小水電自動化設備運行現狀及對策

蒂文

（湖南省水府廟水電站 湖南省湘鄉市 411424）

小水電自動化設備運行現狀及對策

蒂文

（湖南省水府廟水電站 湖南省湘鄉市 411424）

隨著水利事業的不斷發展，小水電自動化設備在水電站中的應用越來越廣泛，小水電自動化設備的應用不僅提高了水電站運行的穩定性，也大大提高了水電站的經濟效益，目前一些水電站中普遍存在著小水電自動化設備的運行問題。本文將以水府廟水電站為例，對小水電自動化設備的運行現狀作出分析，并提出相應的運行對策。

小水電；自動化設備；運行現狀；對策

單站容量在25000kW以下的水電站為小型水電站，我國的小水電分布廣泛，是水利工程中的一種重要水力資源設施，其具有分散性、對生態環境負影響小、簡單性、地區特征鮮明、標準化、造價低等特點。其中水府廟水電站位于湘江一級支流漣水的中上游，臨近雙峰、湘鄉、婁底三縣（市），坐落于湘潭棋梓溪口，水庫控制流域面積達3160km2，總庫容5.6億m3，庫面面積44.3km2，電站裝機容量為10250kW，多年平均發電量1.09億kW·h，是集灌溉、防洪、發電、供水、養殖等于一身的不完全季調節水利工程[1]。

1 小水電自動化設備運行現狀

1.1 發電機勵磁系統運行現狀

水府廟水電站采用型號為SF8200-36/4500的發電機。發電機數量為4臺，發電機標準為GB/T7894-2001，另外2個主變壓器，額定電壓分別為11萬V和3.5萬V。

水府廟電站的勵磁系統主要采用了由碳刷、滑環、磁場變阻器、勵磁調節器和直流勵磁機等組成的直流勵磁系統，勵磁機保持與發電機同軸，而勵磁繞組獲得勵磁電流由滑環和碳刷完成，勵磁電流可通過勵磁調節器進行調節，調節方式主要是基于機端偏差電壓進行自動調節[2]。

1.2 水輪機運行現狀

水府廟的水輪機采用了型號為HLJF3920A-LH-230的水輪機，在效率、空化、穩定性等方面具有較好的性能，解決了以往效率偏低、空化性能差、單位流量偏低的問題，但隨著水輪機的常年運行，機組的過流部件磨損嚴重，極大地影響了水輪機的水力性能。

1.3 微機自動化監控系統運行現狀

微機自動化監控系統由集中監控系統、分散式監控系統、分層分布監控系統三部分組成。微機自動化監控系統具有機組自動開機（圖1）和停機（圖2）、檢測機組運行狀態、機械與電氣保護、采集處理設備數據、自動調節有功無功、機組過流保護低頻（高頻）保護機組過負荷保護過速保護、自動記錄打印運行參數等功能，但目前一些小水電站的微機自動化監控系統并不能實現自動監控的全部功能，仍不能做到自動電壓控制、自動發電控制等[3]。

圖1 #4機組自動開機流程圖

2 小水電自動化設備運行中存在的問題

2.1 設備元件無法與系統兼容

一些小水電站選擇的設備裝機容量與單機容量相差較大，自動化程度低，無法與機組兼容；此外小水電站采用的調速器、勵磁裝置與微機監控系統的接口不兼容，導致設備無法接入監控系統；而手動操作設備的自動化配備、底層設備信息傳輸、輔助系統的自動監控同樣存在一定的問題。

圖2 #4機組自動停機流程圖

2.2 設備可靠性低

一些小水電站的自動化設備和元件容易發生故障，一旦出現故障，維修和更換不及時將嚴重影響發電機組的正常運行，如該水電站有次出現了機組頻發震動擺渡過高信號的問題，工作人員對機組上導、下導和水導進行檢查，經發現機組震動擺渡不符合設計實際要求。

2.3 運行人員技術水平偏低

一些小水電站普遍存在運行人員或設備維護人員技術水平偏低的問題，自動化設備的運行較復雜，對運行人員的操作能力有較高的要求，如果運行人員沒有熟練掌握操作技巧，很可能出現操作不當的問題，影響設備的正常運行。

2.4 自動化程序存在缺陷

該水電站的一次機組停機操作過程中，工作人員輸入停機指令以后，停機程序沒有正確執行，而是跳過了自動減負荷，直接跳了發電機出口斷路器，引發機組電氣過速保護動作，過速140%，頻率70Hz，造成機組快速閘門自動關閉，造成事故停機（一類障礙），地調所對此進行嚴肅批評并按要求罰款，給我站造成了額外的檢修任務以及預算外的經濟損失。

3 小水電自動化設備運行對策

3.1 自動化設備的正確選型

自動化設備的選型應遵循實用、經濟、簡單的原則，選擇時應注重設備的適用性，比如調速器的選擇應適用于該水電站機組，保證調速器能夠正常工作，避免在緊急情況下失去鏈接，發電機出口斷路器的選擇應遵循最高的經濟性，節省投資、可靠安全的機械和電氣性能、較長的機械和電氣操作壽命的原則，保證其具備多相短路非對稱開斷能力。

3.2 優化自動化程序

自動化程序本身存在的缺陷極易導致命令操作的錯誤執行，為此就需要對自動化程序進行優化，有專業的程序編輯人員對自動化程序進行運行測評，對于其中存在的問題，應及時糾正，如有必要應重新進行編程，對自動化設備進行升級，保證自動化設備正常高效的運行。

3.3 加強對小水電站工作人員的培訓力度

工作人員運行操作水平的提高是保證水電站自動化設備正常運行的前提，為此就需要加強對相關設備運行人員的專業培訓力度，根據不同設備的性能及操作方法制定與之相應的培訓計劃，編寫設備維修說明書及使用說明書，定期對工作人員進行專業知識及相關技術的培訓，提高工作人員的知識技術水平，保證設備安全穩定運行。

3.4 完善設備管理制度，做好設備的維修保養工作

建立健全設備管理機制，在自動化設備運行期間，加強對設備的日常檢測，對運行期間所采集的數據進行整理。

4 結束語

綜上所述，小型水電站憑借其簡單性、經濟性、高效益的優勢逐漸成為水利設施中不可缺少的一部分。目前，雖然小水電設備的自動化技術越來越成熟，但自動化設備的運行仍存在著一些問題，在設備運行期間，為避免設備故障及安全事故的發生，就要采取相應的措施，正確選擇自動化設備，保證設備基本性能的同時，提高設備兼容性，不斷提高工作人員技術水平，保障自動化設備的安全穩定運行，確保水電站功能的正常發揮。

[1]瞿仕強.分析農村小水電自動化設備運行現狀與策略[J].科技展望，2015（26）：127.

[2]李永麗.淺談農村小水電自動化設備運行現狀及策略[J].電子世界，2014（16）：321+322.

[3]白紅然.石家莊市小水電站現狀與技術改造淺析[J].小水電，2015（1）：51～52.

TV736

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1004-7344（2016）25-0128-02

2016-8-16

蒂文（1988-），男，湖南湘鄉人，助理工程師，本科，從事水電站電力系統自動化工作。