小型电站

小型电站（共12篇）

小型电站 篇1

某电站总装机容量32 MW,2000年投产发电,主机监控系统为许继集团有限公司开发的SJK-3000电站微机监控系统,辅机自动控制功能由常规继电器回路实现。

因原监控系统性能不稳定,实际仅起到运行监视的作用,对机组的控制仍由常规继电器回路实现,自动化系统远远落后于当前国内主流水平。为了提高电站自动化水平,实现无人值班、少人值守,将有限的人力资源投入更多的项目中去,需要对电站自动化系统进行彻底改造。改造内容包括:计算机监控系统、水轮机调速器、励磁系统、保护系统、辅机控制系统及全厂自动化原件。

1 改造前状况分析

改造前的控制系统情况:全厂设备控制操作以手动和常规继电器自动控制为主。由于没有先进数据采集手段,相关运行数据不能快速及时地获取,需要耗费大量的人力通过抄表等手段获取。控制部分采用常规继电器回路,而被控设备老化等原因引起的控制配合差错得不到改善和解决,造成了重要设备的损坏。如开机控制过程中因导叶接力器锁锭不能及时拔出而被损坏等。

保护系统多数为常规继电器回路,保护原理简单,功能少,且保护动作后不便于事故分析,性能远远落后于现在的微机保护系统。

原有调速器及励磁系统工作比较稳定,设备已运行多年,主要部件已无法获取备件,为今后的正常运行留下了隐患。同时,原有系统不具备与监控系统通信的接口,不便于数据采集。

2 改造方案简述

该改造项目所有自动化设备均由南京南瑞集团公司设计、制造。

监控系统采用SSJ-3000系统,分为厂站级和现地级。其中厂站级选用南瑞NC 2000系统平台,主要由2台主机、2台历史数据库服务器、2台操作员站、1台工程师工作站、1台调度通信机、1台厂内通信机、1台ON-CALL工作站等节点构成。其实现画面显示、控制操作、历史数据存储及查询、自动发电和自动电压控制、向调度上传电站信息等功能。同时,兼做集控中心监控上位机系统,未来将接入下游规划中的水电站和变电站。现地级选用南瑞MB80 PLC为核心的SJ-600微机监控装置,由4套机组现地控制单元和1套公用开关站现地控制单元构成,完成对机组、公用设备、开关站设备的数据采集及执行控制操作等功能。

保护系统采用南瑞的DSA保护监控自动化系统。DSA保护监控自动化系统采用分层分布式结构设计,支持3种不同的配置方案:集中配置、分散配置、局部分散配置。其系统功能可满足不同电压等级变电站、发电厂的要求。DSA保护监控自动化系统充分利用网络通信功能,合理分配信息,减少硬件冗余,简化二次回路。整个系统分为2个层次:①间隔层。完成对现场一次设备采集及控制,完成对整个变电站、发电厂的智能设备的互联。②站控层,完成对整个变电站的信息分类、管理、存储、通信。在DSA保护监控自动化系统中,采用分布式模块化结构,使得系统配置灵活,扩展方便;严格考虑电磁兼容性问题及抗干扰措施,增强系统的可靠性;先进的双以太网络系统的应用,保证了分布式多CPU系统在数据传输时的实时性;具有双机冗余配置的通信单元,设有多个标准接口,通信规约可在线配置,实现和多个智能设备的连接;完善的保护监控自动化系统使调度端可对变电站、发电厂进行远程监控,对微机保护装置进行修改定值、投入或闭锁局部保护功能、信号复归等操作,实现电压无功控制,满足变电站、发电厂管理要求,适用于无人值班变电站。

水轮机调速器采用PAFR系列可编程调速器。因原有调速器工作稳定性良好,只有自动化功能不能满足要求,故只更换了电气柜。PAFR系列可编程调速器是新一代中小型水轮机电液调速器,其电气部分以高性能、高可靠性可编程控制器为控制核心,机械液压部分为CF插装阀系列调速器液控装置相配套。其电气-液压转换部件采用了电液比例阀或比例伺服阀,抗油污能力强,工作可靠,性能优良,结构简单,运行方便,向“少调整,免维护”的目标前进了一大步,为提高电厂的自动化安全水平提供了较强的保障。

励磁系统采用“南瑞”NES 5100励磁调节器。原有励磁系统因不能满足自动化功能要求,且已运行多年,故需要进行更换。励磁系统由FLZ可控硅整流柜和SAVR-2000发电机励磁调节器2个部分构成。

五防系统采用FY2000UB型微机防误闭锁系统。考虑到运行操作的安全问题,该项目增加了五防系统。FY2000UB型微机防误闭锁系统采用先进的图形操作系统,以电子模拟屏(电脑显示器)替代了传统模拟屏作为系统的操作界面,配置FK-TT型通信适配器实现模拟操作、操作票传输、五防闭锁、仿真培训等功能,以电脑钥匙实现现场解锁和数据的接收及传送,以各类锁具对现场设备进行闭锁。系统还配备有电脑、打印机及操作票专家系统,可实现电脑开票和其他管理功能。同时,系统通过与监控系统接口,实现系统间的资源共享、功能互补。

辅机控制系统主要采用以“南瑞”MB40PLC为核心的控制系统。全厂的辅机均通过RS485通信接口将辅机相关数据上送至监控系统,减少了大量电缆及敷设工作。

3 改造过程中遇到的问题及解决办法

3.1 测速部分

该电站每台机组已有一套机械测速装置,因为是新安装的设备,且一直运行较为稳定,故改造后仍保留。但机组转速作为重要机组运行参数,监控系统需通过机械和电气2种方式获取该信号,以保证信号的可靠、准确。考虑到调速器必须有电气测速功能,故将调速器采集信号输出给监控系统作为电气测量方式。改造实施过程中发现该方案实际效果并不理想,主要表现在机组转速较高或较低时,调速器测得转速值出现不稳定或者测不到的现象。分析出现该问题的主要原因有3点:①调速器测频模块本身抗干扰能力及性能不佳;②作为调速器,机组低转速及过高转速值对其并不重要,故调速器本身设计上并未对这些方面作很多优化;③现场PT信号电缆并未使用屏蔽电缆,PT信号源不佳。针对以上3个方面,分别制定解决办法如下:更换部分器件提高设备抗干扰能力;对调速软件进行优化处理,提高输出信号的稳定性;更换现场PT信号电缆为屏蔽电缆。

3.2 变电站的接入

水电站规划建设为一个集控中心,后期将逐步接入电站所在流域上下游的多个水电站和变电站;目前只接入附近的一个变电站,变电站综合自动化系统在本次同时改造,由南瑞城乡电网分公司提供自动化设备;与集控中心监控系统通过RS485串口通道传输数据,以实现集控中心对变电站的远方监视与控制。改造方案中的主要问题在于,未充分考虑传输数据量,而选择了RS485串行通道,导致实际运行时,数据量较大,数据刷新速度较低,控制命令传输有较明显延迟。鉴于对变电站操作较少,暂维持现状。但对于数据传输量大,尤其是有控制操作的情况,应选用更为快速的通道,如以太网通道。

4 结语

电站自动化改造工程于2009年初开始实施,于2009年5月初完成,成功地解决了原自动化水平低、设备维护工作量大等问题,为该水电站节省了人力资源,为后续电站实现远程监控做好了准备。同时,作为国内典型的小型水电站改造项目,为今后同类项目改造实施及方案制订提供了参考依据。

参考文献

[1]施冲.水电站自动化建设30年回顾与展望[J].水电自动化与大坝监测2009(6).

[2]邵宜祥.中国水轮机调速器行业技术发展综述[J].水电自动化与大坝监测,2009(6).

[3]谢传萍,丁宁.红江发电厂综合自动化系统升级改造[.J].水电自动化与大坝监测,2008(2).

小型电站 篇2

延续取水申请书

*****水电开发有限责任公司

2016年3月11日

前言

***水电站为民营企业。是**开发方案中的第*级水电站，位于********，设计引用流量0.49m3/s，年发电取水量为857万m3。

***水电站2011年3月获得取水许可证，取水许可证号为“取水**许字[2011]第020号”，取水许可证有效期为2011年8月1日到2016年12月31日，批准年发电取水量为857万m3。取水权人名称为*****水电开发有限责任公司，法定代表人为***，取水许可证有效期届满。

根据国务院第460号令《取水许可与水资源费征收管理条例》、**市《取水许可和水资源费征收管理办法》（渝府令第 158 号）、以及《长江水利委员会关于加强延续取水工作的通知》（长水资源〔2013〕316号）要求，为切实贯彻落实最严格水资源管理制度，对取水许可证有效期满的取水单位进行延续取水申请，请贵局对我司***电站延续取水申请进行评估，以规范有效期届满《取水许可证》的新证核发工作。

*****水电开发有限责任公司根据有关要求，于2016年1月商请***水资源管理办公室相关专业人员，对***水电站进行延续取水评估，并指导编制延续取水申请书。收集和熟悉已有的相关成果资料，统计项目运行期基本情况，收集区域有关水文气象资料，分析水源地

流域水文情势变化以及流域面变化情况。

通过对比项目5年实际运行情况和原水资源论证报告相关结论，分析项目取、用、耗、排水变化情况和原因；结合行业用水水平和排水要求及项目所在区域及行业用水指标要求，评价项目用水水平；评价取水可靠性和取排水影响处理与补偿方案落实情况，分析提出项目取退水审批指标，形成本项目延续取水申请书。

该延续取水申请书的编制得到了***水务局等相关部门的大力支持，在此表示感谢！

*****水电开发有限责任公司 ***水电站延续取水申请书

1.概述 1.1基本情况

*****水电开发有限责任公司***水电站（以下简称“***水电站”）于2007年12月建成运行，位于**二级支流小河沟，坝址位于*****镇***，地理坐标为东经 **“，北纬**”；取水用途为水力发电，设计引用流量0.49m3/s，年发电取水量为857万m3；取水发电形成了1.2km的减水河段，但区间径流较丰且河段无珍稀鱼类，无污染源进入，并考虑了0.056 m3/s的生态流量下泄，发电尾水直接排入下游河道，因此，对水功区没有造成影响。1.2 申请延续的取退水方案

