水電站電氣二次設備技術改造研究

周磊

（中國能建水電工程局電力安裝公司 廣西南寧市 530000）

水電站電氣二次設備技術改造研究

周磊

（中國能建水電工程局電力安裝公司 廣西南寧市 530000）

電力行業作為我國的支柱型產業，有利于促進我國整體經濟建設發展目標的順利完成。近幾年，伴隨著我國國內社會經濟的快速發展，電力行業也在不斷的進行著自身的發展與變革，逐漸成為了我國經濟建設發展的推動力。本文主要探討了水電站的二次電氣設備技術的改造情況，從而盡可能的保證水電站得以安全運行。

水電站；電氣；技術改造

引言

二次設備的技術改造是水電站運行中的重要環節。因此，盡可能的保證水電站的安全運行是我國電力部門最為重視的事情，也是必須要解決的事情。

1 水電站概述

水電站是指將水能轉換為電能的場所。水電站主要是利用水能轉換為電能來建設一系列的建筑物和設備的統稱。在水電站的運行過程中，主要是利用新建的建筑設備和運行設備之間進行相互的轉換，從而實現水能和電能之間的轉換。同時通過水電站將水能進行集中，并使用運行設備將水流流向調整到合適的大小和相應的位置上去。水能與電能之間的轉換，首先要將水庫里高水位的水通過引水系統的引導進入水房之中，然后輸送到水輪機設備中，然后通過水輪機與動力發電機之間的相互作用使其轉換為電能。最后，將轉換得到的電能通過開關系統、變壓器和輸電線路等設備輸送到電網內。

水利樞紐工程主要由擋水建筑物（壅水）、泄水建筑物、進水建筑物以及必要的水電站廠房、通航、過魚、過木等專門性水工建筑物組成，如圖1所示。

圖1

2 水電站二次設備改造技術

水電站是我國主要的發電場所，有效的保障了我國社會經濟建設的可持續發展，水電站的設備安裝一般被分為一次設備安裝和二次設備安裝。一次設備安裝指主要指安裝水電站運行過程中必不可少的硬件設備，二次設備安裝則是對水電站運行過程中的參數控制、運行機組調節和運行安全監控等一系列的設備保護裝置進行安裝，二次設備安裝會對電能轉換質量產生直接的影響，直接對水電站的經濟效益產生影響。因此，水電站的二次設備改造在水電站設備的安裝中尤為重要。此外，水電站的二次設備安裝對水電站一次設備運行工程起到了重要的監控、調節以及信號收集的作用。

2.1 水電站二次設備的運行現狀

伴隨著我國社會經濟的快速發展，以及我國國內的各項科技的快速發展，水電站的自動化設備的運行能力和運行性能越來越高。現代水電站的運行模式已經由傳統的值班模式轉變為無人值班或少人值班的模式，同時采用了高科技的計算機來對水電站完整的運行過程進行遠程的監控。伴隨著水電站的發展，如果在水電站的運行過程中出現突發情況則可以采用手動控制的模式來及時制止運行過程中出現的失誤等情況。水電站的二次運行設備采用的都是太網分層的系統結構，同時水電站的網絡運輸采用了最先進的光纖傳輸來作為媒介，從而達到保證網絡穩定運行的目的。同時，水電站的二次設備的運行一般由另外一臺主控計算機來進行工作。另外，為了保證水電站設備的的運行安全以及順應時代科技的發展，水電站額外的設立了一個電氣維護工程師工作站。這個工作站主要是在服務器的信號發出之后，通過路由器系統來對電力進行調整，并通過光纖線路的方式來向計算機終端及時的傳送信號，再由工作人員設置指令返回，從而智能化的控制信號的傳播。

2.2 二次電氣設備的改造技術措施

水電站的二次電氣設備可以有效的保證水電站的安全運行，通過電力行業與水電站的相關人員對多年實際經驗的分析研究，總結出了一系列的水電站二次設備進行改造的技術措施。

2.2.1 實例說明

某水電站在2010年正式的投入了第一臺發電機組進行運營，在2011年6月將水電站的4臺發電機都正式的投入了生產。由于這個水電站的設備都屬于剛剛開始的投放運營之中，因此，在設備的穩定性和安全性上還存在了許多的不足，且短期之內設備的發電質量十分的不穩定。在這種情況之下，這個水電站的工作人員對二次設備進行了改造，從而大幅度提升了二次設備的運行技能，保證了水電站的經濟效益。

