农村变电站（精选9篇）
农村变电站 篇1
山西省兴能发电有限责任公司位于山西省古交市木瓜会村, 东经112°5′25″, 北纬37°53′27″, 地处山西电网调度中心枢纽和电力负荷中心区域, 是晋中电网中心的主要电源支持点。整个电厂的雷电防护措施、接地装置是否良好, 是安全生产的关键之一。为了准确掌握兴能发电公司接地装置的工频特性参数, 了解该电厂内一次设备、主控室与主地网的电气导通性能, 依据《山西省气象防灾减灾条例》有关规定, 古交市避雷设施检测站对该公司接地装置进行了全面的检测。检测期间天气晴, 气温17℃左右。兴能发电公司升压站最大运行方式下500 kV母线上最大单相接地短路电流为30 kA, 地网对角线约604 m。
1 检测仪器的选择
根据《接地装置特性参数测量导则 (DL/T475-2006) 》6.1.1和6.5的要求[1], 试验电流宜在3~20 A, 频率宜在40~60 Hz, 异于工频又接近工频, 且检测仪器的准确度不低于1.0级, 采用异频电源时, 测试仪表的选频性能良好。根据上述要求, 选定上海大帆电气有限公司研制的DF9001变频大电流多功能地网接地特性测量系统。
2 接地装置特性参数检测
2.1 测试回路布置
该电厂采用直线法布置回路。电厂最大对角线在1 200m左右, 电流极在发电厂场区外约大地网对角线长度的2倍处, 电压极在发电厂场区外约电流级的0.618倍处, 电压线与电流线同方向平行放设, 两线间距>2 m, 电流注入点为该发电厂主变区, 回路布置如图1所示。
2.2 电气完整性检测
对主厂房内设备及升压站内一次设备接地引下线与主地网之间的电气导通进行了检测, 测量方法如图2所示。首先选定一个与主地网连接良好的设备的接地引下线为参考点, 再测试周围电气设备接地引下线与参考点之间的直流电阻。
从检测结果可以看出, 主厂房内设备及升压站内一次设备接地引下线与主地网连接均良好, 均<50 mΩ, 检测结果合格。
2.3 接地阻抗检测
接地阻抗的检测仪器为DF9001变频大电流多功能地网接地特性测量系统, 接地阻抗的测试方法采取直线法, 试验电流尽可能大, 在频率45~55 Hz之间任意选取几个点测量[2,3], 接线如图3所示。电压极在被测接地装置与电流极连接方向上移动3次, 每次移动的距离为电流线长度的5%左右, 当3次测试的结果误差在5%以内即可。
2.4 土壤电阻率检测
土壤电阻率是土壤的一种基本物理特性, 是土壤单位体积内在一定的电场作用下, 对电流的导通性能。测量土壤电阻率的目的是进行有效的地网设计和改造。测量方法如图4所示, 采用四极等距法, 电极之间的距离 (a) 不应小于电极埋设深度 (h) 的20倍, 即a>20 h。试验电流流入外侧两个电极, 接地阻抗测试仪通过测得试验电流和内测2个电极间的电位差, 得到R, 通过如下公式得到被测场地的土壤电阻率ρ:
土壤电阻率 (ρ) =2πaR。
土壤电阻率是决定接地体电阻的重要因素, 其大小将直接关系到接地装置接地电阻的大小, 而要求接地电阻越小越好, 因而要求土壤电阻率也要越小越好。经测试, 土壤电阻率>500Ω·m, 土壤电阻率较大, 对接地电阻的影响较大。
注:dCG及dPG指电流极、电压极到地网边缘的距离
2.5 防雷装置常规检测
对发电厂场区内所有防雷装置进行常规检测, 检测发现所有防雷装置均符合《建筑物防雷设计规范 (GB50057-2010) 》要求[4]。
2.6 检测结论
检测表明, 山西省兴能发电有限责任公司厂区接地装置的接地阻抗为0.375Ω, 主厂房内主要设备、升压站内各设备接地引下线和主地网连接情况良好, 厂区内各防雷装置接地电阻均合格, 符合《建筑物防雷设计规范 (GB50057—2010) 》。
3 体会
3.1 电流注入点选择
进行大型地网工频特性参数测试时, 试验电流的注入点要选择在单相接地短路电流大的场区里电气导通测试中结果良好的接地引下线处。对于发电厂, 电流注入点可选择主变压器高压侧接地引下线处, 也可选择500、220 kV母线附近接地良好的接地引下线处;对于降压变电所, 电流注入点可选择220、110 kV母线附近接地良好的接地引下线处。
3.2 试验电源选择
山西地区山区面积较大, 土壤电阻率大且不均匀, 在这种地理环境复杂的情况下, 进行大地网特性参数的检测, 要选择输出功率≥5 kW的测试仪器, 才能保证注入地网的测试电流在3~20 A。
3.3 电流极接地电阻降低方法
降低电流极的接地电阻是降低回路阻抗的首选方法, 当检测仪器输出功率一定时, 要提高测试电流, 须设法降低回路阻抗, 而电流极的接地电阻是回路阻抗的重要组成部分。
降低电流极的接地电阻方法是:用3根Φ50×1 000 mm的钢管, 连接成边长为2 m的等边三角形, 并打入地下900 mm, 组成等边三角形的小地网作为电流极, 在必要时可以再浇一些水, 按这种方法处理后电流极的接地电阻明显减小[5]。
3.4 测试线回路监护
测量接地阻抗时, 电流极及电流线上有几百电伏的交流电压。因此, 一定要派人全程监护, 以保证人身安全。
3.5 线路铺设
辅助电压极的铺设应尽量避免与输电线路平行, 以防感应过高的工频电压。所有布线都应避免多圈盘绕, 以防附加电感影响测量结果。电流线、电压线布线时注意金属导体部分不要接触地面。
参考文献
[1]DL/T475-2006接地装置特性参数测量导则[S/OL].[2013-01-20].http://www.standard.cn/index.php?doc-view-3161.html.
[2]DL/T621-1997交流电气装置的接地[S/OL]. (1998-01-01) [2013-01-20].http://wenku.baidu.com/view/c877023443323968011c9/282.html.
[3]GB//T17949.1-2000接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则[S/OL].[2013-01-20].www.standard.cn/index.php?doc-view-5165.html.
