加强设备升级改造消除隐患提高效益

2015-05-24高正廉张晓华

小水电 2015年1期

关键词：桃林水电厂调速器

史辉，高正廉，徐霞，张晓华

加强设备升级改造消除隐患提高效益

史辉，高正廉，徐霞，张晓华

（桃林口水库管理局，河北卢龙066400）

良好的设备状况是水电站安全运行、发挥工程效益的基础，尤其是老旧设备进行必要升级改造对提高设备的安全可靠运行尤为重要。结合桃林口水库水电厂实际情况对设备升级改造和效益情况进行了分析。表1个。

水电站；升级改造；安全生产；运行效益

1 概述

桃林口水电厂总装机容量2×10MW，两机一变，110kV出线一回，1998年底并网投运。由于当时处于自动化技术应用于小水电的初期，大部分设备只是在常规设备上简单加装了自动化设备，利用常规继电器实现控制，元器件繁多，造成投运后不久，执行元件出现故障使自动化元件不能执行被迫退出运行等问题。另外，近年来计算机的普及应用，很多设备都利用计算机进行控制，原型产品已被市场淘汰，导致一些元器件无法更新，缺陷得不到及时修复。桃林口水电厂的调速器、励磁装置和保护装置先后出现多起故障，造成事故停机，直接影响到设备的正常运行。本着技术先进、安全可靠、灵敏高效的理念，在经过广泛调研论证后，决定采用成熟可靠的自动化技术，从2007年到2009年对调速器、励磁装置和保护装置等主要辅机设备进行升级改造。这些改造项目的实施，在保证安全生产的同时，对全面提高水库工程的综合效益起到了重要作用。

2 设备的升级改造

本次设备改造经多方调研考察，优先考虑技术成熟、设备过关、广泛应用且反映良好的装置，采用了目前通用的通信接口为以后微机监控设备改造留有余地。设备改造全部由运行人员完成，提高了设备的可靠性，减短了熟悉设备的时间，同时锻炼了队伍，节省了资金。

2.1 调速器升级改造

桃林口水电厂原调速器为电气液压调速器，其控制部分由电液转换器、辅助配压阀、缓冲器、主配压阀等构成，结构较复杂，油质要求高。在运行中，存在电液转换器卡阻造成溜负荷、测频精度差、调试维护困难等缺陷。电气部分采用模拟电子调节器，抗干扰性能差，时常出现误动作。由于北方水库水头变化大，原调速器开度、开限值出厂时固化在芯片内无法根据水头变化及时进行调整，水头变化时无法自动开、停机，达不到自动化要求。针对上述情况升级改造后，采用微机控制数字阀式调速器，结构简单，密封性能好，对油质要求不高，油泵启动次数较少。电气部分采用计算机程序控制，安全性能提高，参数可根据水头变化进行调节，运行安全可靠，达到了自动化的要求。

2.2 励磁装置升级改造

桃林口水电厂原励磁装置是模拟型晶闸管自并激静止励磁装置，其核心是由大量集成块和分立元件构成的自动电压调节器。长期运行中存在部分元器件特性发生变化，造成特性不稳定调节性能变差的情况，故障原因查找困难，调试检修复杂。后期买不到功能插件等备件，设备得不到及时更新维护，给安全运行带来很大隐患。改造后的新励磁装置采用Windows人机界面，具有AVR双通道自动互相切换（如有两个通道故障，AVR将切到手动控制通道）［1］，具有实时参数查询修改、故障录波及通讯功能，装置自身还有起励回路保护、误强励保护、误强减保护、过励和欠励限制等保护。改造后的励磁装置运行可靠，保证了发电生产的连续进行。

2.3 保护装置升级改造

桃林口水电厂原保护装置为单板机型微机保护装置，由差动保护、复压过流保护、失磁保护等多套保护组成，每一套保护都是由一个或几个独立的功能插件组成，曾多次出现过插件损坏、保护误动或拒动等故障，且试验不合格，动作不可靠，不能满足运行要求［2］。由于是已淘汰技术，买不到插件，不能及时更换，保护装置误动作造成了多起机组事故停机，严重影响发电运行安全和经济效益，已经到了不改造不行的地步。新的保护装置采用了技术比较成熟的NSC551微机型发电机保护装置和NSC520微机型变压器保护装置，其核心部件为高性能、大容量的32位主处理器CPU，负责大量的数据和故障判断处理。各单元输入、输出与电源等均相互独立，互不影响，装置软硬件成熟、稳定。目前发电机、变压器保护装置运行稳定，动作可靠，没有误动作和设备故障记录。

3 经济效益分析

桃林口水电厂设备全面升级改造后，设备运行稳定，为桃林口水库工程实现供水发电效益的双丰收奠定了坚实的基础。尤其是2012年水库遭遇10年一遇较大洪水的考验，电站设备首次长时间经历设计条件下满负荷运行，未出现一次事故停机，机组始终保持良好的运行状态，全年发电近7500万kW・h，超过设计发电量（6280万kW・h），达到历史最高，为提高水库在丰水年的综合运行效益发挥了决定作用（见表1）。