探析水电站电气一次系统技术改造

张成平

摘要：现阶段，伴随着社会经济的快速发展，水电站进程逐渐加快。在水电站中，由于水力发电自身具备发电成本低、效率高、不经常收到外界因素影响的特点，其在我国电力能源结构中起到了十分重要的作用。一次系统是电力系统的核心，对于一次接线设计以及电气设备的选择，都和一次系统性能的发挥有着直接的联系。但是，从水电站实际运行情况来看，由于运行时间比较长，机组效率出现了一定的下降现象，因此，对小水电站一次系统实施技术改造工作是很有必要的，对于电气运行和维护人员而言，必须加大对水电站电气设备的维护力度，明确存在的故障问题，加以排除，将电气设备的使用性能发挥到最大。

关键词：水电站；电气一次系统；技术改造

在水电站设计期间，国家制定了严格的规定，明确要求水电站必须按照要求实施设计工作，在这一阶段中，对于电气主接线的设计是很重要的一项工作，因此，需要从水电站实际运行情况入手，选择与之相符的电气设备来开展优化处理工作，在此基础上确保水电站可以安全稳定的运行。在本文中，重点论述了水电站中的电气改造技术。

1、水电站案例

在某水电站运行中，其装机容量为2x15mw，电站内没有自供负荷区，所有发电全部上网，然后送入系统最大容量是30mw。从当前情况来看，运行期间，要从电压输出等级为110KV、两回110KV输电线路上网等环节入手，在此环节内，一回作为备用出现使用，另一回则接到110KV变电站上网，输送距离大约为15km。从实际情况来看，这一类型的水电站属于坝后式小型水电站的一种，它产生的功能为发电，在电站运营期间，主要遵循无人值班、少人值守的原则。

2、水电站电气一次系统的论述

2.1对于水电站电气接线的分析

所谓电气接线，主要包含两种接线方式，分别为一次接线以及二次接线。发电厂主接线主要包含发电机、变压器、隔离开关以及母线等，通过将这些线路有效连接在一起，以此实现发电厂的安全、稳定运行。在发电厂中，一次接线是重要的一部分，它是核心内容，对于发电厂技术、经济指标有着决定性影响，在设计期间，遵循的原则是水电站电气系统产生的性能，并且从动能特点、水文气象以及地质地形的具体运行条件等因素去考虑。

2.2电气一次接线方式

在电气一次接线的时候，一般是根据水电站以及电力系统实际运行和应用情况入手，然后确定出来的。10～110kv的接线方式包含无汇流母线的接线方式和有汇流母线的连接方式，其中，无汇流母线的接线形式包含桥形接线、多角形接线等，而有汇流母线的接线方式则包含单母线、中母线分段以及双母线等。

2.3发电机和主变压器的连接形式

一般情况下来看，发电机和主变压器的连接方式包含多种类型，首先，从单元接线入手，它是将一台机组和一台主变压器连接在一起，其次，扩大单元接线，这一方式是两台或者两台以上的机组和变压器相互连接。最后，联合单元接线，此种方式为两组单元接线联合。在连接期间，为了提升發电机连接线出口的稳定性，可以将断路器安装到发电机出口接线中。与此同时，要想防止发电机受到强电的影响，可是借助变压器的接地功能来实施发电机接地工作，中间则是离相封闭母线等将发电机和变压器连接在一起。

3、在对水电站电气一次系统技术进行改造时应当遵循的原则

对于水电站电气改造而言，一般是在遵循相关操作规范要求的基础上，从水电站实际运行情况去考虑，进而以减少工期和成本来提升经济效益，实现其稳定运行的目的。

3.1可行性原则

在水电站电气改造期间，时长受到一些因素的影响，因此，在改造期间，要从水电站实际运行情况合理化的展开设计，与此同时，制定的设计方案要满足国家规定需求。

3.2科学性原则

在遵循上述原则的基础上引进新型技术、先进设备等，以此解决原来水电站存在的一些问题。

3.3经济性原则

针对一次性投资的设备，比如隔离开关、断路器等，要节省相关的设置，保持主接线的简单性。对主变形式进行选择的时候，应当合理的实施，以此保证系统安全稳定的运行。

4、水电站电气一次系统技术改造的相关内容

对水电站电气进行一次改造的时候，主要包含以下几个要点：合理改进原有的主接线方案，对主接线方案进行整顿的依据是厂用电引进接以及接线方式。一般情况下，对于新型的替换产品而言，要和原有电气设备的实际情况相符合。