[4]GB50057-2010建筑物防雷设计规范[S/OL].[2013-01-20].http://baike.com/view/2969539.html.
[5]GB50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范[S/OL]. (2004-06-01) [2013-01-20].http://wenku.baidu.com/view/75455602de80d4d8d15a4f13.html.
农村变电站 篇2
各位领导，各位来宾、同志们：
今天，全省农村水电站从业人员培训班在我市召开，这不仅给我市带来一次很好的学习机会，同时也给我市水电工作起到推动作用。在此，我谨代XXX对培训班的召开表示诚挚的祝贺！向参加会议的各位领导、来宾和全体学员表示诚挚的欢迎！
开展农村水电人员培训是提升水电人才队伍素质的重要抓手，也是强化农村水电站安全生产保障的重要载体。省里非常重视农村水电安全生产工作，并在全省范围开展农村水电安全生产标准化建设。我市也正在进行开展水电标化建设，目前XXX等2座水电站也通过了省级验收，但水电从业人员业务素质不高、能力不强仍影响着我市水电站标化建设，也影响农村水电站的安全生产。举办这次培训会，就是要通过业务技能的培训，进一步夯实农村水电从业人员的业务素质与能力，提高水电安全生产水平。另外，此次培训，给我们授课的老师是来自XXXXX的专业老师，相信通过他们的讲授课，对我们如何提高水电从业人员的综合素质和业务技能大有好处。大家一定要抓住这次难得的学习机会，静下心来，深入学习，练好内功。下面我提三点要求：
一要集中精力专心学。如果大家认为这次培训是一次难得放松的机会，那你的思想就是极端错误的。本次培训我们安排了三天，今天和明天培训，第三天还将举行考试，来检验这两天的学习成果。因此，大家一定要集中精力，利用有限的时间抓好学习，充好电。
二要联系实际灵活学。我们培训的目的在于提高自身素质和业务水平。因此，大家要发扬理论联系实际的学风，紧密联系当前的工作实际，把所学的知识运用到实际工作中去，坚持在学习中提高，在实际中运用。
三要遵守纪律认真学。参训学员要严格遵守培训纪律要求，严格遵守作息时间，没有特殊情况，不得请假，上课期间要认真听老师讲课，积极做好笔记；要认真听从组织人员的安排，做到不迟到，不早退，认真完成培训任务。
农村变电站 篇3
据不完全统计，到2010年，全国水电装机容量达到1.9亿千瓦，其中农村水电已经达到5000万千瓦。但是农村水电站的运行状况不容乐观，主要表现在：大量早期建成的水电站设备已经达到或超过折旧年限，管理和运行现代化技术水平总体不高，安全生产隐患突出，早期建成的部分水电项目存在着生态等诸多问题不断暴露。依据中国水利发展“十二五”规划，我国将在“十二五”期间在全国开展农村老水电站的更新改造，形成基于计算机监控的现代农村水电站运行模式。
基于计算机监控的现代农村水电站是动态不确定模型建立的基础，此研究报告刊登于《农村工程学报》2010年第5期，题为“农村水电站电能生产动态不确定性优化调度模型”，第一作者为浙江同济科技职业学院张仁贡副教授、通信作者为浙江工业大学计算机学院王万良教授。该研究为国家自然科学基金资助项目。
农村水电站由于存在模糊动力特性、瞬时给定负荷和不确定检修计划等动态不确定因素，故不能采用确定环境下的全局优化调度模型，针对该问题构架了基于网络控制系统的动态不确定优化调度模型，该模型由环境预测数据库、滚动时窗、时窗优化模件、时窗驱动器、反馈校正器等组成。结合农村水电站电能生产的具体过程对该模型进行软件编制，构建了基于I/O调度触发器的环境预测数据库，设计了混合确定与不确定约束的滚动时窗，研制了按周期滚动优化的时窗优化模件，开发了由定时器和事件驱动器组成的时窗驱动器，形成了具有不确定因素补偿功能的反馈校正器。优化调度运行与实际仅凭经验运行的对比结果表明，该模型可以有效地解决农村水电站电能生产的动态不确定问题，明显地提高了水电站的发电效益。
农村变电站 篇4
根据有关资料分析, 当负荷密度为10～20 kW/km2时, 35/10 kV供电方式的经济供电半径为10～15 km, 相配套的35 kV线路输送容量为2 000～10 000 kW, 输送距离为20～50 km, 10 k V线路输送容量20～2 000kW, 输送距离为6～20 km。因此, 35 kV变电站适用于农村电力网建设。尽管现在在用电能量大的城市和经济发达的沿海地区已不宜新建35 kV变电站, 甚至旧的35 kV变电站也升压改造成110 kV变电站, 然而35/10 kV供电方式在广大的农村地区仍将长期存在, 35 kV变电站仍将长期使用。
2建设35 kV箱式变电站是实现无人值班站的基础
35 kV箱式变电站是在农网改造中推广的一种变电站建设与改造模式。箱式变电站也称户外成套组装式变电站, 具有技术先进、安全可靠、自动化程度高、安装周期短、投资少、易于深入负荷中心、能缩短供电半径、提高末端电压质量等特点, 适宜应用于农村电网。
20世纪90年代后期, 农网改造工程启动后, 箱式变电站, 尤其是35 kV箱式变电站被广泛应用于农网变电站的建设与改造中。
四川省中江供电有限责任公司 (以下简称中江公司) 于2002年开始先后投产了仓山、冯店、永兴、回龙等4座35 kV无人值班箱式变电站。2006～2008年, 通过农网改造, 中江公司所属的龙台、永太、辑庆等3座常规35 kV变电站, 也实现了无人值班改造。
3 35 kV箱式变电站的设计要求
3.1变电站设计要求
(1) 简化变电站主接线。变电站的主接线应尽量简化, 以减少一次设备及简化二次设备的配置, 也利于实现自动化, 减少倒闸操作的失误。以中江公司新建的仓山、冯店、永兴、回龙4座35 kV无人值班变电站为例, 变电站的主接线35 k V和10 k V都是单母线不分段, 主变压器35 k V侧采用快速熔断器和负荷开关, 主变压器10 kV侧及10 kV馈线采用自动重合器, 10 kV出线4回, 一组10 k V电容器。
