農(nóng)村水電站降壓擴(kuò)容增效機(jī)組改造關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

摘 要：農(nóng)村水電站促進(jìn)了農(nóng)村的電力發(fā)展和人民群眾生活水平的提高，對(duì)于經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)進(jìn)步都具有很大的意義。但是，由于當(dāng)前現(xiàn)行設(shè)備的老化、技術(shù)落后等原因阻礙了農(nóng)村水電站的綜合效益的提升，所以，對(duì)農(nóng)村水電站進(jìn)行降壓擴(kuò)容增效改造是十分重要的。本文即從分析開展農(nóng)村水電增效擴(kuò)容改造的必要性及其意義出發(fā)，提出了在水電站增效擴(kuò)容改造中可采取的改造方式，并且最后結(jié)合泉安水電站的例子分析了降壓擴(kuò)容增效改造技術(shù)的效果，希望對(duì)相關(guān)工作者能有所幫助。

關(guān)鍵詞：降壓；擴(kuò)容；增效；農(nóng)村水電站；更新改造

中圖分類號(hào)：TV737 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-3362（2013）12-0232-01

1 概述

本單位（廣西X縣級(jí)）水庫(kù)壩后式水力發(fā)電站存在著自動(dòng)化水平低、設(shè)備陳舊老化、一二次線路失靈及老化等問(wèn)題，所以，在發(fā)電站的運(yùn)行期間故障頻發(fā)。單位相關(guān)人員對(duì)水電站進(jìn)行了一些改造，從而達(dá)到了水電站的全自動(dòng)化、微機(jī)控制、增效擴(kuò)容改造等效果。

2 農(nóng)村水電增效擴(kuò)容改造的必要性和意義

2.1 農(nóng)村水電增效擴(kuò)容改造的必要性

農(nóng)村水電是促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、改善民生的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)設(shè)施，并且它對(duì)于生態(tài)建設(shè)具有很大的意義，能起到供應(yīng)能源、降低溫室氣體排放、保護(hù)環(huán)境等作用，因此，我們要加大農(nóng)村水電的發(fā)展。當(dāng)前，我國(guó)的農(nóng)村水電發(fā)展速度很快，裝機(jī)容量約占到全國(guó)水電總?cè)萘康?/3，這極大的促進(jìn)了農(nóng)村的發(fā)展和農(nóng)民生活的改善。但是，現(xiàn)行農(nóng)村水電站還存在一些隱患，例如：有關(guān)設(shè)備設(shè)施的老化就會(huì)產(chǎn)生高壓設(shè)備頻發(fā)故障、能效逐年衰減等各種問(wèn)題，這些隱患不僅影響了經(jīng)濟(jì)效益，而且還帶來(lái)了一些威脅著大家安全的隱患，所以，當(dāng)前迫切需要對(duì)這些農(nóng)村水電站進(jìn)行增效擴(kuò)容的重建改造工作。

2.2 農(nóng)村水電增效擴(kuò)容改造的意義

對(duì)陳舊的農(nóng)村水電站進(jìn)行增效擴(kuò)容改造具有重大而深遠(yuǎn)的意義，它不僅能提高水資源的利用率，增大經(jīng)濟(jì)效益，而且還能保障人民群眾的安全，具體表現(xiàn)在以下4個(gè)方面：有利于可再生資源的開發(fā)利用，促進(jìn)節(jié)能減排；消除水電站的安全隱患，保障公共安全；提高經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)農(nóng)民收入；改善河流生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)人水和諧。

3 開展農(nóng)村水電降壓增效擴(kuò)容的改造方式

從改造目的來(lái)說(shuō)，要進(jìn)行降壓、增效和擴(kuò)容三方面的改造。從改造的具體內(nèi)容來(lái)說(shuō)，農(nóng)村水電增效擴(kuò)容的改造主要在兩個(gè)方面，分別是水力機(jī)械方面和電氣方面。

3.1 改造關(guān)鍵技術(shù)

3.1.1 降壓改造技術(shù)

降壓可以通過(guò)采用新型絕緣材料和絕緣技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)行水電站的發(fā)電機(jī)的出線電壓為6300V，通過(guò)改造可以將6300V的高壓降為380V的低壓。

相對(duì)于高壓機(jī)組，采用低壓機(jī)組的好處是：大大降低了初期投資；減少了水電站的運(yùn)行人員和維護(hù)人員，降低了運(yùn)行成本和維護(hù)成本；提高了安全性。

3.1.2 擴(kuò)容改造技術(shù)

擴(kuò)容可以通過(guò)增加水頭或流量、使發(fā)電機(jī)增容和增設(shè)專用機(jī)組等改造技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。水力機(jī)組的裝機(jī)容量是由水頭和流量共同決定的：水頭和流量的乘積越大，水力機(jī)組的裝機(jī)容量越大，所以，增加水頭或流量能擴(kuò)容；對(duì)于發(fā)電機(jī)，可以通過(guò)增加線圈的匝數(shù)來(lái)進(jìn)行擴(kuò)容，后面有對(duì)發(fā)電機(jī)改造的具體分析；專用機(jī)組是針對(duì)生態(tài)流量而設(shè)置的，設(shè)立專用機(jī)組可以有效的避免生態(tài)流量的浪費(fèi)，專用機(jī)組多采用的是臥式水輪發(fā)電機(jī)組，有壩后式電站和引水式水電站兩種形式，壩后式電站是在廠房?jī)?nèi)增設(shè)專用機(jī)組，而引水式水電站是通過(guò)建設(shè)一個(gè)小型廠房來(lái)設(shè)置專用機(jī)組發(fā)電。