运行5年来，***水电站实际运行期取水地点、坐标、取水方式、取水线路、取水规模、取水构筑物及设施、退水方式、退水地点等均与原取水许可证载明事项一致。

因此延续申请取水退水方案与原审批方案不变。1.3 取水许可审批及变化

***水电站2008年获得取水许可证，取水许可证号为“取水**许字[2011]第019号”，取水许可证有效期为2011年8月1日到2016年12月31日，取水权人名称为*****水电开发有限责任公司，法定代表人为**。

申请续办有效期从2016年3月1日到2021年3月1日。

1.4范围与水平年

原水资源论证报告书以小河沟全流域为水资源状况及开发利用评估范围，控制流域面积坝址以上16.24km2，河流全长35 km（包括暗河长），全流域270 km2。坝址以上多平均来水量1796万 m3，多年平均发电用水量857万 m3，多年平均弃水量为804万 m3；对1.2km的减水河段和退水影响评估范围，基本合理。

现状水平年确定为2015年，规划水平年确定为2020年，基本合适。

2.区域水资源状况及开发利用

***水电站运行期间，取退水河段来水水量、水质及其变化未对本工程正常取退水造成影响。

***水电站的坝址处多年平均流量为0.56m3/s，坝址处多年平均径流量为1766万m3，区域水资源量变化对本工程影响较小。

根据《*****水功能区划》（2011年）表明，电站坝址河段水质符合《地表水环境标准》（GB3535-2002）II类水质要求。

3.用水合理性评估

***水电站取水主要为水力发电，符合《产业结构调整指导目录（2011年本）》（国家发展与改革委员会令第9号，2011年）要求。《申请书》提出***水电站年取水量依然为857万m3/a，基本合理。

4.取水水源可靠性

原水资源论证报告书采用**水文站1960年5月～1967年12月共计7年零8个月径流资料和**水位站2006年4月～2010年6月200余次的水位资料，对水文系列资料进行分析，当P=10%时，***电站年平均流量为0.654m3/s，来水量为2063万 m3/a，当P=50%时，年平均流量为0.560m3/s，来水量为1766万 m3/a，当P=90%时，年平均流量为0.495m3/s，来水量为1560万 m3/a。多年平均

流量0.570 m3/s，多年平均1796万 m3/a。取水河段来水量可满足电站取水水量要求；取水河段现状水质Ⅱ类，可满足电站取水水质要求；取水河段河势稳定，运行期取水设施运行正常。

5.取退水影响评估

电站取水基本不改变**道的水量和水质，对第三方取水户影响较小。实际运行过程中未与第三方发生水事纠纷。

***水电站退水主要为发电尾水，总退水量为857万m3，退水通过发电尾水渠直接排入下游河道。

6.取水计量与水资源监测

***水电站没有设独立供区，以上网发电量折算取水量，按上网电量缴纳水资源费。

7.水资源管理情况评估

***水电站取得了取水许可证，由于水力发电基本不消耗水量，因此目前水行政主管部门尚未将发电取水列入用水总量控制目标考核。

但***水电站依然应当按照法规相关规定和实行最严格水资源管理制度要求，完善取水台帐与取水档案、用水总结与计划用水等水资源管理制度，进一步完善企业用水管理制度。

8.结论

***水电站的取水量合理，取水可靠，电站取水及退水未对第三方产生不利影响。***水电站的取水水源、取水用途及取退水量未发生改变，申请延续年发电取水量857万m3，续办有效期从2016年3月1日到2021年3月1日。附件：1.延续取水申请基本情况表1-9

小型电站 篇3

摘要：我国很多中小型水电站技术水平比较落后，存在自动化程度低、运行效率低、设备老化等现象，不但对水资源造成了浪费，还存在安全隐患。因此，对其进行增效扩容相关改造工作势在必行。本文针对这一问题进行探讨，首先对小型水电站在当前面临的问题进行简要分析，然后阐述了改造技术。

关键词：中小型水电站；增效扩容；改造技术

对中小型水电站进行增效扩容改造的目的就是提高水能资源利用率和提高电站运行的可靠性及安全性。主要是通过改造引水渠道、压力管道、更换高效的水轮发电机组以达到提高电站运行效率（增效）或增加机组出力（扩容）的目的，通过更换新型调速器、自动化控制设备以达到提高电站运行的可靠性及安全性、降低电站运行成本，最终使水电站综合效能以及安全性能得到有效提升。

一、存在问题分析

1.水轮机、发电机效率比较低。由于受技术水平的限制，上世纪八、九十年代建成的中小型水电站采用的水轮机、发电机运行效率普遍较低，水轮机的效率大多只能达到70%左右，发电机的效率只能达到85%左右，综合效率只能达到60%左右，水能资源利用率极为低下。

2.转轮汽蚀严重，严重影响了水轮机的运行效率。由于受转轮和导叶线型、材料、制造工艺的限制，老的水轮机比较容易发生汽蚀现象。汽蚀的发生往往会造成机组强力的振动、强力的噪音、机组摆动过大等不良现象，造成机组效率下降、增加了设备维修时间及维修费。

3.从实际情况看，水头、流量等电站设计参数不尽合理。受电站建设时期技术力量的限制，老旧电站均存在实际参数和设计参数之间存在较大差别的情况，从而导致水轮机无法在最优工况区内进行运行，水流就会呈现出不平顺状态对叶片进行绕流，从而导致叶道涡的出现，对水轮机效率造成影响，严重的话，还会导致机组无法正常运行[1]。

4.受水轮机线型、制造材料的限制，水轮机磨蚀严重。泥沙颗粒会对过流部件表面造成撞击磨削，导致过流部件机械破坏以及疲劳损坏，使得机组出力以及工作效率降低，缩短了检修周期，严重的话，还要对转轮进行更换，对电站的运行效率、经济效益、水能综合利用效率及安全性造成不良影响。因此，要做好水轮机转轮线型选择，对转轮进行优化设计，有效降低泥沙对水轮机过流部件造成的磨损。

5.调速器老化，自动化程度低，电站的安全运行无法保证。在老旧小型水电站，由于受当时技术水平和制造工艺的限制，使用的调速器普遍为YT型调速器，有的甚至是手动调速器，导致了电站的自动化程度低下，电站的运行可靠性底，给电站的安全运行带来了极大的隐患。

二、改造技术

（一）改造原则

在对小型水电站进行增效扩容时，改造内容应以机电设备更新改造为重点，并对影响发电效益、工程安全、河道生态和运行环境的挡水、泄水、引水、厂房等建筑物、金属结构及送出工程等进行必要的改造。原则上不增加原有机组台数，不新增移民和永久占地。在对改造项目进行设计的时候，要对河流水文资料以及气象资料和地质资料进行收集、整理与分析，同时还要对水电站原来的设计资源以及运行资料与接入系统相关资料进行分析。做好现场调查以及勘测工作，并针对增效扩容的可行性以及必要性加以评价。在设计的过程中要始终坚持生态环保和节能的理念，将少人值守作为设计目标。设计单位一定要具备应有的资质。

（二）改造技术分析

1.确保水工建筑能效。在水工建筑中，输水建筑是和水电站有着密切关系的。要科学选择引水隧洞以及引水渠道的纵坡，对断面形式进行综合比较，尽量减少水头损失以及工程量费用 [2]。比如，可以利用混凝土材料进行衬砌（也可以就地取材采用浆砌石进行衬砌），做好过流面的粗处理，降低糙率，尽量减小引水渠道相关断面。要结合上游泥砂、漂浮物以及水轮机型式与流道尺寸对拦污栅具体的栅条间距加以确定，有效拦截污物的同时尽量减少头损失。

2.对水轮发电机组进行改造。对于水电站来说，水轮发电机组是最重要的构成要素，水轮发电机组的运行效能与水电站生产效益有着最直接的关系。

水轮发电机组的改造首先是对水轮机进行改造，具体情况分为两种：一是水轮机老化严重，基本上没有改造可能的，就要对其进行更换，但不能随意更换，要对各个厂家不同型号转轮进行了解分析，根据具体情况选择合适的水轮机。二是水轮机还能够进行改造的，主要对原来的水轮机过流部件加以改造，其目的是有效提高水轮机的过流能力和发电出力，减少水轮机的磨蚀、汽蚀、震动和噪音，提高水能资源的利用效益和发电能力，增加电站收益。

其次是对发电机进行改造，在对发电机进行改造的时候，要利用新的工艺和技术。针对于老发电机线路没有耐高温性这一问题，要利用新的绝缘材料对电能传输效率进行改善，使发动机效率得以提升。对定子或者是转子线路冷却系统加以改善，降低定、转子温度，从而使发动机工作效率提升。如果有必要，还可以增加定子以及转子中铁芯长度，使电磁功率得以提升，也可以改造轴承，达到增效扩容的目的。如果发电机和水轮机之间不匹配，就要对其整体更换。

对调速器等辅助设备进行更换、改造。由于老的调速器已经无法满足电站远程调度、安全可靠运行要求，需要更换老的调速器，以达到电站微机监控、远程调度的目的，同时可以提高电站运行的可靠性和安全性。

3.对电站的一、二次电气设备进行更新改造。在水电站中，变压器以及断路器还有隔离开关与互感器等是主要的一次设备，从小型水电站的实际情况看，在对变配电设备进行改造的时候，改造技术不但要与改造规范相符，同时还要满足安全可靠和节能环保的相关要求。比如，对于主变压器来说，要尽可能选择低耗变压器，主要利用的是卷铁芯，同时还有连接绕制成的硅钢片，和传统铁芯接缝相比，其接缝气隙比较少，所以，在运行的过程中不会有太大的噪音产生，再加上全密封性的油箱，外观上比较美观，且性能比较好，维修少，节能环保。如果条件允许，那么要利用无油高压断路器加以改造，这些改造技术能够使水电站的作用充分发挥出来[3]。二次部分主要是检测、控制和保護系统，也就是自动化控制系统，为保证电站的安全、可靠运行，在改造中宜采用计算机监控系统

4.强化增效扩容工作。对于水电站来说，水电站机组台数以及水头、流量各不相同。所以，一定要结合实际状况提出改造方案，使增效扩容工作得到强化。

结语

总之，对于小型水电站来说，增效扩容意义重大，不但能够提高电站的经济效益、水能资源综合利用效率、电站的运行安全性和可靠性，还可以保护环境，提升生态效益。因此，要采取有效措施，确保水工建筑发挥效能，对水轮发电机组、调速器、电气设备等进行改造，对增效扩容工作加以强化，从而达到节能减排的有效目标。

参考文献：

[1]冯乐天.小型水电站增效扩容技术改造设计中的几个问题[J].民营科技，2014，（07）：85.

