增效扩容电气设计问题在小型水电站中的探讨

董川

【摘 要】随着我国经济的不断发展，对电力的需求也是越来越大，在南方主要是以水电站发电为主，为了有效补充电力，增强水电站的发电能力，小型水电站现多采用增效扩容的方法来增加小姓水电站发电容量，同时增强小型水电站的运行稳定性。本文主要对小型水电站中增效扩容改造里的电气设计问题进行了分析探讨，以期能够帮助解决小型水电站在扩容过程中与电气设备不能相适应的问题。

【关键词】增效扩容 电气设计 水电站

随着我国水电站的不断发展，各种各样的小型水电站不断出现，其中有很多小型水电站的年月已久，其中的各项设备和设施均已出现老化现象，导致发电能效也在逐渐下降，为了有效提高这些水电站的发电效率，必须对这些老旧的水电站进行增效扩容的改造，不仅能够提高水电站的发电效率，而且还能够节约资源，避免浪费。

1 水轮机的改造

需要增效扩容的水电站大多是在上个世纪建设的，当时的技术和设备水平比较落后，经过这么多年的运行之后，发电机难免会出现相应的问题，因而在进行增效扩容改造过程中应该先对水电站的水轮发电机进行改造，认真分析发电机中存在的问题，然后根据发电机的情况来针对性进行改造。具体来说可以分析一下几种情况：一是发电机设备零件都存在一定损害，且老化严重，则需要进行整体更换。由于整体更换一次投入较大，因而技术人员应该先到水电站发电机的现场了解水轮发电机在水电站中的运行情况，对发电机中的各个零件和部位进行全面检测，确定是否需要整体进行更换，如需要进行更换，技术人员则应该根据当前的扩容需要来进行发电机的设计，同时还要在不改动埋件的情况下来进行制造和安装，这样才能使发电机既满足扩容的需要，又能够满足小型水电站的发电需求，在不改动其他组件的情况下对发电机进行改造；二是如果发电机部分组件出现问题，可对部分组件进行改造来达到增效扩容的目的。这里以通风冷却系统改造为例，早期的通风冷却系统由于技术水平有限，在实际运行过程中存在很多问题，包括噪音大、散热效果较差和运行效率低等问题，长期运行之后系统的冷却效果跟不上，导致机组运行温度一直降不下来，这时就应该给予更换，并根据扩容原则来对冷却容量进行计算。同时对于很多南方小型水电站来说，之前多是采用通风管冷却的形式，这种在机组停止运行时，南方的潮湿空气会对机组产生一定的侵蚀，影响机组的运行效率，在进行扩容改造过程中可以将原来的通风道封堵，安装冷却器进行冷却散热，这样能够明显减少外界环境对机组的影响，保证机组运行的稳定性。

2 电气线路设计的改造

2.1 主接线改造

由于进行改造的水电站运行时间过长，使得技术人员进行扩容改造时不能对系统连接地点和送出工程进行改动，因而在扩容过程中对于接线方案的确定就非常重要。在进行扩容改造过程中，技术人员可以保留原来的主接线方案，然后根据当前扩容的需求来对短路电流和现行规范进行计算，对机组容量进行复核。如果存在改变原有设计的水电站，使得现有接线方式不合理，这需要技术人员主接线方案进行重新设计和优化，设计的基本原则是要坚持接入系统点和送出电压等级不能改变，一旦改变的接入系统和送出系统就不能与接线方式所匹配，会影响整个系统的正常运行，就需要投入更多的资金来对送出工程和接入系统进行改造，从而造成资源的浪费。

2.2 短路电流

小型水电站的电力系统随着时间的推移，其容量也在不断的增大过程中，在对水电站进行扩容改造过程中，需要对发电机进行改造，在改造完成后，电气设备的参数也会发生相应变化，因而需要对系统中的短路电流重新进行计算，一是使短路电流满足电力系统的参数设置，二是也能够根据短路电流计算的结果来对电气设备进行复核，并可根据短路电流来选择相应的电气设备。

2.3 接地系统的改造

在对小型水电站进行扩容改造过程中，由于对发电机、主接线和电气设备进行了重新改造，就使得之前的接地系统可能会出现不符合电力系统要求的情况，这时就需要技术人员对接地系统设计进行检查，对接地系统进行重新的设计，让接地系统能够满足电网中各种设置对接地网的要求，有效保护改造之后的电网和电气设备，提高水电站运行的安全性。

3 结语

在小型水电站增效扩容改造过程中，电气设计中的发电机、设备和水轮机改造都应该加以重视，深入分析这些设备当前存在的问题，并针对性提出相应的改造方案，这样才能保证整个水电站中的各项设备都能够协调运作，保证小型水电站的改造成功，提高小型水电站的经济效益。

参考文献：

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[2]穆建军.小型水电站增效扩容电气设计问题探讨[J].中国水能及电气化，2012（09）.

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