3.1.3 增效改造技術(shù)

對(duì)農(nóng)村水電站的增效措施有：對(duì)機(jī)組進(jìn)行改造、綜合調(diào)度、采用自動(dòng)化無(wú)人值守等。

3.2 改造內(nèi)容

3.2.1 水力機(jī)械的改造

水力機(jī)械主要包括水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、調(diào)速器、輔助系統(tǒng)等。下面分別就這幾種水力機(jī)械的改造進(jìn)行具體的分析。

水輪機(jī)是水電站的關(guān)鍵部件，工作轉(zhuǎn)輪是水輪機(jī)的關(guān)鍵部件，所以，工作轉(zhuǎn)輪對(duì)于水電站來(lái)說(shuō)是十分關(guān)鍵的。在原水電站中，水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪效率一般都較低?，F(xiàn)階段，隨著轉(zhuǎn)輪制造技術(shù)的提高，出現(xiàn)了一些高效率的轉(zhuǎn)輪，所以，相關(guān)單位可以考慮用這些新型的高效率轉(zhuǎn)輪來(lái)替換先前落后的低效率轉(zhuǎn)輪，從而提高轉(zhuǎn)輪效率，使水輪機(jī)的運(yùn)行工況達(dá)到最優(yōu)，進(jìn)而提高水電站的運(yùn)行效率，以達(dá)到增大年發(fā)電量、提高經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。

對(duì)發(fā)電機(jī)的改造體現(xiàn)在技術(shù)的更新、挖潛改造和擴(kuò)機(jī)增容等方面。可以采用的方法如下：提高發(fā)電機(jī)的耐電壓性能和耐溫性能：采用F級(jí)的環(huán)氧粉云母來(lái)替換先前的絕緣材料，采用浸漆和烘焙工藝來(lái)替代先前的工藝；對(duì)發(fā)電機(jī)增容：可以通過(guò)增大銅線截面、提高槽滿率、增大線負(fù)荷和提高輸出功率等措施來(lái)增容發(fā)電機(jī)；提高發(fā)電機(jī)的運(yùn)行效率：采用高質(zhì)量的導(dǎo)磁材料、提高迭裝系數(shù)、將定子鐵心損耗降到最低；提高發(fā)電機(jī)的使用壽命：可以通過(guò)改善通風(fēng)結(jié)構(gòu)、降低風(fēng)摩損耗等措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。

在調(diào)速器方面，老式水電站的調(diào)速器多采用的是機(jī)械液壓調(diào)速器，這種技術(shù)落后，運(yùn)行不方便，并且存在很多安全隱患。為了解決上述問(wèn)題，要對(duì)調(diào)速器油壓裝置的自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化改造。

現(xiàn)行的水電站采用明敷的管路，要將這些換成埋設(shè)管路，并且更換濾水器和空氣壓縮機(jī)。

3.2.2 電氣系統(tǒng)的改造

3.2.2.1 對(duì)線路的改造

只有合理的設(shè)計(jì)好線路，才能使電氣設(shè)備得到合理的配置，保證供電系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。選擇合適的接線方式和電壓等級(jí)要綜合考慮供電是否可靠、操作是否方便、投資成本是否合理、運(yùn)行是否靈活等各方面的因素。

3.2.2.2 要實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化

采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控為主的電站監(jiān)控系統(tǒng)，保證中控室的工作人員通過(guò)人機(jī)接口設(shè)備就能對(duì)電站的大多數(shù)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。

4 實(shí)例分析

下面就泉安水電站為例分析降壓擴(kuò)容增效機(jī)組改造的效果。

泉安水電站在1972年投入運(yùn)行，運(yùn)行超過(guò)30a的設(shè)備已經(jīng)老化，這就對(duì)機(jī)組的正常運(yùn)行和安全生產(chǎn)造成了影響。經(jīng)過(guò)各方案的討論，確定了采用降壓擴(kuò)容增效技術(shù)對(duì)泉安水電站進(jìn)行改造。

在降壓改造技術(shù)中采用了低壓機(jī)組方案，這一方案不但降低了電氣設(shè)備的投資費(fèi)用，而且也大大提高了電氣設(shè)備運(yùn)行的可靠性；在擴(kuò)容改造技術(shù)中，將原先的500kW、電壓6300V、額定電流57.2A的高壓機(jī)組改造為630kW、電壓400V、額定電流1136.7A的低壓機(jī)組；在增效改造技術(shù)中，采用F級(jí)絕緣材料，將定子支路數(shù)改為6路，并且采用耐高溫的銅線。

上述改造技術(shù)的施工周期短、初期投資低。并且改造后2a以來(lái)，水電站運(yùn)行性能穩(wěn)定，不但消除了老機(jī)組存在的安全隱患，而且提高了發(fā)電效益。這說(shuō)明對(duì)泉安水電站進(jìn)行的降壓擴(kuò)容增效機(jī)組的改造是成功的。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)農(nóng)村水電站進(jìn)行增效擴(kuò)容改造能極大的發(fā)揮水庫(kù)的綜合效益，既消除了老機(jī)組存在的安全隱患，也提高了發(fā)電效率。所以，相關(guān)專業(yè)人員要對(duì)這方面進(jìn)行更深入的研究，保證這一技術(shù)能盡快得到有效實(shí)施。

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作者簡(jiǎn)介：甘家強(qiáng)（1972.4-），廣西壯族自治區(qū)賀州市，身份證號(hào)碼：452423197204013879。