[2]殷明.农村小型水电站增效扩容技术措施[J].电世界，2014，（11）：22-25.

小型电站 篇4

一、发展小型水电站的重要作用

小型水电站一般是指容量在25万MW以下的水电站。我国水利资源丰富, 小型水电站分布广泛, 遍布我国1/2的地域和1/3的县市, 累计解决3亿多人的用电问题。与此同时, 小水电是绿色可再生能源, 有利于增强能源供应、调节能源结构、保护生态环境, 是我国电力系统能源体系中的重要一环。在坚强智能电网建设的过程中, 也提出了“大力发展小型清洁能源”的规划。

二、我国小型水电站发展现状分析

“十二五”期间, 我国出台大量优惠政策用于小型水电站建设, 在此历史机遇下, 我国小型水电站的发展整体向好, 尤其在广大农村和偏远山区如雨后春笋般出现, 成为推动我国新农村建设的重要基础设施。但与此同时, 受到发展思路、经营理念、技术水平等因素的限制, 我国小型水电站的发展还存在经营较为分散、技术更新慢、安全管理重视程度不够等情况。

1. 经营分散, 未能充分发挥自身优势

小水电具有社会效益、环境效益和公益性质, 是值得推广的优质发展模式。小水电要做强, 必须充分发挥自身优势, 突出“小而灵活”的特点。很多小水电由于地处农村和偏远山区, 经营相对分散, 且容量较小, 对电网贡献不大, 面临筹资困难、发展缓慢的问题。

2. 实力不强, 技术更新换代缓慢

智能电网的发展带动发电环节的技术创新, 风电和光伏等分布式能源入网, 给小水电发展带来极大冲击。目前很多小水电实行承包经营, 受到研究经费的限制, 很多小水电更加关注自身经济效益, 而不注重技术创新, 因此技术更新换代缓慢, 导致水轮机等主机设备老旧, 监控、励磁等辅机控制系统性能落后。

3. 事故较多, 安全管理有待提升

有些小型水电站制度不够完善, 对安全管理重视程度不够, 事故应急措施存在缺陷, 一旦出现事故很容易引起人身伤亡。此外, 与主网系统相比, 小型水电站整体运行人员的专业素质不高, 很多运行人员文化水平不高, 是通过师傅带徒弟的方式培养的, 对故障的发现和排除能力不强, 这也是影响小型水电站安全管理的重要因素。

三、小型水电站发展策略探讨

针对上文分析的主要问题, 结合我国第一座小型水电站—湖海塘水电站的发展历程, 总结其自身发展经验, 对我国小型水电站的发展策略展开探讨。

1. 提高小型水电站设备运行水平

湖海塘电站是新中国第一座小型电站, 位于金华开发区山嘴头村, 是梅溪流域梯级开发的最末一级。湖海塘水库总库容为426万m3, 集雨面积20km2。1950年, 湖海塘电站建成投产后, 成为金华城区的主力发电厂, 拥有美国Westing House (西屋) 电气公司制造的水力发电机组1台, 总装机容量200k W, 占当时城区供电量的97%左右, 为金华城五、六十年代的经济建设和人民生活作出了极其重要的贡献。

随着时代的发展, 居民的用电需求也不断提升, 原有的装机容量很难满足居民用电需求。为此, 湖海塘电站积极与时俱进, 进行了扩建工作, 新增200k W发电机组一台, 2000年, 在不改动原貌的基础上, 对第一台机组进行增容, 增容后容量达到250k W, 极大地提升了设备运行水平,

2. 积极引进新技术和新设备

技术进步是推动水电站发展的重要因素, 电力属于技术密集型行业, 技术革新日新月异, 新材料和新设备不断出现。要推动水电站发展, 必须跟上技术创新的步伐。湖海塘电站积极引进新技术和新设备。

在2005年至2008年间, 陆续升级改造了电站的微机监控系统、发电机组调速系统, 淘汰技术落后的主变和站用变, 更换为节能高效的新型变压器, 同时, 还不断更换老旧的高压电力电缆, 及时修复部分存在故障隐患的水工工程。

如今, 与建站初期相比, 湖海塘电站面貌已焕然一新, 电站整体自动化和智能化操作水平不断提升, 从当初的人工繁琐操作发展到微机监控和自动控制, 既减轻了劳动强度又促进了电站的长期发展, 使老电站焕发出新的生机。

3. 提升小型水电站安全生产水平

在进行变电站增容改造、引进新材料和新设备的同时, 湖海塘电站积极提升水电站的安全生产水平, 注重对运行维护人员的技术培训, 建立安全生产分工责任制, 做到人有专职、事有专管, 根据水电站的实际情况配置外线班、检修班、水文班, 建立和完善操作票制度, 对水电站设备定期巡视和检查, 积极发现和排除事故隐患。定期召开安全生产例会, 不断完善设备运行规程、巡回检查制度、设备检修规程和安全管理规程, 水电站的安全生产水平稳步提升, 连续多年保持“零事故”运行。

四、结语

小型水电站的发展对推动地方工业化、农村电气化、偏远山区发展发挥了巨大作用, 在智能电网发展的“大”背景下, 小型水电站应该发挥自身“小”的优势, 积极升级转型、创新管理、完善制度, 借智能电网发展的机遇焕发新的生机。

摘要：智能电网发展的背景下, 小型水电站的发展面临新的发展机遇, 也需要迎接巨大的挑战。本文简要介绍了我国发展小型水电站的意义, 分析了我国小型水电站发展的现状, 并结合我国第一个小型水电站湖海塘电站的发展实例, 对小型水电站的发展策略展开探讨。

关键词：小型水电站,发展策略,湖海塘电站

参考文献

[1]许柏林.浅谈小型水力发电站的运行管理[J].城市建设理论研究, 2014, 11 (15) :103-105.

[2]龙江英, 刘诗宇.全球气候变化下的CDM国际合作研究--以贵州省小水电再生能源项目补尝机制实践为例[J].生产力研究, 2012, 4 (2) :164-165.

小型电站 篇5

**县小型水电站安全度汛工作检查情况汇报

为认真贯彻落实国家防总《关于加强中小水电站安全度汛工作的紧急通知》（国汛电[2007]9号文件）精神，切实加强我县农村小水电站的安全生产监管，确保安全度汛。我局组织检查组对全县27处装机200千瓦以上的（水库）电站进行了专项检查，现将检查情况汇报如下：

一、检查主要情况

1、防汛责任制落实情况：全县27处小水电站（含水库电站）都落实了防汛行政领导负责制，明确了防汛行政责任人。县水利局直管5个国有水库电站都成立了防汛领导小组，明确了行政一把手（含所、站长）为防汛行政责任人，分管安全的副职领导为防汛技术责任人；其余22个私营、股份制电站都明确了站长为防汛行政责任人。各电站都建立了基本情况及防汛责任档案卡，加强了防汛值班和信息联系。目前拟建的小水电站2处，我局将从立项、设计到施工、管理等各主要环节强化监管工作，严格按照基本建设程序和分级管理的规定把好行政审查和审批关，坚决杜绝新的“四无”电站。坚持小水电建设项目开工报告审批，要求拟建电站及时将工程开工报告及建设情况报县防汛指挥部和县水利局。

2、度汛方案和防洪抢险应急预案建立情况：我局按照国家防总《关于明确水库水电站防汛管理有关问题的通知》要求，对水利局直管5个水库电站均编制和完善了度汛方案和防洪抢险应急预案，并及时进行了报批，狠抓落实。对总装机500KW以上的私营、股份制电站都编制了防洪抢险应急预案，目前正在报批之中。全县各电站都成立了抗洪抢险队伍，配备了相应的防汛设施和物质器材。对拟建的水电站也在制定施工度汛方案和防御超标准洪水预案并及时报县防汛指挥部门审批。

3、安全隐患排查情况：我局根据**县人民政府办公室《关于印发**县重点行业和领域安全生产隐患排查治理专项行动方案的通知》（嘉政办函[2007]78号文件）要求，于今年7月组织对全县水利水电行业的安全生产隐患进行了专项排查和治理；对病险水库全面进行了查险处险，严格控制蓄水；对各电站存在的安全和事故隐患，制定了具体的整改措施，限期整改到位，实行隐患治理“四落实”，却对每一处安全隐患，落实治理责任人、治理时限、治理资金和治理措施，并严格复查、验收和销号，确保治理效果。截至本次专项检查为止，共清查违规水电站17处，验收复查12处，合格4处，下达安全隐患整改通知14处，落实整改8处，确保了全县小水电站安全度汛和高效运行。

此外，我局加强了小水电站所在流域的水雨情预测预报工作，及时作出了洪水预报，科学调度洪水，充分发挥水电站防洪和发电等防灾兴利的综合作用。

二、存在的问题

1、少数几个总装机500KW以下的水电站未建立防洪抢险应急预案，防汛物质、器材和抢险队伍数量配置不够，防洪设施达不到防洪标准要求。

2、部分新建股份制电站对存在的防洪、消防等安全隐患重视不够，投入不足，致使迟迟得不到整改，至今未通过竣工初验。

对以上问题，我们在检查中分别提出了整改意见和措施，对部分电站下达了责令改正违法通知书，限在2007年8月30日前全面整治到位，对逾期不改正的，将责令停产停业整顿，并定期督查抓好落实。

**县水利局

2007年8月15日

小型电站 篇6

关键词：小型水电站;发电机组;运行故障

中图分类号：TM622     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2016）03-0099-01

1  未投入使用的发动机组的正常维护

由于种种原因的限制，小型水电站并不能保证所有的发动机组全部都能投入使用，因此在小型水电站中经常会存在未投入使用的发电机，另外为满足企业发展需求，还会新引入新的发电机组。对于这些发电机组首先需要进行绝缘的测量，在测量中低压部分的发电机组选用标准的500 V的绝缘摇表测量绝缘电阻，并注意测量规范以及正确的测量方法。经过测量，应该满足基本的需求和标准。一般要求所测部分的绝缘电阻要超过0.5 MΩ，一般包括定子绕组与发电机其他金属部位以及定子绕组与转子绕组之间等部位。对于高压部分的发电机组经常选用1 000 V的绝缘摇表来测量绝缘电阻，这里要求绝缘电阻超过1 MΩ，才能保证其正常安全运行。在进行绝缘阻值测量的过程中，一旦出现低于要求标准值的情况要及时处理，一般是进行干燥处理，之后重新测量。

