小黄旗水电站增效扩容效益分析

□李静瑜

隆化县小黄旗水电站技改被国家列为“十二五”期间增效扩容改造项目，本次改造是在保证安全运行的基础上，提高电站主要机电设备的完好率，提高电站水能的有效利用率，提高电站机电设备的现代化水平；小黄旗水电站通过增效扩容改造后综合效率提高26.8%，年发电量提高28.75%，增效效果显著。

1.小黄旗水电站存在问题及增效扩容改造情况

1.1 小黄旗水电站存在问题

小黄旗水电站位于滦河干流上，于1983年开始兴建，1986年投产发电，设计水头 6m，设计流量 10.0m3/s，装机2×200kW，多年平均设计年发电量180.75万kW·h，年利用小时4519h，发电运行至今已近26年，由于缺乏更新改造资金，以致电站水机设备磨蚀，电气设备老化，机组效率严重下降，严重威胁电站的安全运行；现在两台机组在130～170kW左右负荷下运行，出力下降15～35%，因此，对其进行技术改造势在必行。

水轮机组的转轮汽蚀磨损严重，转轮有多个叶片形成大面积的蜂窝及孔洞，甚至有的叶片根部产生裂纹，振动和响声明显加大，虽经多次维修，发电机在设计水头下仍无法恢复原来的出力，出力呈现逐年下降的趋势。

主变压器是按64标准生产的SJ1型铝芯变压器现早已淘汰，噪音大，损耗大，发热严重。低压配电盘型号为BSL型，现在早已淘汰，各种电气元件绝缘老化，在市场上已无法买到；对于励磁装置为广东兴宁电器厂生产的TKL-11型，运行不稳定，经常失控，现在厂家早已不存在；一次设备断路器仍沿用原设计的DW10空气开关，经常出故障，不是发热就是合不上闸，直接影响经济效益和安全；而二次设备仍延用原设计的常规电磁式控制设备，继电保护整定不准确，误动和拒动时有发生。

1.2 小黄旗水电站改造内容

首先要更新水轮机，水轮机原有机型ZD760-LMY-100已被国家淘汰，现更新为 ZDJP502-LMY-100+20°型；其次对主变压器进行更新，主变压器将原来的SJ1-500/11型更新为S11-500/10型，其空载损耗和短路损耗大大降低；而励磁装置将原TKL-11型更新为河北工业大学生产的BLZ-8型；将常规的继电器型保护更新为新型的NR-630微电脑保护，将陈旧的铝芯主电缆更新为YJV22铜电缆。

1.3 小黄旗水电站改造效果

隆化县小黄旗水电站增效扩容改造工程2014年1月开工，同年6月按照批复的建设内容和标准全部完成，2014年 6月8日8时一号机组实现满负荷200KW；10时停一号机,开二号机带满负荷200KW,16时同时开两台机组带满载，分别对机组的单机效率及综合效率进行了测试、计算、评估、分析，全部过程分为以下两种情况；对于1号机组的综合效率来看，2014年6月8日8时1号机组带满负荷200KW运行，此时机组开度90%，测得尾水水位与前池水位之差为6.68m，减去0.42m水头损失，净水头为6.26m，测得流量4.00m3/s，根据公式：

而相对于2号机组综合效率，2014年6月8日10时2号机组带满负荷200KW运行，此时机组开度89%，测得尾水水位与前池水位之差为6.70m，减去0.42m水头损失，净水头为6.28m，测得流量3.98m3/s，根据公式：

2.小黄旗水电站增效扩容后的综合效率及效益分析

2.1 改造后电站满发综合效率

2014年 6月 8日 14时 1、2号机组带满负荷400KW运行，此时1号机组机组开度92%，2号机组机组开度93%，测得尾水水位与前池水位之差为6.53m，减去0.52m水头损失，净水头为6.01m，测得流量8.36m3/s，根据公式：

2.2 改造后机组电站综合效率增加值

《隆化县小黄旗水电站增效扩容改造工程初步设计报告》利用近3年（2006年、2007年、2008年） 的发电资料推出电站综合效率仅为55.37%，因此1号机组效率增加值η增加=η现综合-η原综合=0.814-0.5537=0.2603（25.63%）；2号机组效率增加值 η增加=η 现综合-η原综合=0.816-0.5537=0.2623（25.63%），改造后电站满发综合效率增加值 η增加=η现综合-η原=0.8116-0.5537=0.268（26.8%）

2.3 按发电量计算电站增效情况

《隆化县小黄旗水电站增效扩容改造工程初步设计报告》利用近3年（2006 年、2007 年、2008 年） 共发电261.42万 kwh，平均 87.14万 kwh,根据这3年的运行记录，通过计算，由于机电设备陈旧，绝缘老化，增加的检修的时间所耽误的发电量约为3.12%，因此改造后2006年、2007年、2008年共发电应为 261.42×(3.12%+25.63%)=336.58万 kwh， 平均 112.19万 kwh,增加幅度为28.75%。

3.小黄旗水电站增效扩容后的运行建设分析

隆化县小黄旗水电站增效扩容改造后机组综合效率和多年发电量均有增加，主要由于此次改造重新确定了设计水头，更换了新型水轮机，使水轮机在高效区的正常运行；重新设计水头后，机组满负荷发电所需流量降低（改造前满负荷运行单机流量5.0m3/s，改造后单机满负荷所需流量仅为4.19m3/s）减少了用水量，提高了发电量。对定、转子绕组进行了彻底的吹扫和擦拭，改善了定、转子的散热情况，确保机组温度正常，提高了发电机效率；更新了电气一、二次设备提高设备完好率，降低了故障率，间接地提高了电站的经济效益。□