論水力發電站的運行管理措施

李玉明

(遼寧省觀音閣供水有限公司，遼寧 本溪 117100)

論水力發電站的運行管理措施

李玉明

(遼寧省觀音閣供水有限公司，遼寧 本溪 117100)

隨著能源日益緊缺，電力工業的快速發展，中小型水力發電站也得到廣泛開發。而水力發電站的效益在很大程度上受其運行管理水平的影響。所以，文章結合工作實踐經驗，選取中小型水力發電站主要設備為探討切入點，分析與總結這些設備的管理控制要點，希望以此促進水力發電站的可持續發展。

水力發電站；設備運行管理；措施；控制要點

隨著社會經濟的加快發展，中小型水電站中逐漸引入新工藝、新設備、新技術，中小型水電站取得了空前的發展，其管理也面臨著更多的挑戰。所以根據日常工作中有關水力發電站主要設備的運行管理，總結管理經驗，讓有類似需要的人進一步了解中小型水電站的管理特點。

為了突出實踐性，本文選取小水電站的基本情況為：多年來平均流量2.67m3/s，擴容前電站裝機2臺，各200kW，多年平均發電量180萬 kW·h，引入流量1.25m3/s；擴容后，電站裝機為3臺，1臺200kW，1臺400kW，平均發電量270萬 kW·h，引用流量1.875m3/s；其它主要設備有1臺800kVA變壓器等。

1 200kW的水輪機與400kW水輪機的運行管理

任何一種設備，其日常運行過程中定期維護與管理，不僅延長其使用壽命，也會排除不必要的安全隱患，降低運行中的經濟損失[1]。

關于水輪機的重點運行管理內容有：①定期觀察油位且記錄溫度，也需要定期壓住黃油、手搖油泵軸承、推力徑向軸承、泵座箱內加30號透平油(汽機油)，且應每隔1a換1次；②確保不燒瓦的先決條件，最主要是始終保持油位；③根據長期對水輪機運行的觀察發現，無論是200kW的還是400kW水輪機軸承溫度變化都沒有超過65℃，且發現水輪機軸承溫度范圍基本處于40℃～45℃，所以建議水輪機的溫度控制在65℃以下；④水輪機溫控所采取的關鍵之處在于，采用循環冷卻水冷卻與發電機發電同步運行。

2 發電機的運行管理控制要點

與水輪機一樣，發電機是水電站的重要設備之一，日常運行管理中需要嚴格結合說明書進行維護與管理。發電機的主要管理要點為：①根據發電機運行管理的相關數據記錄發現，與200kW和400kW水輪機軸承一樣，新老200kW發電機定子溫度變化也在40℃～45℃，所以將其溫度控制在此范圍都屬于正常溫度變化范圍；②連接新老200kW發電機與新老勵磁之間電纜線銅線斷面積為200mm2，不會導致發電機定子發熱現象的產生，這是由于其大于新老發電機361A出線電流，其能過的發電機出線電流為400A；③據長期觀察發現，每到當年雨季6—8月份滿負荷或超負荷發電時，擴容后的400kW發電機定子溫度達52℃～55℃，屬于正常溫度變化范圍內，但比400kW水輪機軸承溫度40℃～45℃高出達10℃以上，雖然沒有超過65℃，但在一定程度上還是影響發電機壽命，究其原因在于其2根電纜線銅線斷面積沒能達到發電機出線電流的要求，其面積僅有350mm2，所以導致了發電機定子的溫度過高現象。