2  发电机组运行中的维护

对于运行中的发电机，更是要定时的做好维护工作。笔者根据查阅的资料以及自己的经验总结出应该按照以下的几个方面进行。

2.1  物理性质的检查

保证发电机按照铭牌参数进行运行，如果不是，要及时的停止并修复;发电机定子线卷温度最高不能超过105 ℃，在转子线卷温度最高不能超过120 ℃，如果超过了，值班人员应该限制有功或无功出力;发电机的运行电压的变动范围应该限定在5%左右，当功率因数是一个定值的时候，其容量应该是不变的。一旦出现问题要进行及时的处理，避免其故障影响安全运输，造成安全隐患。

2.2  对电刷的检查

在发电机组运行过程中，电刷的位置必须固定在滑环的中心线上，另外，在两者的搭配结合位置，不能够太紧，留有一定的间隙，一般间隙可以维持在0.1～0.2 mm左右。另外，要注意运行过程中可能出现的电刷跳动，允许但是不能够过大，一旦出现过大的情况就需要及时进行处理，保证在允许范围之内。对于可能产生的电火花也需要进行合适的处理，尽可能避免电火花的产生，一般通过清洗以及打磨等方法实现，严重时可以更换部分电刷，确保发电机组正常运行。

3  运行中发电机的监视和检查

在工业生产中防患于未然比进行故障处理更加重要也更加的有意义，可以有效的避免损失，把损失降到最低的同时保证安全生产，同样在水电站的发电机组的运行中也需要进行相应的监视和检查，从而能够保证安全平稳生产。

3.1  发电机轴承温度的检查和监视

发电机和轴承的温度过高会影响发电机组的运行，影响其运行的效率，而且会直接降低其使用寿命，增加生产成本，因此需要进行监视和检查。最简单易行的办法就是直接通过手触摸发动机的外壳来监视发动机的温度，不烫手并且感受温度波动不大，表明运行温度正常。关于发动机出线接头的温度可以直接进行观察，如果温度过高时会直接呈现红色，需要及时进行处理。对于不易判断或者出现异常的情况要进行及时处理，要切断电源，停止运行，利用相关设备进行排查处理。对于接头处，观察其是否紧固可靠，一般不紧固会使得温度升高。发电机内部温度升高也要进行及时故障排除，保证在合适的温度之内，有效提高使用寿命和使用安全。

3.2  发电机声音振动检查和监视

由于发电机属于大型机械，所以一旦出现不正常震动或者时不正常声音，就表明其可能存在异常，需要进行处理和故障排查。一般紧固螺栓松动时会出现振动和响声，直接进行螺栓紧固就可以，而一旦发电机的轴承出现振动和响声，表明发电机轴承出现损坏或者是缺油，需要及时更换机油或者是直接更换轴承。一般工作人员应该熟悉发电机运行的正常声音，以便出现问题时对于异常响声能够及时发现并且及时排除故障。

3.3  发电机电流、电压的监视

如果发电机出现过负荷以及缺相的现象，会直接因为电路故障而损坏发电机，所以在运行过程中必须要监视相应的电流以及电压。

简单易行的监视方法就是注意线路是否有异味，一般出现焦糊的异味就表明线路负载过大，就需要停机进行检查，及时排除故障。

4  故障的解决措施

即使对发动机组的维护非常的具体全面，但是故障还是会出现的，如何解决故障，下面是笔者的一些经验。

4.1  发电机转子故障的处理

当发电机转子一点接地的时候，就需要检查一下是否保护误动作，如果误动作立即恢复信号;如果确实是发电机转子一点接地，则对发电机停机处理;发电机转子一点接地后，如果发电机发生剧烈震动，转子电流升高。

转子和定子电压下降，静子电流增大，无功负荷下降甚至变负，说明已经发展成为两点接地，应将发电机紧急停机处理。

4.2  发电机失去励磁

发电机失去励磁的时候，转子电流表指示到零，转子的电压稍有上升或者下降，无功负荷指示低于零，定子电流升高，有功负荷升高。有功负荷降低，发电机进相进行，可以将发动机紧急解列停机处理。

4.3  压油槽油压事故下降

压油槽油压事故下降的时候，机组会自动紧进行的急停机。所以，这时候需要监视自动回路动作，若压油槽油压事故下降到低油压事故停机油压不能自动停机时，若能及时回复油压，可不停机，否则应立即手动停机。

检查油压下降的原因，若发现管路破裂跑油时，如一时处理不好，而油压又急剧下降时，可落入水砸门停机;若工作人员误碰停机或保护误功停机，可以恢复信号，并将机组重新开出运行。

5  结  语

在经济快速发展的今天，解决电力紧张问题，并且尽可能发展清洁无污染的发电方式，也成为人们一直以来探索的问题。作为其中典型的代表，小水电站在各个方面均具有特殊优势，因此其也具有较大的发展空间。尤其在我国水力资源丰富，并且地势条件适合发展小型水电站，因此在我国发展小水电站具有较大潜力。相关的科技条件不断进步也解决了小水电站发展中的各项难题。

面对小型水电站发展中存在的各项问题，人们也在积极的探索，并且在积极的根据故障寻找更好的解决办法，希望尽自己最大的努力保证其安全平稳运行，提高经济效益，这也需要我们每一位工作者的共同努力。

参考文献：

[1] 郭智光.浅谈小水电站发电机组的运行与维护[J].中国高新技术企业，

2011，（36）.

[2] 王瑶珉，施勇军.水电站水轮发电机组的常见故障与维护[J].科技，2015，

（6）.

[3] 杨莉，钱政，周跃峰，等.基于节约覆盖集理论的电力变压器绝缘故障诊   断模型[J].西安交通大学学报，1999，（4）.

[4] 薛蕴春.小型水电站的发电机组运行与维护[J].科技与企业，2012，（18）.

[5] 李松领.基于故障树分析的水电机组振动故障诊断研究[D].南昌：南昌   工程学院，2015.

浅析小型水电站的电气监控 篇7

关键词：小型水电站,电气设计,电气监控,问题分析

0 引言

目前对于小型水电站中存在的电气设备故障, 不仅会影响乡镇企业的发展, 而且小型水电站电气监控中存在的一些问题, 还将会影响水电站的正常运行。本文结合平常小型水电站的实际运行情况, 探讨如何解决小型水电站的电气监控问题, 为乡镇企业的小型水电站运行提供一些技术支持。

1 小型水电站电气设备的组成

电器设备的好坏直接影响着小型水电站的运行质量, 在水电站运行中有着重要的作用。实际应用中, 小型水电站中所用电器设备众多, 可分为电气一次设备与全厂电器二次设备两大部分[1]。其中电气一次设备中又由发电电气与升压变电电气两部分设备组成, 包括发电机、变压器等;电器二次设备中, 包括电站计算机监控、机组保护辅机控制、机组励磁系统、通信系统等, 可包括系统工作站、警工作站、远程通信工作站、网络通信设备、机组故障录波屏、机组火灾报警装置、直流控制电源系统等设备, 只有合理利用这些电器监控设备, 才能确保小型水电站的安全运行。

2 电气设备在水电站的布置

在小型水电站的电气监控问题中, 对于电气设备在电站内的布置, 应该遵照以下五点原则: (1) 尽量减少对士石方的开挖量, 减小土建工程量以及占地面积[2]。 (2) 在小型水电站内的电气设备布置中, 应尽量缩短发电机于开关室、主变压器以及高压开关站间接线距离, 还应该尽量避免电气设备接线和机械管线的交叉, 这样布置不仅可节省连接母线, 还可以减少电能损耗, 降低电器监控设备发生故障的机会, 便于维护。 (3) 在小型水电站的电气设备布置中, 还应该考虑发电机、变压器等大型设备的运输问题, 以及安装与检修问题。 (4) 在小型水电站中, 中央控制室作为其神经中枢, 是管理人员对小型水电站运行、控制以及操作与监视的重要场所, 因此, 在实际中, 应该尽量减少他们之间的距离, 并且还应该将其放置在采光通风好、噪音振动小的工作环境中, 以利于电气设备的安全运行。 (5) 在小型水电站的电气设备布置中, 应该考虑到分期过渡的布置方案, 尽量减少初期发电对后期电气设备施工的干扰。另外, 在我国的小型水电站中, 对于发电机的布置, 通常可以采用几台发电机在同一轴线的一列式布置方法[3], 并根据发电机和地板高度分为外露式、半岛式、埋人式等进行施工处理。小型水电站的机盘布置中, 应该在发电机旁靠近中央控制室的位置, 方便管理。励磁盘的布置能起到对发电机励磁系统的操作及控制调节作用, 因此, 可以放在临近发电机的位置, 有效缩短电缆线路, 避免机械设备间的交叉布置。

3 对小型水电站实施电气监控的作用

在我国小型水电站中实施电器监控, 可以有效管理电气设备, 避免电气设备故障对小型水电站运行的危害, 提高小型水电站的社会收益。

对于在小型水电站实施电器监控, 不仅容易发现水电站中的故障问题, 而且也可以及时有效地提出解决方案, 更加重视容易发生故障的小型水电站设备[4], 从而保证小型水电站能充分发挥其使用功能。电气监控在小型水电站建设中, 可以通过监控发现电器设备故障, 并形成相关资料文档, 提高对水电站设备的维修效率, 使我国小型水电站运行更加稳定, 从而为社会、为人民创造更多经济效益收入。

4 小型水电站电气设备故障的分析

在我国的小型水电站建设中, 对其进行电气监控, 可以及时发现水电站运行故障, 提高水电站的社会效益。小型水电站中电气设备容易发生的故障: (1) 在小型水电站中, 其电气设备故障中, 变压器故障是多种多样的, 不仅包括附件突发性故障, 还包括发电机绝缘故障、电液转换设备停止运行的故障; (2) 在小型水电站中, 还会出现反馈指示仪表不准确、辅机电源停电、局部放电、外部短路等, 这些电气设备故障将严重影响小型水电站的正常运行。

5 解决小型水电站电气故障的对策

对于小型水电站中电气设备常见的故障, 多数都是由于电气设备老化、保养不力而引起的, 做好小型水电站的电气监控工作, 及时发现电气设备故障, 就可以有效解决这些弊端。