(2) 全部设备均能实现“三遥” (遥控、遥测、遥信) 功能。
(3) 设备选型要标准化、高可靠性。变电站综合自动化系统和无人值班运行模式的实施, 主要取决于设备的可靠性, 不仅是自动化设备, 更重要的是电气一次设备, 因此要尽可能选用高可靠性的设备, 并使设备选型标准化。
3.2变电站自动化模式
目前中江公司新建或改造的变电站所采取的综合自动化系统模式, 主要是集中配屏式 (冯店变等) 和全分散式 (仓山变等) 。
(1) 集中配屏式。二次部分采用带信号、测量、控制、保护、通信等功能的综合自动化测控单元分别组屏, 由1个总控单元通过串行通信口 (RS232, RS422, RS485) 与各功能单位连接, 再通过通信线与调度室连接, 当地不设置后台机。
(2) 全分散式。变电站的所有断路器采用自动重合器, 控制室设置一面R1屏 (用于各种电能量信息采集) 与调度室连接, 实现“三遥”功能。采取这种方式变电站接线简洁明了, 运行维护方便。
4实现无人值班的变电站管理措施
4.1管理层次的分类
采用变电集控中心—变电检修班—县调环环相扣模式。设立变电检修班, 变电检修班接到变电集控中心或县调传来的信息, 可以直接办理工作票进行工作。
4.2运行管理工作的变化
变电站实现无人值班后, 在人员大量减少、管辖范围增大的情况下, 仍按有人值守站的管理方式进行管理是难以办到的。为了在实现无人值班后, 变电站的安全运行水平进一步提高, 运行管理工作应进行调整。中江公司主要从以下方面采取措施。
(1) 首先实现县级调度自动化。2006年公司实现了县级调度自动化, 对各变电站实现了“三遥”功能。不仅大大减轻了运行人员日常工作量, 而且提高了工作效率和管理水平。
(2) 强化人员的培训, 优化人员结构。由于变电站实行无人值班, 大量新设备、新技术的使用以及工种的变换, 对人员综合素质的要求也不断提高, 所以中江公司集中加强了对人员一专多能的技术、技能培训, 优化人员结构, 对在岗人员进行严格培训、考核。
(3) 建立合理、有效的管理制度。由于实行变电站无人值班, 管理方式、职能都发生了变化, 相应的管理制度也应进行改变。如将部颁《变电集控中心运行管理制度》中巡视制度、设备评级制度、技术档案、记录设立等, 根据实践经验进行修订, 建立了一套合理、有效的管理制度, 对各项工作顺利实施起到了重要的作用。
4.3设备的巡视
变电站实现无人值班后, 仍按有人值守站的定期巡视要求进行巡视就难以发挥无人值班的优势, 中江公司根据运行设备情况及调度监测情况, 将定期巡视的周期改为10天一次。
设备巡视工作关键是巡视到位和巡视质量。中江公司根据实际情况制定了简明的设备巡视表, 有效地解决了巡视问题。巡视人员只需拿着放置在各站的巡视表按项巡视, 正常打“√”, 发现缺陷就记录并上报中心站, 简单方便, 保证了巡视到位和巡视质量。
5取得的初步效益
浅谈农村变电运行管理 篇5
㈠运行监视 由于农村条件限制, 农电发展相对滞后, 农村变电运行达到无人值守管理模式还要一定时间。因此, 变电运行监视是保障设备安全供电基础环节。值班人员要认真对表计、信号、光字牌、音响等监护设备出现异常现象进行分析, 对瞬间异常现象一查到底。制定相关工作规范制度, 合理的安排人员轮流值班, 做好交接班记录, 开好班前、班后会是搞好工作交接的关键, 这样才能让接班人员心中有数;监视人员必须按照相关要求进行监视, 定期地对监视信息进行切换检查。
㈡设备巡视 设备巡视包括正常巡视和特殊巡视。加强设备巡视、检查和维护是防止设备事故发生的基础工作, 很多设备缺陷往往是设备巡视过程中发现的, 在巡视异常设备时, 充分利用设备表现出的声音、颜色、振动、气味、温度等变化状况进行辨析, 根据设备运行情况, 制度修试计划, 定期消除设备隐患, 恢复健康水平。特殊巡视主要包括节假日巡视、特殊天气巡视、农村用电高峰期巡视以及各种自然灾害的巡视。在农村每年春节、迎峰度夏的安全供电是对变电站设备和值班人员的一种考验, 变电站用电负荷在此期间会“突飞猛进”的增大, 是平时用电负荷的几十倍, 因此加强变电站的巡视是保障供电的主要环节。特殊天气巡视一般包括雷雨、暴风雪等恶劣天气的巡视。同样, 特殊天气巡视和自然灾害巡视也是检查供电设备承受能力不可缺少的基础环节, 是提供上级部门安全供电的第一手资料, 每位职工不能掉以轻心。
二、安全是变电站运行管理的核心
安全管理不仅关系到供电企业的经济效益, 而且影响到千家万户的用电。而现代社会对连续、安全供电的要求越来越高, 故运行人员的责任也越来越大。这就要求运行人员搞好安全生产责任制的落实, 不断提高自身的业务技能水平和管理责任意识, 熟悉本岗位的规章制度, 掌握一定的维修技能, 熟悉系统、设备的构造及基本原理, 从而达到正确地进行操作和分析设备运行状况, 及时地发现故障和排除故障, 全面做到安全管理责任到位。
㈠安全第一责任人必须对安全生产有高度的认识, 做到领导、思想、工作到位 一是全面贯彻执行安全生产责任制, 定期对全站的安全运行进行分析, 经常深入现场检查、指导安全生产工作。二是监督和执行相关的规程制度, 按照“四不放过”的原则分析异常和事故, 保证安全生产的顺利进行。三是对职工的安全思想教育作为日常工作内容之一, 牢固树立安全意识, 严格遵章守纪, 杜绝违章作业, 切实做到“三不伤害”。四是坚持开展反习惯性违章活动, 将公司安全通报、会议精神、各种规章制度及安全措施等作为学习重点, 结合变电站具体情况查找安全生产上存在的问题隐患, 制定措施及时处理, 使安全活动具有针对性。
