恭城發電分公司水電站增效擴容改造情況分析

摘要：在早期水電站建設中，普遍存在技術落后、設備老化、發電效能低等問題，不僅浪費了大量水能資源，還存在著一些安全隱患，所以在以后工作中一定要逐步加大其增效擴容改造力度，充分提高其工作效率，實現經濟效益、生態效益、社會效益的最大化。

關鍵詞：水電站；增效擴容；改造工程；水能資源；發電效能 文獻標識碼：A

中圖分類號：TV738 文章編號：1009-2374（2016）29-0026-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.29.011

恭城發電分公司所屬勢江水電站、峻山水電站、蘭洞水電站在2014～2015年進行了農村水電站增效擴容項目改造，現將改造的基本內容、效果和經驗介紹如下。

1 改造基本內容

1.1 改造前的基本情況

1.1.1 勢江水電站。勢江水電站位于恭城縣東南部蓮花鎮勢江村委附近，是恭城河支流勢江中下游河段開發的電站，電站廠房離縣城18km。水電站樞紐建筑物包括引水攔河壩、引水明渠、前池、壓力管、發電廠房及升壓站、生活區等。勢江水電站屬引水式徑流電站，攔河引水壩位于蓮花鎮楊梅村委東頭田自然村東北角附近，壩址控制集雨面積255km2，占勢江流域面積的71.62%，發電廠房距攔河壩3.23km。電站設計裝機容量1×500+2×250=1000kW，現狀多年平均發電量601萬kWh，年利用小時6010h。1972年7月并網運行。

勢江水電站運行至今已有40年，設備設施已陳舊老化，機組效率低，有的設備已被列入淘汰產品，在運行中出現溫升過高，噪音刺耳，滲油漏水嚴重，監控保護裝置經常不能正常動作，發電量呈逐年下降趨勢，經濟效益下滑，嚴重影響電站設備設施及人身安全和經濟運行。

1.1.2 峻山水電站。峻山電站位于恭城縣西嶺鄉峻山水庫下游，開發河流為恭城河支流澄江河。峻山水庫現總庫容1.04億m2，壩址以上集雨面積320km2，峻山水庫在2010年已進行了除險加固。峻山電站共有兩級，總裝機容量為9600kW。2007～2011年的平均發電量為2206萬kWh（2010～2011年水庫除險加固，影響電站正常發電）。

一級站位于峻山水庫灌溉輸水隧洞出口，是一座利用灌溉流量發電的引水式電站，共有3臺立式混流式機組，1號機組（1600kW）于1979年5月投入運行，2號3號機組分別于1980年5月、1981年5月投入運行，其中1#機組于2009年完成技改，裝機容量由原來的1600kW改造增容為2000kW，一級站裝機容量8400kW（1×2000+2×3200），機組設計引用流量約為35.5m3/s，發電機端電壓為6.3kV，送出電壓為35kV。

二級站距一級站0.6km，是渠道跌水電站，利用灌溉余水發電，共3臺臥式混流式機組，于1985年11月動工建設，1987年12月建成投產發電，裝機容量1200kW（3×400），設計利用水頭16m，機組設計引用流量約為10.2m3/s，發電機端電壓為0.4kV，送出電壓為35kV。

峻山水電站自投產以來，機組電氣設備運行已超過30多年，機組設備陳舊老化、運行不穩定、故障率高，存在安全隱患，原控制保護設備為常規機電式繼電保護設備，不滿足自動化要求。

1.1.3 蘭洞水電站。蘭洞水電站樞紐工程位于廣西壯族自治區桂林市恭城瑤族自治縣蓮花鎮境內恭城河的支流蓮花河上游，由引洪工程、蓄水工程、發電工程三部分組成。引洪工程包括桑源、坪沖、羅塘三條引洪渠，蓄水工程為蘭洞水庫，蘭洞水庫總庫容3808萬m?，有效庫容3050萬m?，在2010年蘭洞水庫已進行了除險加固。發電工程包括蘭洞一級站和蘭洞二級站，總裝機9920kW，改造前年平均發電量2668萬kW·h。

一級電站為壩后電站，位于主壩外坡腳，在泄洪隧洞出口弧形閘前安裝壓力鋼管引水到廠房發電，原設計裝機2×320kW臥式混流式機組（目前實際只裝一臺320kW機組），發電尾水引往二級電站前池。