1) 对于小型水电站中的发电机故障, 如果是在发电机风道以及内部冒出火星, 那么极有可能是在发电机运行过程中, 因为励磁控制装置和断路器发生自动跳闸, 从而出现绝缘故障。对此, 我们可以在小型水电站内采取故障排除以及检修的方法, 对发电机组进行相应操作, 确定其所用线缆的绝缘情况, 并找到故障位置更换此处的绝缘体, 并且还应该对其进行检测, 直到检修完毕才可以继续使用。对于小型水电站中如果电压不足时, 也应该对其发电机进行检修工作, 对励磁线路进行断线排查, 做好线路维护工作。

2) 在小型水电站的电气监控中, 可以发现水电站电气设备中的电抗器也容易发生故障, 从而导致中线电流不平衡以及电抗器谐振、设备失效等故障。对于电抗器谐振故障, 我们可以对电容进行补偿, 破坏谐振现象, 有效达到排除故障的目的。还可以利用转换开关的方式, 在250KVA型号的电抗器机组中进行并接, 有效排除电气设备故障。

3) 小型水电站中, 对于同期设备失效的故障, 可以将主变中心点的接地线, 以1.5 mm2导线引出地线到同期设备, 并根据实际情况并网操作。电气监控中还可以发现, 对于小型水电站中线电流不稳定的弊端, 多数是因为并列发电机组同时运行形成的, 从而造成发电机之间形成三次谐波环流效应, 加速导线的老化与熔解, 引发电流不稳, 对此, 可以在发电机并列运行时, 将各自负荷调整到平衡状态, 从而可以有效避免这类电气故障的发生。

4) 在小型水电站微机调速器故障, 如果是调速器运转中, 主控面板发出警告, 并且电液转换设备不再作业, 可以将其进行断电复位, 对于反馈指示仪表不准确的问题, 一般都是因为机械故障导致的, 因此, 可以详细记录其故障问题, 并在水电站内机组停转时对它进行具体的检查处理。

5) 对于我国的小型水电站电气工程而言, 对其进行电气设备监控措施, 可以有效降低水电站的电气故障, 提高其水电站的运行效益[5]。我们应有效排除电气设备故障, 提高技术人员对电气专业技术的掌握水平, 避免小型水电站电器监控设备的故障发生, 使小型水电站可以更好的运营下去。

6 结语

由上可知, 随着我国小型水电站逐年增多, 小型水电站中电气工程施工中, 提高其电气设备的质量, 做好电气监控工作, 才能保证小型水电站的合理运行。在小型水电站中合理配置低压机组计算机监控系统, 对电气工程进行科学、合理地管理, 降低电器设备故障, 做好小型水电站的电器监控工作, 才是推进我国小型水电站发展的有效措施。

参考文献

[1]王劲夫, 林峰.中型梯级水电站实现“无人值班”集中监控的技术探讨[J].水电站设计, 2012 (6) .

[2]唐锋, 李延频, 谭婷.小型水电站低压机组计算机监控系统的选择[J].中国水能及电气化, 2011 (12) .

[3]薛晔, 高嬿.水电站计算机监控系统的局域网络通信[J].长春工程学院学报:自然科学版, 2011 (23) .

[4]陈海芳.信息管理系统在水电总厂的应用[D].西安:西安理工大学, 2009 (26) .

小型水电站立式机组厂房布置 篇8

1 水电站的地理位置

厂房的选址不仅仅是看地形以及地质就可以决定下来的。还要考虑是临近水源以及是否处于上游, 还有在其中如何合理的摆放枢纽等等的因素也是要考虑的问题。有很多种方式可供选择, 比如半地下式, 坝内式, 地面式和地下式等可供选择。

如选择了地面式, 那么就要考虑地质条件、厂房形式、如何防洪, 还要考虑通风、采光以及交通等因素。在全部决定之后就开始要设计图纸了, 这不仅仅需要组装电机人员。还需要水利机械, 电工, 水工, 水文等工种一起参与设计。在厂房的设置问题中主要是对厂房的长宽高以及合理布置厂房内部机电设备和各个控制过程等等。

2 主机房与尺寸问题

2.1 主机房长度。

房间的长度是由很多机组的长度所构成的, 再加上机室以及装备长度的总和加在一起而形成的。在这其中机组的长度, 机组最大面积尺寸以及布置和构成尺寸是组成房间长度最重要的几个因素。在水电站主机房中主要长度是由蜗壳平面尺寸而控制的。组装这些机组段的场地一般有机组段的2~3倍那么长。

2.2 主机房宽度。

对于主厂房而言宽度是应该由组装好的机组上下部来决定的。上部的宽度取决于吊车的跨度, 最大的部件调运问题以及人行通道的宽度加在一起所决定的。下部的宽度是取决于蜗壳以及水管的尺寸大小。在上下部测量好了的情况下取最大的宽度来进行建设。

2.3 主机房高度。

总高度是由主机房高度加上各个层面要求高度得来的。在其中起到主导作用的是装机高程。在装机高程确定之后高度以他为基准, 按照各个设置要求来检修与运行。

3 副机房中的尺寸

我们要根据主机房的地理位置来选择副机房的地理位置。在其中副机房最好是位于主机房的上游位置。不同的机房建设形势副机房的地理位置也不尽相同。对于坝后式的机房而言副机房要设在厂坝间;引水式的机房副机房需要设在主机房的上游位置;而河床式机房常常把副机房设立在尾后的平台上。

我们需要根据主厂房有多大来决定副厂房需要建设多大。宽度一般是于主厂房的长度相同或者略微短点。其宽度是一般控制在6m~8m左右。再小心电站中副厂房往往包括了开关室、控制室、断电保护室以及直流电系统室。在其中重要控制室的位置至关重要。

中央控制室

中央控制室主要布置:通常情况低压控制盘7面、低压继保盘7面、直流盘1面、同期盘1面, 最后确定中央控制室的宽度为5m~6m, 长度为9m~10之间。中控室的面积一般不宜太小, 控制盘离墙壁的距离不得小于1m, 两排盘之间的距离不得小于1.8m, 以满足检修的要求。主环控制盘前离墙壁应不小于4.5m, 以满足放控制桌和运行监视的要求。

主变压器位置宜靠近主厂房, 并宜与安装间高程相同。主变压器场地的防火防爆及通风散热等应符合有关规范规定。直流电系统用房 (蓄电池室系统用房) 直流电系统用房包括蓄电池室、套间 (前室) 、储酸室、充电机室等。这些房间应尽可能地布置在同一层。蓄电池室在可能范围内尽量靠近中控室, 以节省蓄电池至直流盘的直流电缆。

开关站宜靠近主变压器和中央控制室。应选择地基及边坡稳定地段或利用其他合适的场地进行布置, 其进出线应避免跨越泄流建筑物的水跃区、射流区。开关站位置宜避开冲沟口, 不能避开时, 应对山洪、泥石流和崩塌体等采取预防措施。开关站大多选择在厂房下游侧近处而又宽旷的地方, 还要考虑输电的方向。

4 保证厂内交通畅通的布置

4.1 在水电厂房中需要有合理和良好的交通路线, 以保证工作人员的日常办公和以后设备人员对设备的检修。

日常工作人员需要去操作的设备的必经之路的道路畅通每次想要保证水的正常输送都需要工作人员去启动一些机器设备来运输水, 作为最主要的, 所以首先要保证发电机层和水轮机层通往水泵房、尾水管层、蝶阀层的通道, 在实际的工作过程中, 为了更好的保证工作人员的安全, 需要在发电机层通往水轮机层通向水轮机层的两端各设置一个楼梯为宜, 楼梯的宽度大约为1m-1.2m为最好。

4.2 保证主要工作场所的畅通。

发电机层和水轮机层作为工作人员的主要工作场所, 通过所需要的通道也需要相应的宽一些, 像这些作为主通道的道路, 一般设计的宽度应该大约为2m左右, 一般宽道设置为1.2m即可。合理设计, 是为了更好的保证工作人员的生命安全, 在布置厂房尺寸的时候需要建立起畅通的疏离通道, 例如, 厂房的门要多建造几个, 一旦遇到重大的事故, 可以让工作人员从不同的厂区们进行撤离。

5 安装间的布置

安装间在厂房的设计中主要起到对相应的设备进行安装、检修的主要场所, 对安装间进行合理的空间设计, 为工作人员提供舒适的工作环境, 对工作人员的维修和安装可以起到很大的促进作用, 在安装件的布置中需要注意的是, 要保证底层和水轮机层的相通, 上层与发电机同高度, 安装件分布在厂房的一侧。

6 厂内电气设备的布置

厂内电气设备是属于主要的动力设备, 在工作过程中有可能会发热、产生静电, 如果两个仪器相对距离太过近的话可能会导致仪器的损坏, 更糟糕的可能会引起重大的事故, 所以在进行厂内设备的布置时需要严格遵守规定, 控制好各个仪器之间的净距, 随时保证好通道和防火的要求。在电气设备的布置中, 在水轮机的发电层机墩上布置有发电机引出线、电流互感器、中性点电流互感器等仪器的引出线都需要下靠机组外缘处。

结束语

综上所述, 我们已经知道了如何来布置一个小型水电站。在布置过程中我们需要考虑的因素很多, 比如地理位置, 上下游位置, 主厂房与副厂房之间的地理位置都是我们在建设布置小型水电站的时候需要考虑到的种种因素中的一部分。我们在建设水电站的时候最先考虑的是员工们的安全之后, 才是各个仪器的修养保护工程。经过研究得知主厂房的大小不仅仅决定了副厂房的大小, 还影响着对检查机组是否方便的这一因素。

参考文献

[1]张海凌.联合循环M701F单轴机组主厂房布置优化方向[J].广东电力, 2006 (11) .

[2]阎培林, 李文凯, 董丹丹.土卡河水电站厂房布置及结构设计[J].云南水力发电, 2006 (6) .

