有關水電站二次技改的相關問題討論

陳美琴

摘要：我國許多水電站都是在20世紀70年代左右建成的，發展至今，電站的設備以及其他環節不同程度地存在缺陷，影響著電站的安全運行，必須通過技術改造，更換相關設備，改善電站運行環境。文章就丘洋二級電站二次技改相關問題進行了詳細的分析，分享二次技改經驗，供有關人員借鑒與參考。

關鍵詞：坵洋二級電站；二次技改

中圖分類號：TV51 文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2014）17-0095-02

1丘洋二級電站概述

丘洋二級電站現有35 kV出路間隔二回，其中一回接入35 kV梧桐變電站其線路全長4.8 km，另一回路間隔處在備用狀態。根據永泰縣電網規劃相關文件，技改后丘洋二級電站接入電網方式保持不變。但梧桐變電站從目前接至35 kV劉岐變電站，2013年改為直接接入梧桐鎮220 kV青云變電站，導致電網短路電流急劇增加，需重新校核丘洋二級電站設備短路電流是否超限。

丘洋二級電站現有電氣主接線采用兩機一變擴大單元接線方式，安裝一臺4 000 kVA升壓變壓器，在發電機額定電壓6.3 kV，二臺發電機出線高壓柜直接接入6.3 kV母線。6.3 kV高壓設備采用戶內布置，6.3 kV母線為單母線接線，設置二回6.3 kV出線柜間隔，其中一回為升壓變壓器進線柜，另一回路為近區負荷專用柜。但受歷史條件限制，電站現有主要高壓設備已不適合運行要求，需要實施技改工作。

2有關丘洋二級電站二次技改相關問題討論

丘洋二級電站機電設備技術改造工作量大，涉及發電機組、主變壓器、高壓等主設備停運，造成電站停止發電運行，從而增大了電站技改的經濟成本。為了減少發電量損失，電站技改工作應根據季節氣候雨水情況、水庫來水量、庫容調節情況、電網供電運行情況，制定了科學、周密的施工方案。具體的施工方案分為三個階段進行：第一階段主要項目包括：①完成機電設備訂貨工作。②電站接地網改造。③35 kV母線新PT構架土建基礎施工。④安裝35 kV廠用變壓器。（為技改準備施工電源）⑤更換技術供水動力箱及輔助設備動力箱。⑥檢修主廠房起重設備。第二階段電站可適時停止發電，與往年電站運行相比，基本不影響電站發電量。其主要的項目包括：①合理安排機組發電，直到水庫排空為止。②逐臺更換水輪機轉輪、加大噴管。③與上項目同步改造發電機定子絕緣、更換發電機中性電流互感器。④與上項目同步逐臺更換調速器。檢查到站的機電設備，及安裝材料。⑤更新改造的電氣設備應在規定時間以前全部到貨。第三階段全面開展技改工作，電站需要全部或部分停電，這個階段主要項目包括：①35 kV舊主變、斷路器拆除。②35 kV戶外斷路器設備基礎土建工程施工。③35 kV主變基礎土建工程施工。④35 kV主變、35 kV斷路器安裝就位。⑤中控室、主廠房、高壓室舊屏柜及舊電纜拆除。⑥中控室、主廠房、高壓室新屏柜安裝就位。⑦電站高低壓電力電纜安裝接線。⑧電站二次回路電纜安裝接線。⑨電站電氣設備調試、機組試運行。⑩運行人員培訓。

2.1技改工作中對電氣設備的選擇

技改前舊變壓器SJL-4 000/38.5±5%/6.3，技改后變壓器采用S11-5 000/38.5±5%/6.3。機組年利用小時按3 200 h計算，其中二臺機運行2 300 h；單臺機運行1 800 h。通過方案對比，更換本電站節能型電力變壓器，每年可減少電能損耗89 095 kW·h，為最佳方案。

電站現有高壓柜設備為GG-1 A型不具備“五防”功能，且投運時間久，超壽命運行，已經老化。近年來高壓柜新產品不斷涌現，對原有設備不是簡單的更換，而是根據增容后的要求，選用性能更好、更節能、環保的新型設備。6 kV斷路器選用VS1-12型真空斷路器，將斷路器本體與操作機構前后布置組成統一整體，壽命長，維護工作量少，操作性能可靠，按照安裝位置選用額定電流與額定短路開斷電流。6 kV配置裝置采用箱式金屬全封閉XGN2-12開關柜，具有五防功能，運行安全可靠。