前池至二級站廠房壓力管道全長1221.08m、上段長270.98m、內徑1.06m的鋼筋砼預制管，下段長950.10m、內徑1m的鋼管，過水流量3m3/s。蘭洞二級電站位于蓮花鎮祟嶺村委孔里村附近，距蘭洞水庫主壩7.2km，電站裝機3×3200=9600kW，屬沖擊式機組，設計水頭415m。1#、2#機組1975年正式投產，3號機組于1977年12月正式投產。

蘭洞水電站自投入運行以來，機電設備均已超過使用年限。設備陳舊老化，維修困難，且廠家已不再生產，有關器件難以配齊，控制保護及二次電氣設備為常規型式系統落后，遠不能適應目前監控保護綜合自動化管理的發展要求，出現了機組出力不能達到額定值，出力系數低，且故障率高，同時鋼筋砼預制壓力管近年來多處滲漏，存在安全隱患。

1.2 改造基本內容

1.2.1 勢江水電站。工程主要改造內容為更換鋼筋混凝土壓力管為壓力鋼管、前室拆除重建、前室閘門及啟閉機更換；主變、高壓開關柜更換；將原控制保護設備更換為綜合一體化屏柜；將1#2#發電機組由250kW擴容到500kW；將3#發電機組更換為低壓發電機組。改造后裝機容量為3×500=1500kW，年發電量796萬kWh。

1.2.2 峻山水電站。

一級站：更換2#、3#水輪機轉輪和發電機定子、轉子絕緣，提高絕緣等級至F級；更換2#、3#進水閥及操作機構；更換3臺調速器及勵磁；將原2臺35kV高耗能主變更換成節能降損的S11型主變；將原1臺6.3kV S7型廠用變更換為S11型并增設1臺35kV S11廠用變壓器；更換全部高壓開關柜；將原常規機電式繼電保護設備更換為微機型綜合自動化系統；將35kV多油開關更換為真空開關；更換35kV隔離開關、電壓互感器、電流互感器、避雷器、電力電纜等電氣設備；將原升壓站全部舊框架更換為鍍鋅鋼架；照明系統更新改造等內容。

二級站：更換3臺水輪機轉輪和發電機定子、轉子絕緣；將原2臺35kV高耗能主變更換成節能降損的S11型主變；更換3臺調速器及勵磁；將原控制保護屏更換為一體化新型綜合控制屏及微機監控系統；升壓站隔離開關、避雷器及構支架拆除換新；增設1基25m高避雷針；二級站起重機加裝電動葫蘆；照明系統更換等內容。

1.2.3 蘭洞水電站。

引洪渠道：閘門啟閉機更換。

一級站：更換發電機定子、轉子絕緣，提高絕緣等級至F級；調速器更換；3臺調速器更換；更換發電機勵磁、保護裝置為新型綜合控制屏；更換主變及6.3kV開關設備；更換廠用配電系統及電力電纜；廠房修繕等。

二級站：將鋼筋混凝土壓力管更換為壓力鋼管；更換2#、3#水輪機轉輪；更換3臺主閥；更換發電機定子線圈和轉子絕緣，提高絕緣等級至F級；3臺調速器更換；勵磁系統更換；主變更換；高壓開關柜更換；發電機端電流互感器、避雷器及升壓站開關設備、互感器、避雷器等更換；避雷針更換；電力及照明系統更換；將原常規機電式繼電保護設備更換為微機型綜合自動化系統；廠房修繕等內容。

2 改造效果

勢江水電站于2014年12月完成改造，峻山水電站、蘭洞水電站于2015年4月完成改造，從運行情況來看，基本上達到了設計效果。

2.1 經濟效益

勢江水電站從裝機1000kW增為1500kW，發電量年可增188萬kWh；峻山水電站、蘭洞水電站雖未增容，但改造后機組出力效率增強，設備故障率停機率明顯減少，有效地提高了電站發電能力，兩電站分別年可增發電量515萬kWh、1236萬kWh。

2.2 安全保障

蘭洞電站、勢江電站鋼筋混凝土壓力管更換為壓力鋼管，蘭洞、峻山主閥更新，3個電站水輪發電機組全部或部分更新，機電、控制及輔助設備基本更新，水工設施引水能力增強，設備技術性能提高，故障率降低，停機維修率減少，改造后水工設施、機組運行穩定性提高，同時改造后實行微機程序操作，可有效避免誤操作。

