本站原创摘 要 ：保山农村水电站早期孤立运行小水电站发电设备利用小时高,但电站装机一般都偏小,丰水期弃水较多.为适应目前电力工业的发展和电网的不断完善,小水电站有必要进行增效扩容改造,提高电站的来水利用率和经济效益.本文阐述了保山市小水电站增容改造中应注意的问题,并针对问题提出解决的方法.
关 键 词 ：小水电 增容改造 效率
1.概述
保山市大多数农村水电站建于上世纪七八十年代,这些小水电站大部分为孤立运行电站,其主要任务是就近解决当地农村、农民的生产生活用电问题,因此当时电站设计时取的是高发电指标,发电设备利用小时高,电站装机一般都偏小,丰水期弃水较多.
随着我市电力工业的发展和电网的不断完善,尤其是我市的农村、农民用电大都已可由地方电力网解决,这些电站大都已由孤立运行改变为并网运行,其任务已由保证当地农村、农民用电转变为向地方电力网多供电,已其水资源丰富的条件,有必要进行增效扩容改造,并以此来提高电站的来水利用率和经济效益.
2.增容改造应注意的问题
小水电的增容改造时一项技术性较强的工作.应根据不同类型的电站特点,科学合理的改造小水电站.改造中应注意的几个问题：
2.1 水能资源的重新论证
由于这些增容改造的电站大多建设时间较早,因当时设计水平不高、水文系列较短、机电设备型号不全等原因,导致水轮机组选型与水工建筑物不匹配,机组长期偏离最优工况运行,损耗严重且能效低下.二是受当时经济发展水平和电力负荷的限制等,电站装机容量偏小,水量利用率偏低.三是缺乏河流梯级综合开发规划和优化调度运行,总体发电潜力未得到充分发挥.所以对电站水文资料应进行重新复核,并根据电站的运行情况提出合理的增容方案.机组增容后,必须保证电站的引用流量,因此改造中切不可忽视电站引水系统的复核.
2.2 安全隐患多
受当时设计水平和施工技术的制约,电站工程设计标准偏低,施工质量不高,加之多年运行未进行改造升级,主设备的零部件逐渐地被老化、磨损、变形、断裂、蚀损等,随着磨损程度的逐渐增大,技术状态将会产生劣化,不可避免地将出现各种各样的故障,功能降低.由于电站建成时间早,缺少必要的维护,引水渠道存在变形严重、渠身开裂、渗漏现象,存在渠道倒塌的可能,极易引发安全事故.
2.3 改造中应采用新技术、新设备
较早建设的小水电站所使用的机电设备,大部分属于淘汰产品,且经过多年的运行,存在机组效率低、安全性能差等毛病.因此,改造中切忌贪图便宜而购写别的电站换下的设备,以"旧"换旧,特别是关键设备水轮机,因其效率的高低直接影响到机组出力大小,故改造中要尽量选择目前效率较高的机型,以保证改造后电站的经济效益.
2.4 对机组的改造
就我们保山的几个增容改造电站来看,由于电站建设时间较早,其设备均为50～60年造的,已运行了三十多年,机组设备在性能和结构方面都已陈旧、事故增多、检修频繁.特别是由于当时条件限制,电站的水轮机是应用前苏联40～50年代的技术,制造技术落后,效率较低,过流能力差,总的能量指标偏低.电站长期运行已使过流部件磨损,特别是转轮、导叶等部件由于空蚀和磨损,叶型遭到破坏,间隙增加而使效率下降.
现今水轮机及发电机的制造水平有大幅提高,而且开发出了大量的新转轮,新转轮的效率远远高于电站目前使用的转轮,根据电站的实际运行情况,我们采用了整体更换水轮发电机组,经初步测算在不改变现有的水工建筑的情况下,电站增加容量在10% ～20%之间
此次改造的瓦窑河电站的发电机运行基本正常,但发电机的径向及推力轴承的温度量测系统没有装在专用柜子中,布置于发电机旁,而发电机的制动采用液压制动方式,在每台机旁设有一台手动液压泵,制动方式为手动,操作控制不利于机组的稳定运行,并且增加运行人员的工作量.我们采用的改造方式为：每台机组增加一个测量制动屏,并增加一台公用供制动用的油压装置.将发电机的测温仪表布置在测温制动屏上利于集中观测,在柜中增加一套电磁配压阀和测速装置,实现发电机的停机自动控制.
2.5 电气系统改造
2.5.1 电气主接线方案
由于我们保山市的大多数小电站都在20世纪60、70年代建成,那是我市的电网建设较为落后,造成这些小水电不仅仅是具有发电功能,还要承担一些电能分配的任务,致使电站的主接线较为复杂,运行维护较为困难,成本较高.
随着我市电力网络的发展和完善,现在我市的小水电站基本上都以发电为主不承担其它任务.这次的小水电增效扩容就必须对电站的主接线方案进行重新设计和论证.比如瓦窑河电站原来35kV出线有5回,本次改造就只需一回35kV出线,曲石电站也有原来的4回35kV出线改为1回35kV出线,大大简化了电气主接线方案,并减少了电站设备以及电站的占地面积.
2.5.2 电气设备改造
由于我们保山市的小电站运行多年,大多电气设备经长时间运行没有进行过更换,其设备绝缘老化严重,对保证安全生产存在较大隐患,且部分设备还是老式的油浸设备,电站自身电能损耗较大,满足不了目前国家对节能减排的政策法规要求.比如香柏河二级电站的主变是SJL型,这种是老式的绕组为铝线的变压器,损耗较大,运行费用高,本次改造我们更换为S11型变压器,这种变压器损耗较低,体积更小,运行费用低.瓦窑河正在运行的中压柜是GG-1A老型号高压开关柜,这种开关柜防护等级低,上部主母线裸露在空气中,存在安全隐患,五防连锁不可靠,空间占用较大.我们将更换为现在水电站普遍采用的手车柜,柜体结构的紧凑,占地面积小,节省了一定的使用空间；由于采用中置式导轨,便于开头与开关柜静触头的接触配合；组装式的柜体结构为制造商提供了预制、仓储、运输上的便利条件和制造上的灵活适应性,同时也为用户提供了精度较高的产品；柜体密封及防尘性能效果比较好.
2.5.3 电气自动化改造
我市的几个小水电的电气自动化改造,我们采用了将整站的自动化全部更换的方案,此方案能满足电网对电站各种设备进行信息采集、处理,实现自动监视、控制、调节、保护的要求,从而保证水电站设备充分利用水资源安全稳定的运行,做到了优化运行方式,保证电能的质量,同时减少运行与维护成本,改善运行条件,实现“无人值班,少人值班”的要求.
3.结束语
保山市的小水电资源丰富,特别是广大农村地区和偏远山区,过去因地制宜开发利用了,大部分对发展地方经济解决当地人民用电困难起到了重要作用.现在通过增效扩容,可消除原电站的安全隐患,保障公共安全,又可以给投资人带来可观的效益回报,并极大的提高水资源利用率,有很大的发展前景.
这些小水电的建设是在国家资金支持下,地方政府和广大群众投资投劳修建的,是当地农民、农村集体经济组织的重要收入来源和农村公益事业的主要支撑.农村集体所有制电站如能在国家的支持下实施增效扩容,将直接惠及当地农民,并对巩固农村基层政权、加强农村基础设施建设、壮大农村经济有重要意义.