烏坑二級(jí)電站電氣設(shè)備增效擴(kuò)容改造技術(shù)探究

翁曉斌

摘要：本文對(duì)烏坑二級(jí)電站的工程的電氣設(shè)備改造進(jìn)行了闡述，并對(duì)該電站的電氣設(shè)備增效擴(kuò)容改造提出了改造原則，最后對(duì)電氣設(shè)備增效擴(kuò)容改造的具體技術(shù)措施進(jìn)行了分析，旨在為電站的增效擴(kuò)容順利實(shí)施提供技術(shù)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：電站;電器設(shè)備;增效擴(kuò)容;效率提升

1 引言

水電是重要的可再生能源和清潔能源，我省水力資源較豐富，擁有較多的小型水電站。但由于電站建設(shè)年代較早，設(shè)施陳舊、設(shè)備老化嚴(yán)重、機(jī)電設(shè)備故障多、效率低下，水能資源利用率低，運(yùn)行維護(hù)成本過(guò)高等因素使電站處境十分困難，電站安全無(wú)法保障，可持續(xù)發(fā)展空間嚴(yán)重不足，已經(jīng)無(wú)法滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。因此，根據(jù)水電站實(shí)際情況，需要進(jìn)行增效擴(kuò)容改造，提高水電站自動(dòng)化、信息化和現(xiàn)代化水平，消除各類安全隱患，保障公共安全和生產(chǎn)安全。

2 電站工程概況及存在問(wèn)題

烏坑二級(jí)電站位于漳平市永福鎮(zhèn)穎水村烏坑自然村，電站壩址位于赤水溪中段與福坪溪支流匯合口處，壩址以上流域面積為78.4km2，電站為引水式徑流開(kāi)發(fā)，為赤水溪梯級(jí)開(kāi)發(fā)的第三級(jí)電站。

電氣設(shè)備存在主要問(wèn)題：發(fā)電機(jī)絕緣老化、鐵芯銹蝕嚴(yán)重、硅鋼片磁滯損失大、機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性差;勵(lì)磁裝置設(shè)備老化，靈敏性差，調(diào)節(jié)性能不好;主變壓器設(shè)備陳舊、老化、漏油、發(fā)熱嚴(yán)重、損耗較大問(wèn)題;低壓配電設(shè)備老化，柜體防護(hù)等級(jí)低;接地網(wǎng)絡(luò)年久腐蝕老化失效，達(dá)不到規(guī)范要求。因此，需要對(duì)電站進(jìn)行增效擴(kuò)容改造。

3電氣設(shè)備增效擴(kuò)容改造原則

（1）解決影響安全生產(chǎn)的主要問(wèn)題，提高電站安全運(yùn)行水平。機(jī)電設(shè)備選用應(yīng)符合國(guó)家相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，滿足技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量可靠、節(jié)能環(huán)保、安全生產(chǎn)等基本要求。

（2）機(jī)組宜采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的自動(dòng)化系統(tǒng)。按照“無(wú)人值班（少人值守）”考慮，提高電站自動(dòng)化水平。

（3）發(fā)電機(jī)的效率應(yīng)不低于95%。應(yīng)采用具有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的勵(lì)磁裝置。勵(lì)磁系統(tǒng)宜優(yōu)先采用可控硅勵(lì)磁或無(wú)刷勵(lì)磁方式。

（4）主變壓器額定容量應(yīng)滿足改造后的發(fā)電機(jī)額定容量。高耗能主變壓器應(yīng)更換為S11及以上節(jié)能型變壓器。應(yīng)滿足當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)接入要求。

（5）電力電纜、二次電纜導(dǎo)體應(yīng)采用銅材。

4電氣設(shè)備增效擴(kuò)容改造的具體技術(shù)措施

4.1水輪發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁設(shè)備改造

根據(jù)電站的實(shí)際情況，發(fā)電機(jī)改造更換所有的發(fā)電機(jī)機(jī)組設(shè)備，結(jié)合水輪機(jī)的參數(shù)選擇，發(fā)電機(jī)額定出力1.6MW。額定電壓與原機(jī)組相同，即6.3kV。具體參數(shù)如下：

水輪發(fā)電機(jī)：3臺(tái)，型號(hào)：SFW1600，額定容量：1600kW，額定電壓：6.3kV，額定電流：183.3A，功率因數(shù)：0.8（滯后），頻率：50Hz，相數(shù)：三相。

電站的勵(lì)磁設(shè)備為老舊設(shè)備。本次發(fā)電機(jī)組增效擴(kuò)容改造，采用微機(jī)監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)，擬按微機(jī)型雙通道勵(lì)磁裝置進(jìn)行選型改造。

