小水电自动化设备运行现状及对策

蒂文

（湖南省水府庙水电站 湖南省湘乡市 411424）

小水电自动化设备运行现状及对策

蒂文

（湖南省水府庙水电站 湖南省湘乡市 411424）

随着水利事业的不断发展，小水电自动化设备在水电站中的应用越来越广泛，小水电自动化设备的应用不仅提高了水电站运行的稳定性，也大大提高了水电站的经济效益，目前一些水电站中普遍存在着小水电自动化设备的运行问题。本文将以水府庙水电站为例，对小水电自动化设备的运行现状作出分析，并提出相应的运行对策。

小水电；自动化设备；运行现状；对策

单站容量在25000kW以下的水电站为小型水电站，我国的小水电分布广泛，是水利工程中的一种重要水力资源设施，其具有分散性、对生态环境负影响小、简单性、地区特征鲜明、标准化、造价低等特点。其中水府庙水电站位于湘江一级支流涟水的中上游，临近双峰、湘乡、娄底三县（市），坐落于湘潭棋梓溪口，水库控制流域面积达3160km2，总库容5.6亿m3，库面面积44.3km2，电站装机容量为10250kW，多年平均发电量1.09亿kW·h，是集灌溉、防洪、发电、供水、养殖等于一身的不完全季调节水利工程[1]。

1 小水电自动化设备运行现状

1.1 发电机励磁系统运行现状

水府庙水电站采用型号为SF8200-36/4500的发电机。发电机数量为4台，发电机标准为GB/T7894-2001，另外2个主变压器，额定电压分别为11万V和3.5万V。

水府庙电站的励磁系统主要采用了由碳刷、滑环、磁场变阻器、励磁调节器和直流励磁机等组成的直流励磁系统，励磁机保持与发电机同轴，而励磁绕组获得励磁电流由滑环和碳刷完成，励磁电流可通过励磁调节器进行调节，调节方式主要是基于机端偏差电压进行自动调节[2]。

1.2 水轮机运行现状

水府庙的水轮机采用了型号为HLJF3920A-LH-230的水轮机，在效率、空化、稳定性等方面具有较好的性能，解决了以往效率偏低、空化性能差、单位流量偏低的问题，但随着水轮机的常年运行，机组的过流部件磨损严重，极大地影响了水轮机的水力性能。

1.3 微机自动化监控系统运行现状

微机自动化监控系统由集中监控系统、分散式监控系统、分层分布监控系统三部分组成。微机自动化监控系统具有机组自动开机（图1）和停机（图2）、检测机组运行状态、机械与电气保护、采集处理设备数据、自动调节有功无功、机组过流保护低频（高频）保护机组过负荷保护过速保护、自动记录打印运行参数等功能，但目前一些小水电站的微机自动化监控系统并不能实现自动监控的全部功能，仍不能做到自动电压控制、自动发电控制等[3]。

图1 #4机组自动开机流程图

2 小水电自动化设备运行中存在的问题

2.1 设备元件无法与系统兼容

一些小水电站选择的设备装机容量与单机容量相差较大，自动化程度低，无法与机组兼容；此外小水电站采用的调速器、励磁装置与微机监控系统的接口不兼容，导致设备无法接入监控系统；而手动操作设备的自动化配备、底层设备信息传输、辅助系统的自动监控同样存在一定的问题。

图2 #4机组自动停机流程图

2.2 设备可靠性低

一些小水电站的自动化设备和元件容易发生故障，一旦出现故障，维修和更换不及时将严重影响发电机组的正常运行，如该水电站有次出现了机组频发震动摆渡过高信号的问题，工作人员对机组上导、下导和水导进行检查，经发现机组震动摆渡不符合设计实际要求。

2.3 运行人员技术水平偏低

一些小水电站普遍存在运行人员或设备维护人员技术水平偏低的问题，自动化设备的运行较复杂，对运行人员的操作能力有较高的要求，如果运行人员没有熟练掌握操作技巧，很可能出现操作不当的问题，影响设备的正常运行。

2.4 自动化程序存在缺陷

该水电站的一次机组停机操作过程中，工作人员输入停机指令以后，停机程序没有正确执行，而是跳过了自动减负荷，直接跳了发电机出口断路器，引发机组电气过速保护动作，过速140%，频率70Hz，造成机组快速闸门自动关闭，造成事故停机（一类障碍），地调所对此进行严肃批评并按要求罚款，给我站造成了额外的检修任务以及预算外的经济损失。

3 小水电自动化设备运行对策

3.1 自动化设备的正确选型

自动化设备的选型应遵循实用、经济、简单的原则，选择时应注重设备的适用性，比如调速器的选择应适用于该水电站机组，保证调速器能够正常工作，避免在紧急情况下失去链接，发电机出口断路器的选择应遵循最高的经济性，节省投资、可靠安全的机械和电气性能、较长的机械和电气操作寿命的原则，保证其具备多相短路非对称开断能力。

3.2 优化自动化程序

自动化程序本身存在的缺陷极易导致命令操作的错误执行，为此就需要对自动化程序进行优化，有专业的程序编辑人员对自动化程序进行运行测评，对于其中存在的问题，应及时纠正，如有必要应重新进行编程，对自动化设备进行升级，保证自动化设备正常高效的运行。

3.3 加强对小水电站工作人员的培训力度

工作人员运行操作水平的提高是保证水电站自动化设备正常运行的前提，为此就需要加强对相关设备运行人员的专业培训力度，根据不同设备的性能及操作方法制定与之相应的培训计划，编写设备维修说明书及使用说明书，定期对工作人员进行专业知识及相关技术的培训，提高工作人员的知识技术水平，保证设备安全稳定运行。

3.4 完善设备管理制度，做好设备的维修保养工作

建立健全设备管理机制，在自动化设备运行期间，加强对设备的日常检测，对运行期间所采集的数据进行整理。

4 结束语

综上所述，小型水电站凭借其简单性、经济性、高效益的优势逐渐成为水利设施中不可缺少的一部分。目前，虽然小水电设备的自动化技术越来越成熟，但自动化设备的运行仍存在着一些问题，在设备运行期间，为避免设备故障及安全事故的发生，就要采取相应的措施，正确选择自动化设备，保证设备基本性能的同时，提高设备兼容性，不断提高工作人员技术水平，保障自动化设备的安全稳定运行，确保水电站功能的正常发挥。

[1]瞿仕强.分析农村小水电自动化设备运行现状与策略[J].科技展望，2015（26）：127.

[2]李永丽.浅谈农村小水电自动化设备运行现状及策略[J].电子世界，2014（16）：321+322.

[3]白红然.石家庄市小水电站现状与技术改造浅析[J].小水电，2015（1）：51～52.

TV736

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1004-7344（2016）25-0128-02

2016-8-16

蒂文（1988-），男，湖南湘乡人，助理工程师，本科，从事水电站电力系统自动化工作。