小型电站 篇9

所谓小型水电站的技术改造, 就是指更新、替换、改进、维修水电站的设备, 满足电站安全需求, 使其在操作时更加可靠, 更加符合科学合理作业的要求, 保持工作的先进性, 并且为水电站创造更多的经济效益。小型水电站技术改造的优越性在于工程投资成本低、工程任务量小、经济效益明显。

2 我国小水电现状

我国小水电资源十分丰富, 论蕴藏量达1.6亿千瓦。小水电资源主要分布在西部地区、边远山区、民族地区和革命老区, 在西部大开发中具有突出的区位优势。根据我国水电站工程数量与规模统计数据显示, 截至2013年3月, 全国已建成小型水电站21571座, 占全国水电站总数的97.2%。总装机容量已达到6823.83万千瓦, 占全国水电装机容量20.9%[1]。随着时间的推移, 由于受技术及时代的限制, 早期修建的小型水电逐渐暴露出许多问题。其中自动化程度低需手动操作、生产人员众多工作效率低、设备设施老化故障率高安全隐患大等现象较为突出和普遍, 有的电站甚至已不能满足电网安全需求, 很多电站长期处于停产、半停产状态, 企业长期处于微利甚至亏损状态, 发展受到严重制约, 小型水电站技术改造已势在必行。

3 小型水电站技改主要原则

3.1 以满足安全生产为技改首要目标

安全生产是电站的首要目标, 满足电网要求、消除安全隐患是电站改造的首要目标和基本任务。对不能满足安全运行的设备, 必须采取淘汰换新的方法;对于存在的安全隐患, 需要采取防范措施消除。例如龙溪沟电站受地理条件限制选址在山崖下, 发生过厂房后山体垮塌导致设备损坏安全事件, 采取在危险山体地段安装主、被动防护网、厂房室内修建室内通道等措施减轻、消除地质安全隐患影响。而对不能满足安全要求的设备等采取整体更换形式, 例如调速器, 由于受生产时技术限制及长时间运行调节能力已不能满足要求, 将其更换为自带储气罐的数字式液压微机调速器;例如机组进水闸阀, 由于无储能装置导致厂用电中断后只能手动操作, 存在较大安全隐患, 将其更换为液压储能式蝶阀。而直流系统因为由1组单体电压12V蓄电池组供电不能满足安全要求, 更换为2组单体电压2V蓄电池组供电等。总之, 消除安全隐患、满足安全要求是技改的首要目标。

3.2 以提高电站经济效率为技改主要目的

小型水电站主设备如水轮机、发电机等经过长时间运行工况会逐渐降低, 采取更换方式既不经济而且工作量大、周期长, 对这类设备主要采取大修的方式使其恢复工况。例如龙溪沟电站机组单机运行时间较长, 运行环境较差、设备状态调整频繁, 老化、磨损严重, 震动较大且不能满负荷运行。导致机组非计划停运次数增加、丰水期弃水严重等极大的影响了电站正常生产, 使电站长期处于微利甚至亏损状态。通过对水轮发电机组等设备进行大修, 恢复设备工况, 使机组非计划停机时间大大缩短、弃水减少, 发电量增加, 电站经济效率明显好转。

3.3 以提高自动化程度, 满足远程监控为技改方向

早期小型水电站由于受时代、技术等因素的限制, 大多自动化程度较低, 有的甚至为全手动方式, 包括机组解并网、负荷调整及开停机操作都需人为手动操作, 大大的增加了生产人员工作量及出现误操作的机率, 已难以满足现代电网发展的要求。这类电站往往人员较多, 技术力量薄弱, 人员薪酬占电站开支比例较大, 电站经济效率低。随着科学技术的发展, 小型水电站微机监控技术已完全成熟, 新建电站大多采用全微机控制, 既节约人力成本又降低人为因素带来的安全隐患, 而且可实现远程监控, 可谓一举多得。以龙溪沟电站为例, 电站建设规划时为现场值守模式, 设备自动化程度不高。但随着上级公司的发展, 需要电站将逐步实现无人值班、少人值守模式。要求电站机械设备、电气设备、监控装置、保护装置及辅助设施具有高度可靠性及自动化能力。原有设备中, 存在保护装置与监控系统不兼容, 厂用电手动切换、上位机重要参数数据不全、渗漏排水泵等助设备需手动控制等一系列阻碍远程监控的问题。技术人员对存在的问题进行梳理、统计, 逐一立项设计自动化改造方案。其中较显著的是利用PLC接线简单、控制灵活可靠等优点大量采用PLC控制。龙溪沟电站通过改造已实现了无人值班、少人值守模式。

小型水电站具有自身的特点, 注定其技改是一个循序渐进、长期的过程, 不可能一劳永逸。但技改是电网发展的要求、是电站自身发展的必由之路。通过龙溪沟电站技改的实施可以看出, 消除安全隐患、满足电站、电网安全要求是技改的首要目标;提高电站经济效率是技改的主要目的;而实现电站高度自动化及远程监控功能则是时代发展的要求和趋势。每个小型水电站都有自己的实际状况, 所以技改项目不可能完全相同。但只要结合电站实际, 遵循改造原则、明确目标、做好规划、确定项目, 相信小型水电站的改造就会成功, 小型水电站依然是电力系统的生力军。

龙溪沟水电站简介:龙溪沟水电站位于四川省九龙县, 装机:2*0.25万千瓦, 为引水式电站。始建于2004年3月, 2006年6月作为中铁能源五一桥电站施工电源发电。2009年随五一桥电站并入四川电网运行。2015年电站技改基本完成, 实现由五一桥水电站远程监控, 现场无人值班、少人值守模式。

摘要：我国小型水电站众多, 为新中国的现代化建设作出了不可磨灭的贡献, 随着科技的发展、时代的进步、电网的发展及环境要求等限制, 小型电站生存渐显艰难。但小型水电站以分布广泛、靠近用户、生产成本低及绿色环保等优势在电力系统中仍然具有举足轻重等地位。小型水电站大多修建较早, 设备老化、效率低下及安全隐患大等缺点逐渐暴露, 已难以满足时代及电网发展的要求, 小型水电站技术改已造势在必行。文章以龙溪沟水电站技术改造为例, 展现小型水电站现状, 分析总结小型水电站技术改造原则、目的及方向, 以探析小型水电站技术改造的途径。

关键词：技术改造,小型水电站,安全,自动化

参考文献

小型水电站前池退水闸改造设计 篇10

关键词：小型水电站,前池退水闸,改造设计

小型水电站在农村中有很重要的作用, 其不仅能够有效调节农村的能源结构, 而且对农民的生活燃料需求中也有很重要的作用。就目前而言, 我国小型水电站的发展已经有了长足的进步, 但是在发展中仍会有一些问题的存在, 本文引用A村小型水电站的工程实例来做出了分析。

1 A村水电站的改造现状

A村小型水电站始建于1971年, 是一座较为老化的水电站, 这座水电站为渠道引水式电站, 引渠的长度达13.6公里, 这座水电站有3台机组, 装机的容量为8.4MW。由于这座水电站始建的年代较为久远, 因此在水电站中有不少问题存在, 比如渠道和渠系的建筑物由于长年失修, 老化破损严重, 机电设备陈旧落后、超期服役等情况, 这些情况不仅造成电站在运行时的安全可靠程度很低, 而且电站的损耗大, 发电的效益往往不足, 也有不少的安全隐患存在。而A村的这种情况具有代表性, 在我国的很多农村地区, 像A村这样的小型水电站还有很多。就A村的电站而言, 通过复核结果发现, 如果机组的负荷为零, 即使考虑前池现有底孔退水闸的排泄作用, 那么前池的水位仍会超标, 其最高水位可以高出堰顶0.85m。再者, 由于受壅水的影响, A村水电站的部分渠道不满足壅水高度, 也有部分渠系建筑物也不满足壅水的高度, 因此急需改造或扩建。而要从更全面的方向上改造A村水电站, 那么有必要在改造的基础上再进行扩建, 扩建和改造都要对安全和经济同时考虑周全, 而考虑这两者所制定的改造措施, 以改造溢流堰前池退水闸的改造更能满足安全和经济这两个条件。

2 小型水电站前池退水闸的改造

在A村的水电站中, 其前池的位置有溢流堰的设置, 溢流堰的堰长达10m, 堰高有6.6m, 溢流堰的两侧挡墙墙高8m, 挡墙的厚度为1.1m, 在溢流堰的底部位置有退水闸, 退水闸的面积为2.25m2, 使用1.5m×1.5m的规格, 其方案改造和设计改造如下:

改造的方案分为对启闭式闸门的改造和水力自动翻板闸门的改造。水力自动翻板的闸门改造则是要利用杠杆的力矩平衡原理, 运用这种原理在水压力和闸门自重的共同作用下让闸门绕水平铰轴转动, 从而避免了专用动力的使用, 达到自动启闭的效果, 从一定的程度上节约了资源的运用。在水力自动翻板闸门的改造中, 要对改造中这种闸门的问题进行合理分析, 就水力自动翻板闸门而言, 一般存有两类问题, 一是运行的稳定性不强, 由于闸门的启闭通常是运用闸门受到的水压和闸门自重在门铰处力矩的变化引起, 这种情况对需要的条件要求比较高, 而且在翻板闸门进行泄水的时候, 因其门叶是在流失内的位置, 所以门叶很容易出现撞击、振动而导致磨损、破坏的情况出现, 故而要对这方面问题进行仔细考虑。第二个问题是水力自动翻板闸门在运行的过程中, 由于在这个过程中对水质有较高要求, 如果在水流中有过多的杂物, 那么出现杂物堵塞的情况会使得铰座周围的闸门启闭受到很多的影响, 如果水流的速度过大, 那么杂物堵塞可能使闸门的控制失去作用, 也可能出现闸门卡死的情况, 因此改造方案中, 考虑了对杂物处理、保证水质的措施。

在启闭式闸门的改造中, 要在现有的基础上进行考虑。A村的水电站现有的前池退水闸, 其是底孔启闭式闸门, (见图1和图2, 两图中的阴影部分为需要拆除的部分) , 在现有的孔底启闭式闸门中的金结埋件已经大部分失去效果, 而埋件的维修具有很大的难度, 因此以拆除后新建的方式为改造方法, 改造主要是把现有的底孔进行有效封堵, 然后再新建一个底孔的启闭式闸门, 并且在其上部位置建立启备设备, 从而满足排泄水量的要求。对于水力自动翻板闸门而言, 虽然其具有过流强、水位壅高少、施工方便等优点, 但是在A村的水电站中, 其引水渠比较长, 而引水渠又要穿插在各个村庄中, 因此在引水的过程中难免有杂物出现的情况, 杂物如果出现堵塞, 那么会影响闸门的启闭。而自动翻板闸门对启闭运用水位的要求较高, 闸门启闭的过程中, 存有潜在危险比较多, 因此对于运用启闭式闸门来说, 其是解决这些因素的良好措施, 因启闭式闸门只需要满足自身的启闭熔容量, 并且保证金结构件完好, 那么就可以达到自如启闭的效果, 所以改造启闭式闸门是小型水电站前池退水闸的有效措施。