㈡各级人员的安全生产责任制定要到位 建立一整套安全生产责任制是确保生产长治久安的重要措施。根据单位安全生产的目标和任务, 并根据各岗位的职能分工, 层层细化分解责任, 将责任具体化、条理化、规范化, 切实做到谁主管的事, 谁负责管好。
三、做好电力安全生产风险控制是保障人身、电网和设备安全的重要任务
㈠严格执行“两票三制”是变电运行安全管理的重要措施 要确保操作票的执行、监护、检查到位, 工作票的签发、许可到位, 安全措施的布置、现场检查到位, 设备的巡视检查到位。
㈡监督机制到位是关键 要确保变电运行工作的责任到位还必须有一个健全的监督机制, 即对变电各级人员责任制的完成情况实行动态考核与指标考核相结合的方法进行考核, 以严、细、实的要求推动各级人员的全面到位, 并且将安全生产的实绩作为考核的重要依据, 结合单位实际与奖励挂钩, 这样可以维护安全生产责任制的严肃性, 调动职工工作积极性, 为安全供电取得较好的成效。
㈢制定各类事故应急救援预案, 并定期开展预案演练, 达到人人在事故面前从容应对的目的 为加强各类事故发生后各项工作的组织领导和各部门的协调配合, 确保事故抢险、救援工作高效、安全有序进行, 最大限度地降低事故造成的损失, 保障职工与人民群众生命财产和电网设备安全, 应根据《中华人民共和国国家安全生产法》和有关法律、法规, 结合单位实际, 制定事故应急救援、消防灭火、防汛、抗震救灾等应急预案。变电站应积极开展预案演练, 为事故发生后有条不紊的进行救援工作做好准备。
㈣以安全生产目标考核为依据, 单位各层级之间应签订全年业绩考核责任书和安全协议书 为增强职工安全生产意识, 确保全年安全无事故, 完成单位下达的各种任务指标。各变电站负责人也应与每个职工签订目标考核责任书和安全协议书, 做到人人肩上有担子, 为全年度安全生产制定年度目标。
㈤开展危险点分析、及时准确做好作业指导书、预控卡 利用反向思维的工作方式, 容易让人接受也容易让人去自觉遵守。它弥补了“两票三制”中的一些空白点, 能加强人员自我保护意识, 对纠正现场违章有着举足轻重的意义。
四、结语
变电运行是供电企业的一个重要生产部门, 没有扎实的运行水平和管理水平, 供电企业生产和发展就没有可靠的安全保证, 大多数事故都是因为运行人员误操作造成的, 人员素质的高低将会对安全生产产生直接影响。因此, 要完成变电安全运行的任务就必须建立规范的运行管理细则, 并以提高运行人员的思想素质、技术素质为核心, 有计划、有组织、有步骤地开展职工安全思想教育、专业技能培训和考核, 不断提高变电运行管理水平, 保证供电企业安全生产。
摘要：变电站是汇聚电能、分配电能及传输电能的中枢。做好农村变电运行管理工作是实现为农村安全、可靠、经济、合理供电的重要保证。因此, 做好电力安全生产风险控制, 保障人身、电网和设备安全是变电运行工作的重要任务, 变电必须备有与现场实际情况相符合的运行规章制度, 交由值班人员学习并严格遵守执行, 以确保安全生产。作者主要从变电站运行人员管理为重点对如何做好农村变电运行管理工作进行了简单探讨, 可供大家交流。
农村小水电站的困境与出路 篇6
1 小水电站面临的主要困境
(1) 上网电价偏低。目前, 我国大部分地区小水电上网电价平均约为0.2元/kWh, 而火电厂上网电价约为0.48元/kWh。这一价格既不反映小水电的价值, 也不反映其供求关系, 与火电相比较, 显然偏低。小水电属清洁、可再生能源, 在电站运营期间, 不会排放有害气体, 能保持电站运营与自然环境相协调发展。而火电排放的废水、废气、废渣, 严重污染环境。目前, 高污染的火电电量被高价使用, 而绿色的小水电却低价上网, 这显然是不公平、不合理的。上网电价收入是小水电站的主营收入, 由于上网电价偏低造成小水电站普遍亏损, 这是小水电站进一步开发、利用的制约瓶颈。
(2) 不能满发上网, 上网率偏低。小水电站大都建设在偏远的农村山区, 由于电网建设滞后, 造成电站建成后有电送不出, 这是上网率偏低的原因之一。同时, 农村用电需求低, 在用电低谷, 大电网供电与小水电供电发生矛盾时, 往往限制小水电上网电量, 如各地普遍采用压低丰水期的上网电价来限制小水电丰水期的满发上网, 有的上网后还作为无效电量不予结算, 有的地方电网公司还收取所谓“线损费”等等。这些都是小水电站经济效益低下的又一原因, 制约了小水电进一步开发与利用。
(3) 发电成本偏高。发电成本包括固定成本与变动成本或容量成本与电量成本。有些地方缺乏科学规划或监管不力, 出现无立项、无设计、无验收、无管理的“四无电站”。资源的无序开发或技术陈旧与环境等因素, 造成工程造价偏高, 增加了容量成本。不少电站员工严重超编, 如浏阳大栗坪电站, 本来只需要10多名员工却存在110多名员工的现实, 效益不好或亏损就亏在人头经费上。由于固定成本与变动成本偏高, 上网电价难以补偿成本。这是造成效益不好的原因之一, 制约了小水电的发展。
(4) 电站规模小, 经营方式单一。小水电工程除发电创收外, 还可开发防洪、灌溉、水土保持、水产养殖、航运、林果生产、水上游乐、观光旅游等多种经营项目。目前, 我国小水电站大都规模小, 分散经营, 难以体现群体优势和综合经济效益。例如, 浏阳河流域水能规划上虽写明要综合开发, 但至今因受资金、市场运作等多因素制约仍未实现, 缺乏防洪、灌溉等多元开发的骨干性工程, 流域范围内56处小水电站均为单一发电创收, 没有多元开发与多种经营收入, 整个浏阳河流域水资源开发利用程度低, 其利用率仅为30%。经营方式单一, 缺少多元经营的造血功能, 这是造成经济与社会效益低下的又一困境。
