大带三级水电站水轮机单机容量较小，运行效率低，加上长期受水流冲刷、水质侵蚀影响，转轮叶片、导叶等部件锈蚀严重，发电机绝缘老化严重，运行时发热量大、电机温升高问题频发，调速器未与刹车系统联动，机组关机时须现地操作，自动化程度较低，已无法满足水电站日常发电需求。为了解决水电站设备锈蚀、老化、效率低下以及无法满足电网负荷需求的问题，对其进行增效扩容改造是缓解供电压力、提高水电站发电能力和效率的重要途径。本文以大带三级水电站改造为研究背景，在深入分析水电站运行现状及存在问题的基础上，提出了对水电站水轮机、发电机、调速器和进水阀等关键设备增效扩容改造具体方案。结果表明：改造后，水电站的整体运行效率及发电能力得到了明显提升，实现了发电能力、运行效率、安全性和经济性的全面提升，为类似水电站的改造提供了可借鉴的经验。