安格莊水電廠增效擴容改造及效果

牛立志

(安格莊水電廠，河北 保定 074200)

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安格莊水電廠增效擴容改造及效果

牛立志

(安格莊水電廠，河北 保定 074200)

摘要：安格莊水電廠經(jīng)多年運行，設(shè)備老化，自動化程度下降，不僅嚴重影響機組效率，而且極大地威脅電廠的安全運行，亟需進行技術(shù)改造。通過增效擴容改造，提高了機組效率，改善了設(shè)備性能，使電站煥發(fā)了新的生機和活力，為保安全、多發(fā)電提供了設(shè)備保障。表1個。

關(guān)鍵詞：水電廠；增效擴容；設(shè)備改造

1概述

安格莊水電廠座落于河北省易縣安格莊村西，屬壩后式電廠。1974年10月機組投產(chǎn)發(fā)電，裝機容量3×3 200 kW，設(shè)計水頭30.5 m，設(shè)計流量37.8 m3/s，多年平均發(fā)電量2 845 萬kW·h。主機設(shè)備為天津發(fā)電設(shè)備廠制造，運行至今已40多年。由于缺乏改造資金，設(shè)備老化，自動化程度下降，不僅嚴重影響機組效率，而且極大地威脅電廠的安全運行，亟需進行技術(shù)改造。經(jīng)過積極努力，2013年安格莊水電廠被列為水利部、財政部2014年增效擴容改造單位。

2設(shè)備改造

2.13號水輪發(fā)電機組改造

水輪機氣蝕磨損嚴重，運行工況降低，早已達不到設(shè)計要求，而且運行穩(wěn)定性差。因此，將原水輪機型號KL123—LJ—140改造為HLNF06—LJ—140不銹鋼節(jié)能轉(zhuǎn)輪。在安裝過程中，根據(jù)實測，新轉(zhuǎn)輪比舊轉(zhuǎn)輪上、下冠增高50 mm，因此將轉(zhuǎn)輪平臺下降50 mm,尾水管補氣裝置也做了進一步改善。上、下機架在原始安裝時未裝定位銷，只是用電焊加固，在本次安裝過程中，測好中心后重新加裝定位銷。機組安裝完畢后經(jīng)試運行一切穩(wěn)定，上導(dǎo)擺度0.07 mm，水導(dǎo)擺度0.10 mm，各部溫升正常。

由于3號發(fā)電機定、轉(zhuǎn)子絕緣下降，線圈和鐵芯溝槽內(nèi)油泥堆積較多，溫升較高，嚴重影響散熱效果，因此將定子線圈由B級絕緣更新為F級絕緣，轉(zhuǎn)子線圈也做了一并處理。

2.2調(diào)速器改造

原3臺調(diào)速器均為CT—40型，經(jīng)過多年運行，機械部件磨損嚴重，零配件無法購買，多年失修，不能實現(xiàn)自動化，開停機只能人工操作手輪，調(diào)節(jié)極不穩(wěn)定，開機并網(wǎng)慢，并網(wǎng)運行過程中經(jīng)常出現(xiàn)負荷下滑現(xiàn)象?，F(xiàn)改造為YZFT—3000系列數(shù)字閥可編程計算機控制器，其特點如下：

(1)采用觸摸屏作為人機畫面。畫面全中文顯示，便于檢修操作、觀察及維護。

(2)邏輯性強。內(nèi)存大，調(diào)節(jié)模式靈活，具有很強的自診斷、防錯、糾錯及容錯功能。

(3)聯(lián)網(wǎng)方便。自動化水平高，具有很高的測頻精度和可靠性能。

(4)適用各種特殊運行方式。如孤網(wǎng)運行，由大電網(wǎng)解裂為小電網(wǎng)運行的突變情況，均可保證機組穩(wěn)定性。

2.3主變壓器改造

原2臺主變壓器為64標準生產(chǎn)的SJL型鋁線繞阻變壓器，負載損耗大，效率低，發(fā)熱嚴重，閥體漏油嚴重，滿器油污。更新為S11型銅芯繞組節(jié)能變壓器，該變壓器體積較小、功耗低、維護方便、溫升效果好。

2.4斷路器改造

原使用的斷路器為DW1—35D(多油式斷路器)和SN2—10(少油式斷路器)，設(shè)備早已過時淘汰，動靜觸頭磨損嚴重，接觸電阻大，三相同步差，漏油嚴重，無設(shè)備配件，維護檢修困難?，F(xiàn)更新為ZW7—40.5戶外真空斷路器和ZN28—10型戶內(nèi)真空斷路器。新型斷路器帶有合閘貯能機構(gòu)，操作機構(gòu)為電磁式彈簧機構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單，動作可靠，維護方便，滅弧能力強，使用壽命長，無爆炸危險，無污穢，噪音低等優(yōu)點。