2.2.2 調速二次設備的改造技術措施

①水電站的工作人員將機組的開機模式調整為自動開機之前先向計算機的主控制系統發出開機自動化信號的方式來改善開機程度，如果在機組開機之前沒有發出自動化信號則會使主機系統的葉片自動關閉，進而導致機組停止運行。水電站的工作人員修改了機組的開機系統，采用微機編程的方式改變了開機程度，改變了調速器的參數，從而最大程度的實現數據之間的轉換。此外，設備的微調設備可以避開開機指令信號環節，提高了開機時設備的穩定運行。②水電站的工作人員改造了自動水頭的回路系統。一般情況之下，水電在進行水能的收集時也會收集到大量的泥沙。因此，在水電站運行過程中，十分容易因泥沙的積累而導致測壓管道的堵塞問題，這就極易造成機組在運行過程中出現調節器的參數值錯誤的現象，使得水電站各個機器設備在同一階段的運行過程中出現不同的參數值，進而嚴重的制約了機組的運行機能和水電站的經濟效益。于是工作人員改造了自動水頭的回路，將之前使用的自動水頭回路改為可以進行水位集中測量的凈水頭輸出裝置，并以側水位裝置自動水頭回路設備作為改造基礎，將調整器水頭回路傳遞到機組，這就有效的提高了回路的穩定，提高了水電站的經濟效益。③水電站的工作人員在之前的機組設備的基礎上另外加設了高頻功能來促進電網的穩定，并通過設置內部參數來有效的提高網絡的整體穩定。

2.3 計算機監控系統的改造技術措施

水電站的二次設備中最重要的組成元素是計算機監控系統，同時，計算機監控系統可以有效的保證水電站的安全穩定運行。另外，工作人員為了最大限度的保證計算機的監控系統的有效運行，還對計算機的監控系統從計算機設備、自動化無件系統、計算機調度系統、計算機控制裝置系統、計算機人機交換系統、計算機口令系統、計算機界面系統和計算機操作系統等方面進行了調整和技術改造。另外，在對計算機的監控系統進行改造時，要科學合理的使用相關的專業技術，從而保證計算機監控系統合理穩定運行。在對計算機的監控設備進行改造的同時，首先要考慮計算機監控設備中各級CPU的運行承載能力、對特殊數據的復雜容錯能力、通道線路的傳輸能力、對異常情況的控制及恢復能力等重要指標。并且以結合分散與集中為原則，徹底的對傳統水電站中計算機監控系統中的缺陷進行解決。工作人員還采用了CPU雙網結構并存的形式來提高計算機監控系統中LCU操作界面的可操作性和監控系統的監控反饋的能力。

2.4 提高二次設備使用壽命的措施

電氣的二次設備技術改造的目的是為了提高二次設備的使用壽命，通過對系統設計進行優化可以有效的對電氣二次設備進行技術改造，從而延長二次設備的使用壽命。設計人員對電氣設備進行改造前，首先要了解相關的理論知識，然后根據工程的實際情況來進行創新，從而有效的提高工程質量及壽命。首先對設備的性能和型號進行充分的考慮，根據設備的性能、插板“三防”及技術參數來選擇合適的設備型號，避免設備維護和檢修方面的麻煩；選擇技術優良、綠色環保以及性能穩定的新型智能設備，不僅可以有效的延長設備的使用時間還可以有效的保證設備使用過程的耐久性，節約設備資金。技術人員在進行二次系統的設計時要盡可能的對線路進行簡化，使二次接線的距離最短化，從而減小或避免電磁兼容導致的干擾情況，增加設備的使用時間。同時要對二次設計采用接地、防雷、抗干擾措施方法，比如敏感電子裝置的工作接地不可以混接到安全地及保護地上去，要在敏感電子裝置的通信通道上安裝防雷設施設備，微機型繼電保護裝置的二次回路都要使用屏蔽電纜等。此外，要對二次設備的使用環境不斷的進行改良和完善，比如變電場所的繼電保護和自動化設備的工作地點的環境溫度要保證控制在5～30℃之間，可以采用安裝空調等溫控設備和其他恒溫措施來滿足要求，并同步監控場所內的濕度，防止出現濕度過大的情況。

3 結束語

水電站的二次電氣設備技術改造有利于促進水電站設備的安全運行。因此，要按照實際的情況來對水電站進行二次設備的改造，并根據設備自身的特點和運行機能來進行合理的技術改造，從而保證水電站二次設備運行的安全和穩定。

[1]王思良，任保瑞，李波.水電站電氣二次設備技術改造芻議[J].水電與新能源，2014（11）：10～12.

[2]張文銀.水電站電氣二次設備技改安裝過程控制[J].工業b，2015（16）：43.

[3]趙陽.水電站電氣二次設備技術改造探討[J].城市建設理論研究：電子版，2013（15）：16～17.

TV734

A

1004-7344（2016）23-0059-02

2016-6-2

周磊（1988-），男，漢族，廣西南寧人，助理工程師，本科，主要從事水電站機電安裝、檢修工作。