2.3 自動化水平

改造后，機組實現微機程序操作和監控，輔助設備采用PLC控制器監控，自動化水平提高，可實行少人值班，原3個電站分為水機室、中控室兩值班室，現集中在中控室值班，可減少50%值班人員。同時為遠程監控，少人值守創造了設備基礎條件。

2.4 社會效益

3個電站改造后，在現有基礎上，每年可增加發電量1939萬kWh，按年平均利用小時4000計算，相當于新建了一座4800kW的水電站，對當地經濟和社會發展有一定的促進作用。由于改造沒有對山地、河流等環境影響，又是清潔能源，對社會碳排放減少有一定貢獻。同時峻山、蘭洞水電站由于機組運行穩定性提高了，農田灌溉、水庫防洪能力都得到了相應提高。

3 改造經驗

3.1 設計水平、質量決定改造效果

一是要選取資質高、有改造經驗的設計單位；二是要認真配合設計單位調查清楚電站設備設施的技術性能、運行、安全等狀況，越詳細越好；三是業主要與設計溝通一致，明確設計原則、目標，確定改造項目，明確達到何種具體要求的自動化水平；四是要組織認真審核初步設計報告和施工圖，是否設計全面、合理、科學、實際，設計深度是否到位。

3.2 做好施工前期準備工作

一是要做好立項目批復、初步設計批復、項目法人、施工許可、質量監督等行政審批工作；二是要提前做好招投標工作，合理劃分標段，認真審核招標文件，盡量招到技術強、有實力、社會信譽好的設計、監理、設備廠商、施工單位，招來的單位如何，對施工實施影響極大；三是在施工前，一定要解決好土地、場地、倉庫等問題，按合同做好“四通一平”工作。

3.3 主業主動做好監管和協調工作

一是精心組織，制定方案，落實責任，制定了詳細的改造實施方案，明確各項目完成的時間節點、責任領導、責任人，成立以總經理為組長的實施領導機構，下設財務、招標、建設、安全、綜合五個小組，各負其職，分工合作；二是頒布改造管理制度，制定改造現場管理實施辦法和財務管理制度，規范施工、物質和支付管理行為；三是分管領導、責任人靠前指揮，實時掌握改造現場情況，主動協調和解決糾紛、配合、供貨、技術、變更、驗收、質量、安全等問題；四是及時支付工程進度款；五是安全監管到位，與各施工方簽訂專門的安全管理協議，在施工前進行安全培訓和安全技術交底，每月進行“四不兩直”的安全檢查；六是改造進度與部門、電站工資績效掛鉤，壓力與動力相結合。

3.4 做好改造資料管理

一是要監督施工、監理資料與施工進度同步完成、同步整理，作為施工進度款、監理款支付條件；二是業主建設資料，要落實人員負責辦理、編寫、收集、監督，設專人負責建設、施工、監理、合同、圖紙等資料整理、建檔。

3.5 做好試運行準備工作

一是在施工過程中抽取技術骨干跟班改造；二是在啟動運行前制定運行操作規程和準備好運行記錄資料；三是提前購買好啟動運行需業主準備的工具、物質；五是由安裝主、廠商培訓員工，并在啟動72小時運行其間跟班培訓，在72小時后由技術骨干負責培訓；六是及時聯系和協調解決運行中的設備設施故障、缺陷問題。

4 結語

綜上所述，在水電站增效擴容改造中，要想取得良好的改造效果，就要重視施工前期準備工作的落實，采取先進、適合的改造技術，加強監管與協調，重視改造資料管理，完善試運行準確工作，從而保證改造順利進行，并且確保改造質量符合預期設定標準，從而達到設計目標，提高工程經濟效益、社會效益與生態效益。

參考文獻

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[3] 陳曉蓉.關于農村水電站增效擴容改造安全管理的探討[J].科技創新與應用，2014，（15）.

作者簡介：蔣有祥（1967-），男，廣西桂林人，供職于廣西桂水電力股份有限公司恭城發電分公司，研究方向：水電技術和管理。

（責任編輯：黃銀芳）