平，使執行安全可靠。提高小型水輪發電機組的質量和效率，研究試製貫流式、燈泡式等水輪發電機組和抽水蓄能機組，建設小型抽水蓄能電站。加強職工培訓，提高執行人員的技術業務水平。

世界上小水電的發展趨勢是：

（1）對過去認為開發不經濟的壩址重新估價，增加水能效益。

（2）從綜合利用的角度去研究開發水力資源。

（3）改進設計與施工組織，降低小水電的造價。

（4）廣泛利用現有的水庫和大壩，以及供水、輸水系統中的水力資源修建小型水電站。

（5）改造現有水電站，使充分發揮效益。研究恢復條件較好、已關閉的小水電站。

（6）500kW以上的骨幹電站將逐年增加，100kW以下的微型電站將逐年減少。

（7）統一裝置標準，實現小水電站的自動化。