①合理的选择主变压器；对于多个主变压器容量、抗阻率等，要相互接近或者一致，以此确保并列使用，并且，还要选择新材料以及新工艺制造出来的主变压器，以此减少空载损耗或者短路损耗情况的发生。比如，当之前原有的变压器容量满足需求时，可以使用技术改造的方式，将其整改成节能型变压器。

②把高压开关设备更换掉；以往的固定式开关柜安全性不高，可以将其淘汰掉，然后选择性能良好、质量高的新型开关柜，这一开关柜具备较高的特点，可靠性和体积小、但是成本较高。

③厂用电设计；根据水电站实际运行情况来选择厂用变压器，一般情况下，选择的常用变压器自身具备保护外壳以及温控装备，它可以从一定程度上满足自动压降或者运行荷载情况。通常来说，设有自动投入装置或者备用电源来提升设备的性能，使其安全稳定的运行。

④更换低压交、直流电源设备以及厂用变出现断路器等，合理的进行选择，与此同时，还要在各个主厂房内引进检修配电箱和动力配电箱。

在之前原有的水电站运行期间，经常使用铅酸蓄电池组，一般来说，是将这种电池组当做直流电源使用，但是其具备占地面积大的特征。对此，在对电气进行改造的过程中，可以使用免维护蓄电池柜将其替换下来，减少事故问题的出现。

针对一般的水电站电气改造工作，通常是对设备以及主接线方案进行改进，在此过程中，要保持电站整体布置方案、配电装置通道、各级电压进出线方向以及结构等方面的一致性。不可以过度的对站内照明、过电压保护和接地情况进行改造。另外，可以使用性能良好的氧化锌避雷器来更替以往的阀型避雷器，氧化锌避雷器自身具备良好的优势，比如体积较小、残压低以及性能高等一系列优点。

5、水电站电气改造的重要性

在水电站经过长时间的运行之后，相关的电气设备救护逐渐呈现老化状态，这种现象无法有效保障供电的可靠性，使得发电效益得不到提高，因此，在水电站运行期间，对水电站电气实施改造工作是很重要的，其中，改造的重要性表现在以下几点：

①在有的发电器建成之后，投入的主变压器型号、容量以及性能之间存在着很大的差异性，无法满足现有的运行需求。

②在母线工作过程中，一般是满载流量和过载流量，但是稳定性不高，安全性差。

③一般情况下，是将油断路器当成断路器，但是，伴随着时间的推移和使用年限的增加，经常出现短路、老化严重以及变形等较多的问题，与此同时，和它配套的操作机构是电磁式的一种，性能比较的差，配件落后等。

④现有的配电型号混乱，经常出现连接电缆混乱情况，这从一定程度上影响了运行和维护工作的实施的开展。

6、结语：

现阶段，对新型设备和技术实施相关的改造工作，具有十分重要的作用，在这一过程中，不仅可以有效增强设备的整体性能，与此同时，还可以避免设备出现大量的损耗，降低了设备发生故障的机率，从一定程度上减少了运行期间不安全因素的出现，实现了经济效益的提升。从中看出，加强对水电站电气一次系统技术改造是非常具有现实意义的。

参考文献：

[1]刘峰.浅析水电站电气二次设备技术改造[J].建筑工程技术与设计.2017.

[2]张璐.浅谈水电站电气二次设备技术改造[J].科技创新与应用.2017.

[3]王文鹏.水电站电气二次设备技术改造分析[J].经验交流.2017.