3 勵磁系統運行管理的控制要點

水電站設備中的勵磁系統是靈敏度高的電氣設備，關于勵磁的運行管理主要控制點在于：基于考慮中小型水電站的發電與輸電效益，在設計與設備選型中，變電所與水電站方面，須重視變電站(所)過載解列裝置系統電氣設備、自動控制裝置，以及水電站勵磁系統電氣設備、自動控制裝置等的靈敏度要相協調，要同步其先進性，從而使水力發電站的運行更有效[2]。以下就水力電站擴容前與擴容后的具體控制要點進行分析：①擴容前，2臺老200kW發電機配套的勵磁系統與變電所過載解列裝置系統只有手動控制裝置，這使得兩者的靈敏度相對協調，即開環對開環，變壓對變壓，整體上水力發電站的發電和輸電質量受到的干擾也比較小；雖然整個電網系統大型電機由于手動控制是變壓這一特點，啟動時需要短時沖擊功率以引起電壓，但對水力發電站勵磁系統影響甚微；②擴容后，變電所新建前的情況。此階段水電站采用自動控制裝置發電，相關農網改造還沒有完成，但是老變電所過載解列裝置系統卻依然無法自動控制裝置發電，電氣設備先進性不同步，靈敏度不相協調，造成水力電站勵磁系統的自動控制裝置嚴重燒毀，且控制屏上3個電表擺動嚴重，這是由于手動控制是開環的且變壓的，而自動卻是封閉的且恒壓的?；诖祟惽闆r，水力電站后來將200kW與400kW勵磁系統改成手動控制發電，使水力電站與變電所電氣設備靈敏度一致，解決了上述3個電表嚴重擺動難題；③水電站擴容后，變電所的改造也完成。其中，水力電站在新變電所啟動使用時，就將手動控制改為自動控制發電，以與水電站勵磁系統自動控制裝置靈敏度、裝置的先進性相協調，經觀察發現，水力電站控制屏上各電表無擺動，處于相對穩定的狀態[3]。

4 變壓器運行管理的控制要點

變壓器容量選擇根據“發電量/0.8系數”選型公式，本文提及的變壓器是水力發電站將400V電壓的電能升至10kV電動的電能送至變電所的主要設備；由600kW/0.8=750kVA來估算，最終選擇了800kVA變壓器，這是為了實現短時間超負荷發電需要。變壓器運行管理的控制要點在于觀察變壓器的油溫狀況：變壓器油溫的常數為55℃，其變化范圍一般為55℃+環境氣溫公式(氣溫為變數)，在這兩個數據相加范圍內(即50℃+55℃=105℃范圍內)的變壓器油溫變化數值都屬于正常。根據長期的運行觀察與記錄發現，每年的6月—9月份時間階段，當發電狀態為滿負荷或超負荷時，到下午氣溫達30℃～35℃，根據變化范圍的計算公式可知，盡管運行過程中也借助循環油冷卻，變壓器油溫也高達80℃～85℃，雖然高但還是處于正常溫度范圍內，但考慮到長期高溫運行會降低變壓器的使用壽命，會產生一些安全隱患?；诖藛栴}，在實踐中嘗試采用日夜通冷水冷卻，具體在變壓器四周繞若干圈塑料管，接著在管上打一些小孔，觀察記錄表示該方法使變壓器油溫由原來的降至60℃～70℃，降低范圍達15℃～20℃，無疑有利于變壓器的維護與穩定運行。此外，是變壓器與水力發電站勵磁之間的連接，本文提及的是用三相鋁排連接。根據水力發電站的新發電機出線電流，200kW的361A，400kW的722A，按照一相排斷面積的計算方法，鋁排斷面至少選擇550mm2，即發電機出線總電流除以2A/mm2由此計算得出，在選擇方面，出于考慮更周到的安全，實際應用中我鋁排規格為80mm×8mm=640mm2，投入使用后，經過長期觀察，變壓器油溫變化符合相關規定；多年實踐以及相關數據也表明，鋁排鋁斷面積的正確選擇很重要。

5 結 論

綜上所述，水力發電站的運行管理，應著重維護意識，堅定可持續發展，重視資源的開發與利用，不斷引入先進技術與管理理念，綜合提高電力企業的生產技術與管理水平。同時，多數中小型水力發電站都位于地方電網區域內，經常負荷變化幅度大的故障，加強水力發電站設備的安全可靠運行管理有著重要的現實意義。

[1]丁修佳.水電站運行管理的問題及建議[J].中國新技術新產品，2010(19)：150-151.

[2]馮趙云.中小水電站運行管理的建議及對策[J].中國水能及電氣化，2009(Z1)：81-83.

[3]韓春輝.談談水電站的運行管理[J].民營科技，2011(06)：170.

1007-7596(2014)01-0215-02

2013-12-12

李玉明(1966-)，男，遼寧本溪人，工程師，從事水庫庫區防洪預測預報、水雨情預報與雨量站維護、網絡通訊自動化雨量中繼站維護工作。

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