4.2變壓器改造

（1）勵(lì)磁變?yōu)橛徒阶儔浩?，運(yùn)行多年，變壓器器身老化嚴(yán)重經(jīng)多次維修仍有滲油現(xiàn)象，變壓器溫度偏高，損耗大效率低，屬國(guó)家公布的淘汰機(jī)電產(chǎn)品目錄中的設(shè)備，本次改造可根據(jù)新發(fā)電機(jī)有關(guān)參數(shù)，選用干式勵(lì)磁變壓器，型號(hào)：SC系列。

（2）電站主變壓器為S7系列2000kvA變壓器，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后也存在著諸如線圈老舊，絕緣老化，發(fā)熱量大，效率低，新絕緣油灌注后，油質(zhì)老化變黑現(xiàn)象嚴(yán)重，損耗較大這些問(wèn)題。變壓器更換為S11-2000kVA的主變壓器。具體參數(shù)如下：額定容量：2000kVA，額定電壓：38.5±5%/6.3kV，阻抗電壓：Ud%=6.5，接線組別：Yd11。

4.3其它電氣設(shè)備的改造

（1）主接線的改造

兩臺(tái)廠用變壓器分別和擴(kuò)大單元及單元的機(jī)端6.3kV母線進(jìn)行連接，這兩臺(tái)變壓器互為備用，更換老舊屏柜等設(shè)備及電纜。根據(jù)當(dāng)前電站實(shí)際負(fù)荷，改為干式變壓器，具體參數(shù)如下：額定容量：125kVA，額定電壓：6.3±5%/0.4kV，阻抗電壓：Ud%=4%，接線組別：dyn11。

（2）低壓開(kāi)關(guān)柜改造

原低壓開(kāi)關(guān)柜是敞開(kāi)式，容易受到灰塵和潮氣的影響。而且柜內(nèi)的開(kāi)關(guān)元器件不僅型號(hào)陳舊，而且老化現(xiàn)象十分嚴(yán)重，在使用中經(jīng)常出現(xiàn)誤跳閘等現(xiàn)象，影響到了電站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。作為改造對(duì)象，需要將開(kāi)關(guān)柜及內(nèi)部的開(kāi)關(guān)元器件全部更換成當(dāng)下最新型的型號(hào)。

（3）6kV高壓開(kāi)關(guān)柜和35kV高壓開(kāi)關(guān)柜改造

原6kV配電裝置柜使用的是GG-1A（F）高壓開(kāi)關(guān)柜，油斷路器也經(jīng)常出現(xiàn)滲油故障，必須要進(jìn)行更換。改造后使用的是XGN2系列固定式高壓柜，柜子內(nèi)部安裝額真空斷路器;35kV開(kāi)關(guān)設(shè)備使用的是戶外中式布置。現(xiàn)有的斷路器目前采用的是多油斷路器，隔離開(kāi)關(guān)為手動(dòng)型，操作時(shí)故障率較高，因此本次也將斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流/電壓互感器等元件全部更換。

（4）防雷接地改造

35kV中性點(diǎn)為不接地系統(tǒng)，升壓開(kāi)關(guān)站35kV側(cè)為單母線接線，母線上安裝一組氧化鋅避雷器，以防止雷電感應(yīng)（大氣）過(guò)電壓。35kV線路避雷線直接引至出線門(mén)型架，作為進(jìn)線段直擊雷保護(hù)。升壓開(kāi)關(guān)站采用獨(dú)立避雷針作為直擊雷保護(hù)。6.3kV母線PT柜及斷路器柜，均裝設(shè)三相組合式過(guò)電壓保護(hù)器以防止雷感應(yīng)過(guò)電壓及操作過(guò)電壓。

5電氣設(shè)備增效擴(kuò)容改造成效

烏坑二級(jí)電站工程于2017年03月06日開(kāi)工，2017年09月17日完工。2017年9月17日～9月20日完成3臺(tái)機(jī)組帶額定負(fù)荷72小時(shí)試運(yùn)行。試運(yùn)行中無(wú)安全事故發(fā)生，機(jī)組運(yùn)行情況滿足設(shè)計(jì)要求。2018年10月23日進(jìn)行完工驗(yàn)收。根據(jù)電站完工運(yùn)行至今情況各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

電站所有機(jī)電設(shè)備、電氣設(shè)備、接地經(jīng)有資質(zhì)的檢測(cè)單位檢測(cè)合格，機(jī)組出力可達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)改造后電站運(yùn)行情況，電站機(jī)組設(shè)備運(yùn)行正常，機(jī)組出力滿足設(shè)計(jì)要求，綜合效能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

6結(jié)語(yǔ)

電站的增效擴(kuò)容改造是在原有的基礎(chǔ)上將原設(shè)備的缺陷消除，提高電站的自動(dòng)化水平，提高運(yùn)行效率，從而實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益，這也有利于烏坑二級(jí)電站的整體發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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