(5) 体制与运行机制不健全。造成上述困境, 均可归结为体制与管理方面的原因。主要体现为:一是管理多头。众所周知, 各级政府水利部门是小水电的行政管理与开发建设的主管部门, 负责小水电政策的制定、资源规划、项目审查、安全生产等方面的工作。近些年来, 在国家投资体制变革中, 国家相关部委、能源公司等也对小水电实施各类管理, 于是出现了对小水电的多头管理, 产生了“职能交叉, 职责分工不明”, 或存在所有权、管理权和投资主体经济利益混淆不清的现象;二是产权不明晰。据浏阳调查, 国有小水电站仍占现有小水电站34%左右的比重。这部分国有企业因产权不明晰, 仍存在吃大锅饭等计划经济痕迹, 难以健全激励与约束机制。这部分国有企业经济效益最差, 出现全部亏损;三是政府支持或扶植系统、投融资运行机制、电价形成机制、多元开发运行机制均有缺陷或不完善的地方。小水电开发建设与技术改造资金普遍短缺。这均是小水电开发、利用中的瓶颈制约。
2 小水电站摆脱困境的出路
小水电站应转变发展方式, 走出一条资源优化及节约型、环境友好型、以经济效益为中心、经济效益与社会效益相统一的发展新路子, 这涉及到政府扶植、外部经济条件的改善、内部管理体制改革、市场运作等诸多方面。当务之急是针对上述困境, 采取以下措施:
(1) 确定合理的上网电价。《电力法》规定, 上网电价实行同网同质同价, 这是把普遍适用的商品按质论价办法引入电价机制的重要规定, 也是电价形成机制的一项重大改革。这样有利于多种电能公平竞争, 有利于提高生产水平, 降低工程造价与发电成本。目前小水电电价形成机制扭曲, 它是根据历史遗留的所谓个别成本定价而形成的传统做法, 应予以改变。小水电是世界公认的清洁绿色电能, 其质量明显优于火电。根据《电力法》或市场经济按质定价的原则, 小水电与火电同价, 是完全合理与急需解决的问题。根据此原则, 有关部门应提高认识, 确定合理的上网电价, 支持小水电走出困境。
(2) 确保小水电满发上网。不仅枯水期与平水期应如此, 丰水期也应如此, 力戒弃水调峰, 以提高小水电站经济效益。这里应注意以下几点:一是在电荒时, 不能忽视小水电这一部分电能的补充, 农网改造与管理一定要到位;二是在供电大于需求时, 电网经营企业对并网小水电要与其它并网电源一视同仁, 在发电计划安排、电网调度、电价结算方面与其它并网电源同样看待, 不得歧视。在此基础上, 有条件的电网应实施发电节能调度, 确保小水电优先上网销售;三是创新思维, 小水电企业可与供电企业一样, 进行营销宣传, 或创新服务营销, 扩大农村用电需求, 以消费需求为动力, 促进小水电的长期繁荣与发展。
(3) 实施科学开发, 优化资源配置与降低成本。根据建设“资源节约型、环境友好型”两型社会的需要, 小水电的开发应突出节约资源、优化环境、降低成本的原则。这里应注意以下几点:一是政府主导, 统筹规划, 强化监管, 杜绝“四无电站”的发生, 建设地点、规模、资源有效利用与综合开发的效益均要进行可行性论证。同时, 在规划、设计或立项的过程中应突出生态环境保护, 强调小水电开发建设与环保建设同步进行。例如, 控制施工区水土流失, 生产污水实行“零排放”, 注意保护好江河水质与周围自然环境, 将各项保护或优化环境的措施列入施工建设的要求之中, 做到有任务、有分工、有检查、有验收;二是依靠技术进步, 实施科学开发与降低成本。例如, 研究并应用筑坝新材料及气垫式调压室新技术, 采用生物可降油代替润滑油等新技术, 减少对下游水源的污染。设计并采用对鱼类友好的生态型水轮机转轮, 防止鱼类通过水轮机时被绞伤绞死, 或设计安装“鱼道”装置, 便于鱼虾养殖;三是根据简单、适用的原则, 进行科学开发与降低成本。例如, 参照国外的做法, 小水电站机组台数尽量要少, 最多不超过3～4台, 在对厂房的设计上力求简洁、朴素, 色调与环境应协调, 副厂房可以更小, 甚至可以不设计副厂房等。
(4) 联合发展, 一业为主, 多种经营。小水电应改变分散、单一经营方式, 走一条自我发展良性循环的新路子。这里应注意:一是分散的小水电站可按地理位置进行横向联合, 统筹处理发电上网与自供、防洪、灌溉、养殖等关系, 全面兼顾各种调节类型小水电站的利益, 力求以最优的方案进行电力生产和经营。同时, 当实行竞价上网时, 实行统一报价, 避免各小水电站之间的竞价。还可统一对外协商, 确保小水电站合法权益不受侵犯, 有效克服小水电小、散、弱的短处, 充分发挥规模经济的群体优势;二是联合组织应以市场为导向, 采取多元开发、多元经营战略, 一业为主, 多种经营, 抓住特色, 营造造血功能, 实现自我发展的良性循环。例如, 浏阳小水电站大都建设在风景优美的山区, 但离浏阳市区、长沙、株洲、湘潭等城市的绝对距离并不远, 可通过进一步优化自然环境, 开发农家乐项目, 形成观光旅游点, 提高市场吸引力。
农村变电站 篇7
关键词：小水电站,冲击式水轮机,增效扩容,机组选型
0 引言
水电是一种优质的清洁能源,对其进行充分合理地利用,以满足社会发展需要,提高国民生活质量,是构建新型和谐社会的必要保证。除去在建和已建成的几个大型水利枢纽,目前水电行业的发展重点,基本已经转向小型水电项目。小水电本身具有一系列优点,它资源分布广泛,技术成熟,对生态环境的负影响较小。目前,我国已建成农村水电站45 000多座,装机容量达到73 000 MW,年发电量达2 200多亿kW h,超过了全国水电发电量的1/5,使3亿多农村人口告别了“无电生活”,为农村经济社会发展做出了重要贡献[1]。受当时科技和经济条件的限制,早期建成的众多中小型水电站均已出现技术水平落后,设备设施老化,能效逐年衰减等诸多问题。这不仅未能充分利用宝贵的水资源,而且还存在诸多安全隐患。因此,对这些中小型电站进行增效扩容改造,能促进我国能源结构调整,节能减排,消除公共安全隐患,兼收国民经济与安全之双重效益。本文以关门岩水电站增效扩容改造工程为例,探讨冲击式水轮机选型方法,为同类小水电站更新改造中冲击式水轮机选型提供参考依据。
1 工程概况