2.5保護測控裝置改造

控制保護測控裝置系統(tǒng)是機組指揮中心，是設(shè)備改造的重中之重。本次改造采用先進的DMP300C1型微機發(fā)電機保護測控裝置，HZDK200監(jiān)控系統(tǒng)和HZGPS全球衛(wèi)星同步時鐘取代了維護成本高、動作靈敏度差的老繼電器保護測控裝置。微機保護測控裝置通過以太網(wǎng)接入計算機監(jiān)控系統(tǒng)中，采用單元式組合，方便保護配置和功能擴充，具有自動檢測故障診斷和定位及修復(fù)提示功能，通過通信接口可實現(xiàn)與計算機監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)。

HZDK200系統(tǒng)操作采用菜單分層式結(jié)構(gòu)，操作簡單，清晰方便。系統(tǒng)接通電源時進入主界面，可顯示系統(tǒng)時間和電源基本信息及當前狀態(tài)。信息查詢包括：交流電壓、直流控制電壓、電流、合成電壓、開關(guān)狀態(tài)、電池組電壓、電流、溫度、放電容量、母線對地電壓、電阻絕緣，如有故障會發(fā)出音響報警信號。

DMP300C1系列微機發(fā)電機保護測控裝置，采用當今先進的軟、硬件技術(shù)，雙CPU結(jié)構(gòu)，整體面板，抗振動、抗干擾，適應(yīng)于惡劣環(huán)境，可靠性高，保護算法成熟、完善、功能設(shè)計全面化，內(nèi)部硬件自檢功能強，當裝置內(nèi)部故障時能及時檢測并報警。用戶界面人性化，實時顯示電流、電壓、頻率、功率及各種事件及接線圖，便于現(xiàn)場運行維護人員操作。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)及GPS對時，實現(xiàn)與系統(tǒng)時鐘同步，通訊接口提供以太網(wǎng)接口。

3改造效果

改造后設(shè)備運行穩(wěn)定，發(fā)電效率顯著提高，運行操作人員操作頻度大大降低，實現(xiàn)了增效擴容的目的。

3.13號發(fā)電機組效率提高

經(jīng)過實際運行測量，庫水位在154.3 m時，空載流量1.95 m3/s，負荷帶3 200 kW，用水流量9.83 m3/s。而相同型號的2號機滿帶3 200 kW，用水流量12.36 m3/s，節(jié)水2.53 m3/s，可多帶負荷761 kW，效率提高23.8%(見表1)。

表1　改造效果對比

3.2自動化程度提高

3號機組電腦發(fā)出開機到并網(wǎng)指令后，自動開蝴蝶閥(本次改造操作系統(tǒng)已更新),調(diào)速器自動開導(dǎo)水葉，自動準同期并網(wǎng)，自動調(diào)整給定有、無功負荷，均由電腦完成，實現(xiàn)了少人值守的目的。

3.3降低了廠用電率

調(diào)速器改造前壓油泵2 min啟動1次，給壓力油罐充氣每8 h充氣2次；改造后壓油泵1個多小時啟動1次，壓力油罐24 h充氣1次，空壓機啟動次數(shù)大大降低，減少了設(shè)備磨損，節(jié)省了廠用電。

3.4節(jié)省用油

斷路器更新為真空斷路器，解決了變壓器及斷路器漏油問題，大大減少了用油量。

4目前存在的問題

本廠油、水、風(fēng)三大系統(tǒng)，1、2號蝴蝶閥操作系統(tǒng)和3臺蝴蝶閥漏水以及1、2號水輪發(fā)電機組尚未改造，仍需人工操作，并存在安全隱患。如果這些問題得到解決，全部設(shè)備就完全實現(xiàn)微機監(jiān)控自動化，徹底實現(xiàn)少人值守或無人值守的目標。

5結(jié)語

通過增效擴容改造，提高了機組效率，改善了設(shè)備性能，使老舊電站煥發(fā)了新的生機和活力，為保安全、多發(fā)電提供了設(shè)備保障，實現(xiàn)了增效擴容的目的。

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責(zé)任編輯吳昊

作者簡介：牛立志(1966-)，男，工程師，主要從事農(nóng)村水電管理工作。E_mail：baodingshi064x@sina.com

收稿日期：2016-01-05