2.2 電站防雷接地改造

電站接地網已運行20多年，當時建設標準低，接地網水平接地體主要采用-40×4扁鋼作為水平接地體，運行過程中雖曾做過零星的補充，但大部分接地體已銹蝕腐爛，對原電站接地網進行重新施工。新建接地網須改用-60×6鍍鋅扁鋼作為水平接地體，其埋深深度0.8 m，接地電阻<4 Ω。

為了提高微機保護抗靜電干擾能力，防止微機保護發生誤動，因此電站中控室的防靜電接地設計就顯得猶為重要。防靜電接地目的主要對中控室進行屏蔽處理，并使所有保護裝置的接地處于同一等電位接地網上。具體作法:控制室內地網采用-22×4銅排敷設成網格，各保護屏的專用接地采用25 mm2的多股軟銅線與銅網相連，銅網最終以一點主接地網相連。

2.3丘洋二級電站機組勵磁裝置技改

丘洋二級電站現有二臺發電機分別配備兩種不同方式的勵磁裝置先后于1987年、2000年投入運行。#1發電機勵磁電流主要取自同軸直流勵磁機，機組采用復式勵磁裝置調節勵磁電流。復式勵磁裝置由電磁元件和笨重的滅磁開關和磁場調節電阻等部件組成，勵磁調節速度較慢，維護工作量大。#2發電機采自并激可控硅靜止勵磁系統，勵磁系統由勵磁調節屏、可控硅整流屏和勵磁變壓器組成。該機勵磁調節屏采用大量的單個電子元器件組成，運行性能差、故障率高。兩種不同方式勵磁裝置的二臺發電機組并列運行，其勵磁調節特性差別相當，當電網發生故障，本站35 kV線路斷路器跳閘，二臺機組過電壓導致全部跳閘，造成全廠停電事故。

水輪發電機自動勵磁裝置是實現發電機端電壓和機組無功功率調節，保證發電機安全、可靠、高效運行的關鍵控制設備。針對本電站存在上述的問題，要求二臺機組勵磁系統改造為自并激可控硅三相橋式全控靜止微機勵磁。該系列勵磁裝置設有手動、自動功能、系統運行可靠；采用變結構變參數，起勵迅速平穩，電壓無差限躁，并網快，可實現并網后無功自動限躁有功或調壓控制，突甩負荷調整快且性能好，保護功能全。該勵磁裝置設有通信接口，方便與微機監控系統聯結，設備維護操作簡單，可靠性高，保障了機組安全、優質、高效地運行。

2.4電站直流系統改造

丘洋二級電站直流系統采用簡單的硅整流配置固定型鉛酸蓄電池，經常出現直流系統故障，嚴重影響了電站機電設備的安全運行，具體表現在以下幾個方面:

①充電裝置性能差：直流系統充電裝置使用的是硅整流電源，電源紋波系數大，充電性能差，達不到自動化運行條件，主充、浮充經常出問題，承受環境溫度和外界干擾能力差，且維修困難；②蓄電池質量差，維護工作量大：直流系統采用固定型鉛酸蓄電池，特性不良，維護困難，其總容量逐年下降,還存在漏酸、爆炸等危險隱患；③直流系統絕緣水平差:在水電站中,直流系統支路較多,分布較廣,大部分機組自動化元件安裝在中控室層和發電機層,加之通風條件差、工作環境惡劣,自動化元件表面容易結露,造成直流系統支路絕緣下降或接地。

本次電站直流系統技術改造選用GZMCW系列智能微機型直流電源屏，其交流輸入電壓三相380 V±20%、頻率50±3 Hz，輸出容量為100 AH、220 V，微機控制高頻開關直流電源成套裝置，蓄電池采用全封閉免維護閥控鉛酸蓄電池，其監控系統采用模塊式結構，大屏幕液晶顯示，能對交流供電、直流饋電、整流模塊、電池組及系統支路絕緣狀況實施全方位監測和控制，并具有通信接口，方便與自動化系統對接。

3結語

丘洋二級電站經過技改，提升了設備的運行效率，降低了每年花費的成本，具有很強的適用性以及經濟性。

參考文獻：

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[2] 劉云發,季曉曉.關于變電站二次技改相關問題研究[J].技術科技,2010,(4).