标题：德拉肯斯贝赫抽水蓄能电站
概述
Drakensberg Pumped storage Plant

枢纽布置
枢纽由上水库、下水库，水道以及地下洞室等几部分组成。
上水库德赖克罗夫水库由德赖克罗夫(Drekloof)堆石坝形成，该坝修建在斯泰克方丹(Sterkfontein)坝形成的大水库的一个水弯处。这种布置颇具特色。斯泰克方丹水库的满库水位是1702米，比德赖克罗夫水库的满库水位高2米。因此，约有12%的时间，德赖克罗夫坝上溢洪道顶部位于水下，斯泰克方丹水库的顶层2米就用作抽水蓄能电站的上水库。当斯泰克方丹水库水位太低而不能向抽水蓄能电站供水时，德赖克罗夫坝就形成一个独立的上水库满足电站的周调节运行。2个水库之间的水通过位于德赖克罗夫坝中部的溢洪道输送。
德赖克罗夫堆石坝最大坝高46.6米，坝顶长度500.0米，坝顶高程1702.44米，坝体方量84.3万立方米。满库水位1700.0米，满库库容3564万立方米；4台机组发电时最低泄降水位1680.0米，死库容815万立方米；有效库容2749万立方米。
溢洪道顶部高程1700.0米，流量是：由德赖克罗夫到斯泰克方丹为250立方米/秒；由斯泰克方丹到德赖克罗夫为320立方米/秒。
下水库基尔本水库位于图盖拉河的主要支流之一-姆拉纳尼(Mnjaneni)河上基尔本农场处。基尔本(Kilburn)大坝为土坝，最大坝高51.0米，坝顶长度825.0米，坝顶高程1259.0米，坝体方量290万立方米。满库水位1256.0米，满库库容3621万立方米；4台机组发电时最低泄降水位1235.0米，死库容680万立方米，有效库容2941万立方米。电站能在发电工况时负荷系数30%的条件下作周调节运行。溢洪道是有陡槽段的侧槽式溢洪道，顶部高程1256.0米，泄量为320立方米/秒。
输水系统是一个从进水口拦污栅到尾水拦污栅、水平距离约4.5公里的地下系统，由隧洞、竖井和压力管道组成。
引水系统：通过2根管道将水从上水库输送到地下厂房内的4台可逆式水轮机，在靠近地下洞室处每根管道分为向2台机组供水的岔管。从上水库到水轮机的水道由进水口建筑物、2条上游隧洞、2口具有调压井的压力竖井、2条压力隧洞和2根压力钢管组成。
进水口建筑物是2座高46米高的塔，2塔共用1个平台和1座设计承载30t的交通桥。塔的底部装有2道闸门，1道为滑动式叠梁维修闸门，孔口尺寸为高7.3米、宽5.88米，另1道为定轮事故闸门，孔口尺寸为高6.95米、宽5.34米。2个进水口各有1个单独的喇叭口和拦污栅。
上游隧洞为马蹄形断面，最大流量时流速为5.5立方米/秒，沿拦污栅至与压力竖井相交处，1、2号和3、4号隧洞中心线的总长度分别为1539.6米和1534.65米。
压力竖井断面为圆形，直径5.5米，最大流速为6.6米/秒，竖井高275.0米。连接井的位置和直径均与压力竖井相同，从高程1558.3米的上游隧洞同压力竖井相交处，向上延伸至调压井的底部。
两口调压井内径均为14.0米，从底高程1643.0米到顶高程1731.8米，总高度88.8米。调压井为简单式，容积可适应最不利的运行条件，在4台机组同时运行条件下，上、下水位波动至少留有2米的安全余幅。
压力隧洞连接压力竖井和压力钢管，朝水轮机方向有1/10坡度，隧洞断面为圆形，直径5.5米。通过竖向弯道连接压力竖井，弯道转弯半径为隧洞直径的4倍。从上游隧洞末端至压力钢管渐变段始端，隧洞中心线长度为：1、2号1092.63米，3、4号1117.98米。
压力钢管起始渐变段长6米，直径由5.5米减小到4.8米，最大流速从6.6米/秒增至8.6米/秒，从渐变段末端到分岔点，钢管中心线长度为：1、2号411.34米，3、4号382.02米。在分岔点，钢管分成2条直径3.4米的支管，每条支管连接1台机组，从分岔点到长9.5米的渐变段的始端，每条支管长43.57米。通过渐变段后，支管直径由3.4米减至2.25米，最大流速从8.6米/秒增大到19.6米/秒，从渐变段末端到机组中心线，支管中心线长度为53.57米(包括球形阀)。