关门岩水电站位于湖北省长阳县境内,系淋湘溪流域水能梯级开发电站,电站于1987年底开始建设,1992年4月建成发电,水电站为径流式水电站,装机容量2×1 000 kW,关门岩水电站取水源有四处,分别为磨石溪取水坝、三叉溪取水坝、晒流溪取水坝和车沟取水坝。本工程引水渠系总长10 984 m,其中隧洞长度8 430 m,明渠长度2 554 m。设计引用流量0.8 m3/s,设计水头为344.9 m,多年平均发电量为685万kW h,保证出力324.21 kW,年利用小时3 425 h。工程以发电为主,并担负改善下游桃山一级电站引水和大沙坝灌溉渠灌溉任务。
2 存在问题
关门岩电站已运行时间较长,目前主要存在以下几方面问题:由于早期设计较为保守,经多年运行发现,在丰水期弃水较多,说明装机容量偏小;机组经过多年运行,磨损较为严重,效率逐年降低,机组维护投入逐年增加,年发电效益逐年下降;由于早期建设时科学技术较落后,电站自动化程度较低,运行不可靠;电站绝缘等级较低,存在诸多安全隐患。由于该电站存在这些问题,给企业和国家造成了较大经济损失。
3 改造方案
3.1 水能计算
水电站的水能计算主要涉及水电站出力、装机容量和多年平均发电量等指标,基本公式如下[2]。
出力:
其中
年发电量:
代表年的多年平均发电量:
式中:N为出力,kW;η为电站效率;H为水头,m;Q为发电流量,m3/s;η机、η电、η传为水轮机,发电机及传动装置效率;∑E年为一年发电量,kW h;为一年各月平均出力之和,kW;T为一个月平均小时数,一般取T=730 h;E珔多为多年平均发电量,kW h;E15%、E50%、E85%分别为丰水、平水、枯水代表年年发电量,kW h。
经计算,改造后年发电量E年=(E丰+E平+E枯)/3=(1 346.06+1 099.79+796.14)/3=1 080.66万kW h,P=85%保证出力Np为324.41 kW。
3.2 装机容量选择
关门岩水电站为径流式水电站,原有装机容量2×1 000kW。考虑现有厂房的安全性,充分利用现有压力钢管,控制引水渠系投资的基础上,提出以下3种改造方案[3],即1 250+1 250 kW、1 000+1 500 kW、1 000+2 000 kW,对改造方案进行技术经济比较[4],详见表1。
从表1可以看出,方案3最具经济合理性,既能充分利用水力资源,又可以满足电站正常运行要求,且可以充分利用现有管道,所以采用方案3,即1 000+2 000 kW的装机容量。
3.3 机型选择
3.3.1 水轮机机型初选
根据原始资料,该水电站运行水头范围为314.2~359.41m,查询《水力机械》[5]中水轮机的类型及使用范围可知,混流式水轮机的适用水头范围为30~700 m,而水斗式水轮机的适用水头范围为100~2 000 m,故而适合该电站水头范围的水轮机类型有混流式水轮机和水斗式水轮机。
混流式水轮机结构紧凑,效率较高,适用水头自30~700 m的范围,单机出力从几十kW到几十万kW。目前这种水轮机最大出力已经超过70万kW,是我国现代应用最广泛的一种水轮机。
水斗式水轮机结构相对简单,其应用水头范围100~2 000m,尤其适用于高水头,小流量的情况。目前最高应用水头已达到1 771.3 m,是冲击式水轮机中应用最广泛的一种机型。且该机型的土建开挖量小,可降低电站造价。
选取混流式转轮与水斗式转轮进行技术比较分析,结果可见表2。
从表2可以看出,水斗式机组转轮直径略小于混流式机组,而混流式机组转速和效率略高于水斗式机组,总体来看二者相差不大。但混流式机组吸出高度较大,这样会增加厂房的开挖工程量。另一方面,当机组突然丢弃全部负荷时,混流式机组闸门突然关闭,会在管道内形成过大的水击压力,这就对压力钢管的要求更为严格。而若选择水斗式水轮机,可让折流板首先转动,在1~2 s内使射流全部偏向,不再冲击转轮,此时针阀可缓慢地在5~10 s或更长一些时间内关闭,而不至造成过大的水锤压力。且本工程水头较高,宜优先选取冲击式水轮机组,因此选择水斗式机组。
3.3.2 机组选型
根据水轮机型谱,适用于该电站水头范围的水斗式转轮很多[6],初选CJA237、CJA475两种转轮进行分析、计算,比较结果见表3。
(1)转轮直径D1的选择。当主轴上装有zp个转轮,每个转轮上装有z0个喷嘴时,则转轮的直径应为:
式中:Nτ、Hτ为额定出力和额定水头;Q'1为单转轮、单喷嘴在限制工况的单位流量;η为水轮机在限制工况的效率,根据模型转轮在限制工况的Q'1和n'10,可先由模型特性曲线上查得相应的ηM,并取η=ηM。
(2)射流直径d0的选择。
式中:Q为水轮机的最大引用流量,可按计算。
(3)转速n的选择。
式中:最优单位转速n'10可在模型综合特性曲线图上选取,所选定的转速亦应符合发电机的标准同步转速。
冲击式水轮机的设计选型与混流式水轮机选择时考虑的因素略有不同,因此对于本工程的机组选型,应在考虑模型转轮综合特性曲线和水轮机运转特性曲线的基础上,充分考虑转轮直径比、机组尺寸、造价、机组效率和应用程度等方面来选择最佳机型。
(1)直径比。对冲击式水轮机来说,其特征参数不是转速,而是直径比m=D1/d0。若直径比m过小,会导致效率下降,强度计算难以通过;若直径比m过大,将使比转速下降,能量指标降低,又会使转轮的风损等损失增大,也会使效率下降。为使水轮机在运行范围均保持有较高的效率,所选出的m值应为10~20。从表3中数据可以看出,CJA237的直径比m=12.14、m=10.85和CJA457的直径比m=12.12、m=10.83都符合要求。
(2)机组尺寸和造价。从上表可知,两种机型的机组尺寸一致,转轮参数也较为接近,特别是涉及对厂房开挖量的参数一致,例如排水高度,为保证水轮机稳定运行和具有较高效率,当下游水位在设计最高尾水位时,尾水渠水面以上应有足够的通气高度。根据设计规范要求,冲击式水轮机的排水高度应满足1.0~1.5倍的转轮直径,这样就土建二次开挖量和填量而言,两种机型的成本是接近的。
