小水电增效扩容自动化改造常见问题

文/高新国，永州市金洞场油榨铺电站

1 引言

在我国水力发电领域，小型水电站是其主要组成部分，在河流蕴藏量较低的分支河流、小型河流发电工作中发挥重要作用，在我国水力发电总体发电量中占据较大比重。我国小型水电站大多建设于上世纪，受限于当时的经济技术水平，目前大多小型水电站都存在一定的设备设施陈旧、技术条件欠缺、效率逐年递减及安全隐患日益突出等问题。为此，我国“十三五”规划针对农村中小型水电站存在问题提出增效扩容改建水电站的各项政策，将改造范围扩大至包括2000年及以前投产水电站，其目的就是通过增效扩容改造，提高可再生能源供给水平，保障河道生态流量，消除电站安全隐患，提升水库防洪、灌溉、供水能力。

2 水电站增效扩容改造目标

2.1 环境目标

水电站改造后，减少有害气体排放量，提升空气质量，改善生态环境，避免对河流生物生存产生不良影响，满足我国主张的绿色环保发展观。

2.2 社会目标

水电站改造最主要的目标就是为了满足广大群众对水电资源的需求，让更多的民众受益，因此，增效扩充改造后应提升水电站的防洪抗旱效果，提高水电站的灌溉能力。

2.3 技术目标

建筑与结构满足水电站的基本运行要求。为了满足水电站的现代化发展目标，增效扩充改造需要提升发电机组的技术先进性，如发电机组效率与设备完善率分别需要控制在86%、98%以上。其次，利用科学的改造技术，降低运行成本。

2.4 经济目标

在对水电站原有发电能力巩固的基础上，利用改造技术达到增效与扩容的目标，通过对现阶段的水电经营实际情况加以分析，在此基础上制定针对性的改善措施，发挥出资源的最大价值，以提升人们的经济收入。

3 农村小水电增效扩容自动化改造常见问题

3.1 技术问题

水电站发电机组中存在的技术问题主要体现在能量转换技术方面，想要发挥增效扩充的效果，就需要具备转换各种能源的专业技术能力。而传统的水电站因技术水平与调控技术滞后，发电机组的发电效率低，已经无法满足现阶段我国水电站运行的各项技术指标，增加了水资源的损耗量，难以有效保障水电站企业的经济效益，因此，需要注重技术上的改造。

3.2 选型问题

水文条件与地域环境具有一定的联系，在不同区域建设水电站，应根据该地区的水文条件科学选取发电机组的类型，才能保障机组运行效率。老旧水电站建设时格局一般都是一机一网，因当时的电网规模与用电量并不大，并且企业数量不多。

4 工程概述

该水电站建于1966年，原为水轮泵站，后改为发电站，左岸厂房装机容量475kW(3×125kW+l×100kW)。1981年右岸扩建厂房，装机容量375kW(3×125kW)。为提高水能资源利用效率，对该水电站进行改造。本次改造属于增效扩容改造，内容主要包括：右岸厂房重建；更改水轮发电机组，右岸厂房装机容量由375kW增容到1600kW，整体更新水轮机发电机组；送出线路等。

该水电站增效扩容自动化改造设计如下：

4.1 水轮发电机组

水轮机型号为贯流式GD008—WZ—250，发电机型号为SFW800—36—2600。其中，水轮机叶轮直径2.50m，额定水头4.2m，额定流量25.10m3/s，额定效率91%，额定出力867.9kW。配套发电机型号SFW800—36/2600，额定容量800kW/1000kVA，额定电压6.3kV，额定电流91.65A，功率因数0.80(滞后)，额定效率94.0%，额定转速166.7r/min，绝缘等级F/F。

4.2 附属设备系统

电站为地面厂房，主机间为单层布置，安装2台卧式贯流式水轮发电机组，主机间长17m，宽15.935m。主厂房右侧为安装场，长18.6m，宽9m。设置1台电动单梁桥式起重机，起重量20t/3.2t，跨度10.0m。调速器采用自动化程度高的可编程微机型电液调速器WZT—3000—4.0，该调速器能实现对机组的自动和手动启动、停机或紧急停机。技术供水采用2台ISG100—160管道式离心泵为2台机组供应冷却用水(Q=93.5m3/h，H=28m，N=11kW)。

4.3 电气一次系统

装机容量为2×800kW，电站地理位置未变，仍以1回35kV架空线路接入电网。采用两机一变扩大单元接线，经1台2000kVA的主变压器升压至35kV，电站出线电压为35kV。主变型号S11—2000/35，电压变比为38.5±2×2.5%/6.3kV。

电站厂用电主要为厂区及管理区用电，厂用电电源自35kV升压站引取一回路，经1台160kVA变压器降压至0.4kV供至厂区及管理区等用电负荷。

4.4 电气二次系统

本次改造将原常规控制系统改造为计算机监控系统，励磁系统更换为可控硅自并励设备保护系统，将电站原电磁式保护装置改造为微机型保护装置。二次电源系统采用一体化电源系统为中央控制室上位机及网络系统设备、控制设备、保护装置等供电。新增1套图像监视系统。电站通信设计包括系统通信、站内通信和对外通信，对外通讯增设光纤电缆。

5 结束语

综上所述可知，传统农村小水电的运行效率与水库容量已经难以满足现代化的发展需求，增效扩容改造技术的运用，就是为了提升农村小水电的现代化发展，在改造后，克服传统水电站运行中的不良因素，减少水电站的故障发生，提高机组运行效率，减少维修费用，调节机组转速，改善水电站系统中的各项性能，以满足人们生产、生活的用电需求，具有重要的意义。