3 改造结构设计

3.1 设计思路

3.1.1 抗滑稳定和抗倾稳定的计算

改造结构的设计思路首先是结构进行复核, 复核的内容主要是结构的稳定性。对于A村的水电站前池退水闸的改造, 采取启闭式闸门的方案。由于采取这种方案进行施工, 在施工的过程中要对部分混凝土进行凿除, 为了考虑到施工的安全以及结构的安全, 那么要对凿除混凝土后两侧剩余挡墙的稳定性进行充分考虑, 考虑要结合抗滑稳定和抗倾稳定来考虑, 并结合两者的计算公式来考虑, 抗滑稳定的公式为:

在抗滑稳定的公式中, ∑H是作用在挡墙上的水平荷载力之和, 单位为k N, ∑G是作用在挡墙竖向荷载力之和, f是挡墙基础底面于地基的摩擦系数, [Kc]是允许的抗滑稳定安全系数, 而Kc是抗滑稳定安全系数, 通过这个公式的建立, 可以详细分析出抗滑稳定的安全程度。

对于抗倾稳定的计算而公式为:

在抗倾稳定的计算的公式中, K0是抗倾覆稳定安全系数;∑MV是全部荷载相对挡墙前趾的抗倾覆力矩, 单位为k N·m, ∑MH是全部荷载相对挡墙前趾的倾覆力矩, 而[K0]为允许的抗倾覆稳定安全系数。

通过这两个公式的计算, A村水电站前池退水闸的两侧挡墙在凿除混凝图后, 它的抗倾能力达不到规范要求, 因此为了充分保证施工的安全, 有必要加强支护。

3.1.2 基底应力复核

对基底部的应力复核是为了考虑闸底板是否符合设计的标准, 符合标准之后才能够对其投入施工, 其基底应力复核的公式为

在这个公式中, Pmax为闸板底最大应力, Pmin为闸板底最小应力, ∑G是所有的竖向荷载力的总和, A是基底的面积, ∑H为所有的水平荷载力总和, ∑M是全部荷载对闸底板垂直水流方向的形心轴的力矩和, W是基底对于该底面垂直水流方向的形心轴的截面矩, W的单位为m3。通过基底应力复核公式的计算, 发现闸底板的最大应力和最小应力都满足设计的规范要求, 因此可以投入改造施工运用中。

3.2 堰顶宽度及堰顶水深

在A村的退水侧堰的堰顶宽度和堰顶水深可以划分出一个公式来进行计算, 这个公式主要是根据退水侧堰的堰顶宽度及其堰顶水深根据分水角为直角时的侧堰进行水力计算, 如果最大流量为6.00m3/s时, 那么公式为:

在这个公式中, Q为侧堰的流量, 单位为m3/s, c为侧堰流量系数, 可以取0.95m, m为正堰流量系数, 而在本文中, 根据工程WES的用堰考虑需要, 取m=0.502, b为侧堰的净宽, H为堰上水头, 单位为m。然后引入公式计算, 如果b=5m时, H=0.7m, 加上安全超高等后, 确定退水侧眼堰的缺口高度为1.3m

3.2 改造细部处理

对于改造细部处理, 其主要是在现有的工程基础上改造, 改造的新材料和工程基础上的老材料结合处理是关键措施, 对于这两种材料结合的止水改造要严格进行, 对于改造使用的新材料, 其材料的抗裂程度要高。在设计中为了达到优化的目的, 那么在两种材料结合的界面中要使用植筋处理率, 对于新材料的混凝凝土浇筑上, 不应使用常规的混凝土, 应使用有补偿收缩的混凝土来实行浇筑。补偿收缩混凝土和常规的混凝土不同之处在于, 补偿收缩混凝土运用的膨胀剂比例不同, 膨胀剂的种类不同, 这种膨胀剂能够产生较高的膨胀率。并且使用了缓凝高效的减水剂, 加入了粉煤灰, 运用这两者能够对水凝的用量进行减少, 同时也能降低水化热, 从而使冷缩知值获得减低。换言之, 在这种大体积的混凝土施工中, 如果采用补偿收缩混凝土来进行工程上的浇筑, 那么其温控指标可以适当放宽, 指标适当放宽是指可以不埋设冷却管, 也可以不利用冷却砂石来达到降温的效果, 避免使用这些对混凝土传统的温控方法, 那么也能满足抗渗、防裂的原理。在运用补偿收缩混凝土中, 从这种混凝土的抗渗、防裂的原理分析, 这种混凝土的收缩裂缝可以被自身适度的膨胀而抵消, 从而达到与限制体的紧密结合, 而这种混凝土本身的抗裂性也很强, 比常规的混凝土抗裂性要强上不少。经运用补偿收缩混凝土施工后, 在A村的前池退水闸改造中也简化了不少施工的工艺, 而且在整个工程完成以后, 前池退水闸的运行良好, 从这一点也证明了补偿收缩混凝土的效果良好。

4 结语

综上所述, 小型水电站前池退水闸的改造设计, 应对水电站的现状进行考证, 通过对现状的考证分析出改造的方案。在本文研究的A村小型水电站前池退水闸改造设计中, 运用了启闭式闸门改造的方案, 作出了改造的设计, 并且结合抗倾稳定、抗滑稳定和复核基底应力的公式计算, 有效分析了设计的可行性。在施工中结合设计方案在细部改造中, 使用了补偿收缩混凝土, 通过这种混凝土的使用, 提高了工程防渗、抗裂的能力。这多方面技术的结合, 其不仅是提高工程质量的良好措施, 也是保证施工安全的有力措施。

参考文献

[1]苑明文, 李杨, 裴红岩.小型水电站工程改造设计中若干问题的探讨[J].科技咨询导报, 2007, 30:67.

[2]何泉林.新型抽气装置在新林水电站前池虹吸进口的应用[J].水利水电技术, 1987, 06:56-58.

[3]陈烨兴.浙江省小型水电站更新改造技术研究[D].浙江大学, 2012.

浅谈中小型水电站水轮机技术改造 篇11

关键词：中小型水电站；水轮机；技术改造；水能资源利用；机电设备 文献标识码：A

中图分类号：TK730 文章编号：1009-2374（2015）15-0034-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.017

1 概述

水能是一种清洁、可再生能源，水能资源的开发对于振兴地方经济、提高人们生活质量水平具有非常重要的作用。中小型水电站是我国水电建设的重要组成部分，但是由于当时设备制造工艺水平以及设计水平的限制，再加上运行人员的技术水平相对较低，中小型水电站经过多年的运行，出现了许多安全隐患，为了保证中小型水电站能够安全、稳定地运行，亟需对水轮机进行技术改造。

2 中小型水电站水轮机运行中存在的问题

2.1 水轮机选型问题

中小型水电站早期建设中可供选择水轮机的型号相对较少，并且一些中小型水电站的管理人员也不重视水轮机的设计参数是否满足水电站的实际运行水平，这就导致一些水电站的额定转速或者水头选择不当、水轮机转轮直径不合适等，导致水轮机的性能参数和水电站的实际运行参数不相匹配，导致水轮机在实际运行过程中出现噪声较大、振动较大、耗水量多、运行效率低、发电损失大等问题，严重地影响了水轮机的使用寿命。

2.2 发电机和水轮机不配套

一些中小型水电站的水轮机输出功率超过了发电机的额定容量，导致形成了“大马拉小车”的现象，这样既增加了发电机的压力，也抑制了水轮机组的出力，影响水轮机和发电机的使用寿命，还有一些中小型水电站水轮机的出力小于发电机的额定容量，导致形成“小马拉大车”的现象，既增加了运行损耗，又浪费了设备

容量。

2.3 空蚀破坏严重和多泥沙水轮机磨损严重

根据不完全统计显示，我国中小型水电站中，约有30%左右的水轮机存在泥沙磨损以及空蚀问题，导致水轮机出现进水阀严重漏水，甚至还会出现无法正常停机和开机，部分水轮机的叶片出现断裂或者裂纹问题，影响水轮机的正常运转。

2.4 水轮机绝缘老化

一些中小型水电站的水轮机组由于长期运行，制造以及安装质量较差，转子、定子等出现绝缘老化严重问题，容易发生接地故障，影响水轮机组的正常运行。

2.5 保护装置落后，自动化水平相对较低

早期建设的中小型水电站，由于受到当时技术水平以及资金不足等限制，导致水轮机组在运行的过程中出现保护拒动或者误动问题，一些设备还会出现问题，严重地威胁水电站的安全运行，导致巨大的经济损失。

3 中小型水电站水轮机技术改造的方法分析

3.1 摸清状况，认真总结

一些中小型水电站在运营的过程中，积累和总结了许多运营与检修经验，但是由于人员变动或者资料管理不善等因素，导致水电站水轮机的设计图纸残缺不全，还有一些机组上的铭牌已丢失，再加上当时水轮机的制造水平相对较低，许多设备的水平不能够满足设计图纸的相关要求。因此，中小型水电站水轮机的技术改造工作，应该认真、全面地做好原始资料的搜集和分析工作，例如摸清水电站实际运行的机电设备的主要参数、弃水量、来水量、水头以及运行检修等的具体状况，通过认真总结之后，才能够对水轮机进行针对性的技术改造，并获得具有成效的改造成果。

3.2 新技术的应用

在技术改造的过程中应该采用动态特性分析技术和性能预估技术，在设计阶段全面地掌握设计水轮机的动态特性以及水力性能，及时、准确地对设计进行调整与修改。同时，采用模压成型技术、数控加工技术等，能够保证表面粗糙度以及叶片在型线等方面的质量，有效地避免人为因素导致加工质量不良问题的发生。

3.3 转轮设计参数的调整

根据水电站的实际运行状况与来水量降低额定水头，降低额定功率，选择适当的新型转轮以及参数，以此将水轮机调整至最佳状态，提高水轮机的运行效率，发电量也随之增加。通过对转轮的设计参数进行调整，例如增大设计流量、提高设计水头，然后在原流道的技术上进行转轮的专门设计，能够增加水轮机处理，提高水轮机效率，有效地提高顺轮机的综合水力性能。