(3)机组效率。根据水电站运行水头及水轮机模型综合特性曲线,确定两种机型的工作范围,进行比对得出:两种机型均能保持在较高的效率范围内运行,且均能达到89%以上,但CJA475的最优效率高于CJA237。
在目前的科学技术上,尚无法根据模型试验结果准确判断原型机的真实效率,但却可以保证新设计的水轮机效率不低于某些模型实验结果。同时,因为两种型号的冲击式水轮机的效率非常接近,所以本文认为其模型转轮的最高效率可以作为冲击式水轮机选择比较的一个考虑因素[7]。如表3所示,CJA475模型转轮的最高效率为91.6%,高于CJA237模型转轮的最高效率90%。
(4)应用前景。目前,我国水利事业不断发展,水轮机的技术更新也日新月异。CJA237转轮是上世纪90年代到本世纪开始几年广泛开始使用的一种转轮,虽然现在仍然在很多电站在使用这种转轮,但CJA237的设备技术已逐渐落后。现在国内应用最广泛的是CJA475转轮,这种转轮早期在结构上有一定问题,但后来采用了加强型结构,部分在水斗后靠近根部增加了加强筋,使其强度有了很大提高。目前这种转轮已经逐渐取代了CJA237,所以本工程建议优选CJA475机型。
4 结语
本文首先根据水能计算结果,确定装机容量,考虑原有的各种条件进一步确定单机容量。再根据水轮机型谱,初选水斗式水轮机和混流式水轮机,并对其转轮参数进行了比较分析,验证了本工程选择水斗式水轮机的优越性。最后在前人的基础上,初选若干合适机型后,从直径比、机组尺寸、造价、机组效率和应用前景等几个方面综合比较,选出最优化的冲击式机组方案。
农村水电增效扩容改造的核心是提高综合能效,要重点抓好水轮机的改造。综合考虑技术、经济等多方面因素,既要做到合理利用水能资源,满足技术先进、安全适用、经济合理的要求,又要保证发挥更大的生态、社会效益。
参考文献
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[5]金钟元.水力机械[M].北京:中国水利水电出版社,2007.
[6]SL76-2009,小水电站水能设计规程[S].
农村小型化变电所的建设方案 篇8
我国农村电网目前仍以35、66k V电压等级的变电所为主, 对于110k V电压等级的农村小型化变电所, 除广东、湖南等地有少量建成外, 其他地区尚未出现。因此, 本文所说的农村小型化变电所是指户外敞开式布置, 接线简单、保护简化、设备自动化程度高、单台主变容量在6300k VA及以下的35k V、66k V县及县级市以下地区变电所。
二、小型化变电所与常规变电所的区别
小型化变电所的建设方案, 是在总结国内外变电所设计运行经验的基础上提出的, 与过去建设的常规变电所和简陋变电所有明显的区别。无论是主接线形式、设备配置及选型、总体布置还是保护方式, 都形成了一种新的格局。
1. 主变压器
变电所可装设1~2台主变压器, 在负荷变化比较大的地区, 为降低, 空载损耗, 宜配置不同容量的变压器, 如采用并联运行, 为减小两变压器内的环流, 这两台主变容量比不宜超过3:1。
由于农村电网线损大, 季节负荷差别大, 无功补偿率低, 用户端电压难以满足电压允许偏差值的要求, 不能保证用户用电设备的良好运行, 如果采用有载调压变压器, 可改善电压质量、减少电压波动。因此, 经计算用户端电压不能满足用户对电压质量的要求时, 应采用有载调压变压器。有载调压变压器的缺点是价格高于普通变压器, 其检修工作量也较大。
2. 电气主接线
变电所的主接线是根据负荷性质、用电容量、设备特点、出线回路数和变电所在电网中的地位等条件确定的, 应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、维护简单、节约投资和便于扩建等要求。
35k V、66k V进线为2回及以下时, 宜采用桥形接线、线路变压器组或线路分支 (即T形) 接线。10k V出线少于6回时, 可以采用单母线接线;当出线为6回及以上并有两台主变压器时, 宜采用分段单母线或简易分段单母线接线。
T接在线路中的分支变电所或终端变电所, 主变压器容量在6300k VA及以下时, 35k V、66k V侧应采用熔断器和隔离负荷开关配合作保护。这是农村小型化变电所区别于常规变电所的特有的一种保护方式。T接在线路中的分支变电所或终端变电所的重要性远比枢纽变电所小, 而目前国内已研制出35k V户外隔离负荷开关, 它能开断和关合200A以下的负荷电流, 与熔断器配合代替断路器, 能有效地保护主变压器和变电所35k V进出线。
三、配电装置
配电装置的布置和导体、电器、架构的选择应满足正常运行、安装检修、短路和过电压状态的要求, 不得危及人身安全和影响周围设备, 这是确定配电装置的基本原则。小型化变电所的配电装置为户外敞开式, 宜采用半高型布置;若采用其他布置, 应保证运行安全、检修方便, 并考虑节约占地。
近年来, 高压配电装置发展较快, 新型设备的涌现大大提高了供电的可靠性, 减少了维护工作量。为推广新技术、新产品, 提高农网装备水平, 农村小型化变电所的主开关设备应采用真空断路器、六氟化硫断路器、真空自动重合器或六氟化硫重合器作开断设备, 不得采用以油为灭弧介质的断路器和自动重合器。
四、继电保护和二次接线
在小型化变电所中, 主变压器保护采用熔断器与隔离负荷开关配合作保护, 主变压器35k V侧采用熔断器作保护, 主变压器10k V侧采用断路器作保护。农村电网主变压器容量较小, 尤其是对T接在线路中的分支变电所, 在一定程度上简化35k V侧保护, 加强10k V侧保护, 以节约投资。此外, 随着新型负荷开关的不断改进, 其开断的负荷电流越来越大, 保护范围越来越宽, 同时, 熔断器质量不断提高, 应用其优良的速断保护性能与负荷开关配合使用, 保护变压器最为理想。
对10k V出线开关, 若是户内装置, 其控制和保护应采用分布式单元保护或综合集控装置;若是户外装置, 应采用自动重合器。为充分发挥自动重合器的作用, 10k V线路上采用自动分段器与自动重合器或带自动重合闸的断路器配合使用。