尾水系统：从可逆式水轮机至下水库，尾水系统包括下面几个主要部分：4条尾水管隧洞，2个调压室，2条尾水支洞，1条尾水隧洞以及尾水出口建筑物等。
尾水管隧洞内径为4.5米，从尾水管理论末端到调压室止水面处，隧洞长度为112.3米。每对隧洞几何尺寸相同，对称布置，隧洞采用混凝土衬砌。从尾水管末端高程1160.55米升高到调压室底部高程1208.0米。每条隧洞通向调压室的进口均为一宽3.5米、高4.5米的孔口，设定轮闸门。
调压室位于每对尾水管隧洞汇合处。2个调压室尺寸相同，直径16米，从底部高程1208.0米至闸门启闭机底板高程1289.8米止，高81.8米。为了在最不利条件下限制涌浪，在稍高于调压室底板的位置上，用一个有效容积约5000立方米的调压洞连接2个调压室，调压室与调压洞的总容积足以适应4台机组全部运行的最不利条件，上下水位波动留有至少2米的安全余幅。
尾水支洞将调压室连接到1个尾水隧洞上。从调压室边墙到岔点，2条支洞长度均为129.8米。支洞为马蹄形断面，面积与直径6米的圆面积相当。
尾水隧洞也是马蹄形断面，相当于直径8.5米的圆形洞。从岔点到拦污栅，隧洞全长1424.6米。2条支洞与隧洞中的最大流速均不超过5.5米/秒。
尾水出口建筑物为一单体式喇叭口结构，从尾水隧洞出口伸出，周围加以回填。
地下洞室地下洞室系统包括3个主要洞室，即主机洞、阀门室、变压器室。在这些洞室内安装有可逆式水轮机、发电-电动机和全部的辅助机电设备。
主机洞洞顶在地表以下146.0米，洞室长168.3米、宽15.5米、高45米，设2个运行层，即高程1184.0米的发电/电动机层和高程1177.5米的水泵/水轮机层。
洞室内安装有4台25万kW的可逆混流式水泵-水轮机组，最大静水头467米，最小静水头424米。发电最大引用流量312立方米/秒，抽水最大引流量218.2立方米/秒，连续最大输出功率100万kW，短期最大输出(30分)可达108万kW，发电-电动机是立式可逆伞式同步电机，发电机工况下，额定出力为281.5(功率因数为0.9)；电动机工况下，功率为280MVA(功率因数为0.98)；在同步调相工况下，功率为185MVA(功率因数为0)。电机的主要技术参数如下：额定电压11kV、交流电频率50Hz，额定转速375r/min，飞逸转速600r/min。
阀门室位于主厂房上游42.5米(中心线距离)处，并与之平行。主底板高程与厂房发电机层相同，即1184.0米。阀门室长152.1米、宽7.5米，从底板高程至拱顶高度为12.8米。
变压器室与主厂房平行，位于其下游45米(中心线距离)处。变压器室主底板高程也为1184.0米，洞室长176.6米、宽12米、高11.3米。主变压器共4台，单机容量280MVA，电压400/11kV，在30min内允许过载300MVA。
主交通隧洞与主机洞纵轴正交，从2、3号机组之间引出，长约1000米、高7.0米、宽7.5米，洞中底板最陡坡度不超过1/10。
工程施工
地下土石方开挖量为50万立方米，地下混凝土浇筑25万立方米。地下开挖采用切削式开挖方法，喷混凝土支护(喷层厚5cm)，并安装锚杆。
工程特点是上、下水库的库容很大，能使电站在周负荷系数达30%的发电工况下运行，这意味着，电站作周调节运行时，从周一至周五的5个工作日内，白天约有10h以发电机工况运转，满负荷出力100万kW，夜晚则有11.5h以电动机工况运转；每昼夜其余2.5h，各机组处于调相工况，在2个体息日里，电站仅在电动机工况下连续运转34.5h，以便上水库充水。