上水庫利用現有的桐柏水庫加固改建而成,海拔400.28米,主壩為均質石壩,集雨面積6.7平方公里,正常庫容1072萬立方米,正常水位396.21米,由於庫周圍有需要防護的對象,為了保證庫周居民安全,在大壩右側設定了淨寬為2×6m的溢洪道,堰頂高程394m,並設定閘門以控制水位。裝機4台30萬千瓦發電機,年發電3430萬度。
下水庫大壩為鋼筋混凝土面板堆石壩,壩頂高程148.25m,壩頂長434m,壩頂寬8m,最大壩高68.25m,大壩及溢洪道均為一級建築物,設計洪水標準為200年一遇,相應設計洪水位為146.06m,下泄流量496立方米/秒,下游校核洪水位86.06m,集雨面積21.4平方公里,上游壩坡1:1.4,下游壩坡1:1.5,設有兩級3m寬的馬道。原右岸溢洪道為開敞式溢洪道,布置在石壩頭山脊的埡口及其沖溝上,由進水口、溢流堰體、泄槽、消力池和出水渠等組成。溢流堰寬21.5m,堰頂高程141.17m,全長240m,採用挑流消能,上下水庫落差230多米,總裝機容量為120萬千瓦,設計年均發電量21.18億度。
廠房位於下水庫左岸,上、下庫間的山體內,該電站是一座日調節純抽水蓄能電站,內設4台單機容量為300兆瓦的立軸單級混流可逆式水泵水輪機,以兩回500千伏線路接入華東電網,在電網中擔任調峰、填谷、調頻、調相及事故備用等任務的一等工程。
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