隔离开关与相应回路的断路器、自动重合器、接地开关之间应装设可靠的防误操作闭锁装置。当采用自动重合器时, 其本身必须具有闭锁回路和合、分位置的信号接点。变电所应配置远动装置和可靠的通信设施。
五、无功补偿
10k V母线宜根据主变压器的容量和台数装设密集型补偿电容器, 补偿电容器的总容量按满足主变压器所需的无功功率补偿值, 一般按主变压器容量的10%~15%确定。
电容器组容量小于300kvar时, 接线方式亦列成三角形;容量大于等于300kvar时, 采用中性点不接地的星形或双星形接线方式。电容器组的开关设备和导体的长期允许电流不应小于电容器组额定电流的1.35倍。电容器组应装设单独的控制和保护设备, 并应直接与放电装置连接。
根据农村变电所建设原则和发展方向, 国电公司农电发展部提出了两个农村小型化变电所模式方案, 即第一方案 (近期方案) 和第二方案 (远期方案) 。第一方案选用SF6 (或真空) 断路器作为10k V出线开关, 控制和保护选用微机 (或集成电路) 综合集控台 (屏) , 采用半户外式;第二方案所用SF6 (或真空) 自动重合器作为10k V出线保护控制设备, 35k V侧主变压器保护选用新型熔断器, 主变压器出口处装设自动电压调整器, 采用全户外式。
随着小型化变电所数量的增加, 运行时间的延长, 以及与县调通信、自动化的密切结合, 无人值班变电所的建设已逐步推行。
参考文献
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[4]周保平, 仲维东, 王立舒.小型化35kV农村模式变电所的方案设计.塔里木农垦大学学报, 2004
农村变电站 篇9
自1998年10月,国务院戏法了第二次农电改造文件,对于农电实行了统一低压电网建设,针对于农村低压配电网进行了系统的规划和改革。到2001年为止,国家共投资改造资金1500亿元,建设110kV的变电所1200座,容量均达到3400kVA,35kV变电站4563座,容量2101万千伏安。完成改造的电台区87万个,已经竣工的县1502个,已经基本完成改革目标,改善了农村原有用电环境,提高了供电能力建设,从根本上减轻了农民负担,改善了农民生活。从根本上实现了城乡一体化。
2 我国农村电网输变电工程费用分析
2.1 输电工程费用
输电工程投资总体分为两个部分,即:动态投资和静态投资。其中的动态投资是指建设项目的预计投资总和,而静态投资则是指编制与其的造价时,虽计算出的造价风险。对于不同的建设工程,其中的各个差异和变化也各不相同,如果通过短期的投资行为分析,是不同体现出总体差异的。所以根据工程投资的特点去研究静态投资,才是有效控制造价的一个关键环节。目前我国的输电工程投资控制包括可行性阶段投资估算管理、初步设计阶段的工程概算管理、施工图阶段的预算管理、工程实施阶段的工程结算以及工程投入运营以后的工程决算管理等几个部分。如果只从输电工程的造价编制上去分析,是不科学的,其中的费用种类较多不说,其费用所反映的建设情况也都有差异。所以为了更好的反映输电工程的项目造价,应从本体费用入手,例如:本体工程费、辅助设施费、编制年价费等方面分析。
而对于输电线路的改造原因也各不相同,第一种情况是由于用电超荷,致使线路稳定性和安全性降低,从根本上降压改造。另外就是重新建设线路。在费用构成方面,输电的线路改造工程可以和新建输电线路一致。唯一的造价差别就在于拆迁费整个子项。所以对于输电改造工程的造价控制,重点考虑的就是本体和其它两项费用。
2.2 变电工程费用
对于新建的变电工程也分为动态和静态投资两个部分。其中的静态投资主要包括生产费用、辅助生产工程费用和其它费用等三个部分。生产工程费用主要包括:主变压器系统、配电装置、直流系统、所用电系统、载波通讯系统和全所电缆及接地工程等费用。由于地域不同的原因,其中的建筑费用和人工费用也不尽相同,这对于造价上有很大影响。
对于变电工程的改造项目也是分为两类,即:变电工程设备改造工程和变电工程异地新建。两类工程之间的区分度不大,但是在费用结构上,变电站的改造工程比新建变电站多出了设备拆迁费,再有就是变电工程的造价编制上也不会像新建变电站一样完整。
3 我国农村电网输电工程造价水平的完善和提高
3.1 指标构建的原则
(1)科学性原则。在对于指标的定义、计算和分类评估上要讲究科学的方法,指标的稳定性要强,有保障体系。(2)整体性原则。指标中的相互关系要体现出层次性,各个指标之间的平行关系要清晰,而不同指标的侧面联系还不可断,形成一个有效的整体,来整体反映数据。(3)可比性原则。指标选择上,要尽可能的采用国内或者国际的通用名称和计算方式,做到指标在国内或者国际同项目间具有可比性。指标选择上要首先参考一流的相关指标和通用指标,保证数据间的可比性。(4)可操作性原则。在指标的统计上,要提高对于统计体系的实用和可操作性,指标数量不求多,但是一定要全,而且要精,避免指标上有重叠现象,可以准确及时地取得相关数据。(5)定性和定量结合原则。评价指标体系应该尽量选择可以进行量化的指标,可以保证衡量结果的科学和有效性,必要时,如果有难以量化的指标,可以用定性的方式进行评价。
3.2 指标的确定
在遵循上述原则的基础上,要对于指标评价进行选择。
3.3 计算模型的确立
农村电网变电站项目综合效益评价计算模型是一个由属性、要素和指标三个层次组成的计算系统,通过这个计算模型可以计算出变电站项目综合效益值。在进行农村电网变电站项目综合效益评价时,要对指标层上的指标进行评价取值。在取值过程中考虑到相关数据的可得性和代表性,尽量使所度量的评价指标具有客观性和全面性,指标的取值及其计算方法力求规范化,以使计算过程简便、适用,易于接受和推广。
参考文献
[1]方大千,等.变电所及变压器使用技术问答[M].北京:人民邮电出版社,2007.