3.4 转轮的技术改造

采用现代理论对原水轮机叶片的外形进行技术改造，以此实现水轮机水力性能的提高，例如在保证强度的前提下修整水边，这样能够有效地降低叶片出水边卡门涡形成的概率，有效地改善水轮机的运行质量；在叶片轮缘处增加抗空化裙边，能够有效的增强水轮机的抗空蚀性能。对于年久失修、部件损坏或者磨损严重、空蚀振动严重、出力下降的水电站，应该及时地更换新的水轮机；对于泥沙较多的水电站，必须根据过机含泥沙以及泥沙量的多少，选择抗磨性能好、抗腐蚀性能好的不锈钢转轮，这样能够有效地提高出力以及效率，同时还能延长水轮机的使用寿命，有效地提高水电站的综合经济效益和社会效益。此外，还应该开发和应用新转轮，采用多目标优化算法，采用多样化的优化方法综合考虑水轮机的压力脉动特性、空化特性、能量特性等，实现对水轮机的三维设计，该种根据水电站实际运行参数而进行的“量体裁衣”式的设计方式，能够显著地提高水轮机的出力效率、抗空化能力，显著的提高水轮机组的运行可靠性。

3.5 水轮机主要构件的技术改造

对于中小型水电站来说，水轮机主要构件的技术改造也是非常必要的，水轮机主要性能参数和电站实际运行参数不匹配、噪声大、振动大、空蚀严重、效率低、机组出力不满、温升高、水轮机处于非最优运行状况，通过对水电站水轮机的主要构件进行技术改造，能够显著地提高水轮机的运行参数，有效地提高水轮机的运行效率，提高水电站的发电量，增加水电站的综合效益。

3.6 水轮发电机组的改造

水轮发电机组的改造主要包括以下三个方面：其一，对于多泥沙的水电站，在进行水轮机组技术改造时，应该考虑水轮机的过机含沙量，并合理地改进导水叶型线，科学地增加导水叶分布图相对直径，降低以及均化导叶流速，然后采用耐磨的新材料和新工艺，这样能够保证水轮机的安全运行；其二，对于流量和水头比原设计降低的水电站，应该采用减容改造的方式，这样既能够降低额定输出功率，降低水轮机的额定水头，又能够将水轮机调整到较优或者最优的工况区，显著地提高运行效率，提高水电站的发电量；其三，对于流量和水头增加的水电站，应该采用增容改造的方式，根据水电站流量和水头增加的具体状况，增加额定输出功率和额定水头，这样能够有效地提高水轮机的实际运行效率，增加年发电量。

4 结语

通过对中小型水电站的实际运行状况进行分析，然后对水轮机进行技术改造，同时引进空化特性优良、能量指标先进、运行稳定性好的水轮机，能够显著地提高水轮机的运行效率，保证中小型水电站的运行经济性、合理性以及先进性，提高水电站的综合效益。

参考文献

[1] 余威.中小型水电站水轮机转轮改型设计的必要性和可行性[J].农家科技（下旬刊），2013，（5）.

[2] 朱长宏.中小型水电站水轮机技术改造探讨[J].中国科技纵横，2014，（19）.

[3] 李涛.基于CFD的轴流式水轮机增容防蚀改造的研究[D].西华大学，2013.

作者简介：熊光明（1981-），男，江西吉安人，江西省吉安市白云山水利水电管理局助理工程师，研究方向：水电站水轮发电机技术（机械方面）；李小江（1976-），男，江西吉安人，江西省吉安市白云山水利水电管理局维修站副站长，助理工程师，研究方向：水电站水轮发电机技术（机械

方面）。

解析小型水电站设计的设备配置 篇12

1 选择水轮机组水

水轮机能够将能源进行转化, 其中, 在水流动产生的动能和势能在水轮机的转换下能为可利用的电能。在水轮机的选择中, 选择是否合理对于系统的运行速度与安全有着重要的联系, 合理的选择能够为水电站提供质量与安全保证, 因此必须重视水轮机组的选择。a.选择机组的台数。在机组数量的选择上, 需要根据工程整体运行情况进行选择, 对于上游水资源的多好以及库存水量的多少选择, 还要注意工程的造价以及各项费用的具体情况来选择, 在保证工程建设的经济效益与合理的管理的基础上进行选择, 最后需要明确的是对于机组本身的配件设备的质量, 并且保证维修工作简易化的情况下进行选择。b.选择水轮机组。40m以下低水头可选择轴流式、定桨式, 适用于平地河道上, 水轮机桨叶固定在转轮体上, 当水头及负荷变化时, 桨叶不能完全适应水流情况, 因此平均效率较低, 只适用于水头负荷变化不大的水电站。在水轮机组信号的选择过程中还需要注意的是生产商以及其技术与质量水平的掌握, 确保水轮机组的质量与稳定效果, 最好处于水轮机运转特性曲线图的高效区。水头的变化如果超过了水表的范围, 就会造成严重的水轮机汽蚀和振动, 使水轮机的寿命与使用效率大大降低, 因此, 水头的波动范围必须在水轮机性能表的水头波动范围之内。c.确定机组安装的高程。30~450m的水头, 在水轮机安装过程中, 需要保证其高度在水轮机规定的高度范围之内, 避免造成对于发电机的破坏。依据机组高度的计算公式有以下2种机组的安装高度:立式机组:荦安=Z下+hs-荦/900卧式机组:荦安=Z下+hs-荦/900-D/2式中, Z下为尾水渠最低水位 (m) ;hs为水轮机理论吸出高度 (m) , 通过查水轮机应用范围图及hs=f (H) 曲线可得出;D为水轮机转轮直径 (m) ;荦为水电站厂房所在地的海拔高程 (m) 。为了消除或减轻水轮机汽蚀, 可将计算出的荦安降低0.2~0.3m确定安装高程。

2 拟定电气的主接线

在考虑水电站的运作与管理的情况下, 应该选取相应的装机数量, 由于水电站配备人员不具备专业的技术水平与能力, 缺乏对于机器的维修与保障技术等现象, 避免由于台数多造成的管理困难、操作复杂的现象。

3 同期装置及电气测量

利用微机自动准同期装置是实现小型电站中同步发电机快速并网的最优控制手段, 也是节约机组并网前空载能耗、机组故障时快速投入备用机组、保证系统安全稳定运行的重要保障。并入电网运行的小型水电站电气监视和测量范围包括:

三相交流电流、三相交流电压、使用换相断路器和单只电压表测量三相电压、有功功率、功率因数、频率、有功电能、无功电能、励磁电流和励磁电压等。为了方便电气测量值的获取, 其中电机的测量、监视表计、断路器、互感器和保护装置等要装在控制屏上;为了优化电气测量部分的控制及操作, 发电机控制屏、电网的表计、断路器、同期装置等也应安装在同屏总屏上。

4 保护装置

设计小型水电站主保护装置的配置应在满足继电保护基本要求的前提下, 力求简单可行、维护检修方便、造价低及运行人员容易掌握等。a.保护过电流。如果1台机组750k W以下, 最好采用自动空气断路器的过电流脱扣器作过流、短路保护, 自动空气断路器的动作整定值可以通过调整衔铁弹簧拉力来整定, 整定值一般为发电机额定电流的1.35~1.7倍。b.保护欠压。利用电压过低产生断路现象来保护系统的安全。发生停电情况时, 电线中电量的符合超过发电机的容量, 会使电压降低, 电压降低的情况下造成空气开关断路, 因此做到对于系统的保护。c.保护水阻飞逸。当发电机因某种原因, 机组转速会迅速升高, 这种现象叫飞逸。水阻器采用角钢或钢板制成三相星型、三角型均可。对于单机125k W及以下的电站, 以长为机组台数× (0.7~1) m、宽为 (0.7~1) m、深为0.6~0.8m为宜, 与此同时, 需要注意的是电机组的电容量, 并且保证在最快时间内进行操作, 避免池中的水由于电量过大被煮沸的现象, 应该在检查水阻负荷时, 在水中逐渐添加水阻剂, 在进行检查吗, 保证水量达到需要值。d.变压器的防雷措施。变压器上有可能出现正、逆变换波的过电压, 为确保防止雷击线路和变压器, 对于Y/Y、Y/Y0接线的变压器, 均应在其高低压侧各装设1组3只阀型避雷FS-10和FS-0.38。e.保护变压器短路、过载。变压器高压侧采用跌落式熔断器 (或SN10-10型少油断路器) 作过载、短路保护。

5 结论

小型水电站的发展关系着我国各项经济的发展, 是我国能源开发的主要途径, 小型水电站一般建设在山区情况较多, 为山区经济的发展带来了不可小觑的影响, 同时, 经小型水电站开发的能源的利用, 使各个区域加强联系, 改善经济薄弱的农村及偏远地区的经济状况, 同时, 小型水电站的开发, 为人类生产生活提供源源不断的能源, 使各项产业实现转化, 利用产业优势带动我国其他产业, 促进共同发展, 利于我国的全面发展。经上诉分析, 针对小型水电站的设计的设备配备的分析, 按照各个阶段、各项要求的原则下, 以及在保证小型水电站的运行与经济效益的情况下进行小型水电站各个部分的组装及配备, 能够提高小型水电站的质量、经济效益、高效性, 满足我国对于能源的需求。

摘要：我国在发展重工业的前提下需要能源的支持, 目前, 能源面临着缺乏现象严重的问题, 能源的可再生利用成为我国目前的主要任务。小型水电站能够利用水资源进行发电, 为人类提供既环保又丰富的电能。目前, 我国小型水电站渐渐成为我国发展较快且利用率较大的产业, 利用小型水电站提供的能源, 将能源输送到各个地区, 为一些能源缺乏地区提供电能, 实现了农村、乡镇等偏远地区的能源利用, 也加快了各地区之间的联系。我国将近30%以上的地区使用小型水电站开发新能源, 全国大范围的使用, 大大降低了我国能源的消耗, 弥补了能源短缺一现象, 为人类生产生活提供了环保的能源。我国对于能源的需求量逐渐增多, 给小型水电站的建设提出了新的课题与挑战。

关键词：能源,小型水电站,设计,设备

参考文献

[1]王瑞荣.水电站电气系统自动化设计应用[J].黑龙江水利科技, 2014 (7) .