關于江西安福社上、巖頭陂水電站增容改造總結

王水珍

摘 要：江西安福社上、巖頭陂水電站增效擴容改造的主要任務是對電站機電設備及附屬設施進行更新改造，采用現今先進技術并以最經濟手段達到技改目標。通過提高水輪機和發電機的運行效率，充分利用水庫水能資源，進而增加發電量，最終獲得較好發電經濟效益，促進當地社會經濟發展。同時電站的改造對消除安全運行隱患，減輕機組運行人員的工作壓力也大有裨益。

關鍵詞：電站改造；增效擴容；改造過程

江西安福社上、巖頭陂水電站皆為立式混流式機組，分別于1974年及1994年建成投產發電，運行時間已有40年及20年。由于電站建設投產較早，水輪發電機組老化嚴重，調速器、勵磁系統及進水閥門設備陳舊，存在嚴重的安全事故隱患，在很大程度上影響了電站的安全、經濟、穩定運行，增加了運行、維護人員的工作量及勞動強度。

同時電站自動化元件、電器設備、監控設備、繼電保護設備等受早期制造工藝和技術水平限制，造成電站綜合自動化水平較低，遠不能滿足當今水電站“無人值班”、“少人職守”運行管理方式的要求。

一、電站主機部分增容改造過程

1）發電機機座號不變時由于容量增加則會導致定子鐵芯長度有所增加，轉子磁軛的高度也會相應的增加。而作為改造機組，電站廠房高度及發電機地面高程無法變更，所以必須核對舊發電機轉子的起吊高度，盡量保證新設計制造的轉子高度不大于舊轉子。在核對發電機轉子長度的同時也不能忘記核對水輪機主軸與轉輪裝配后的高度是否滿足起吊要求。由于發電機機坑不變，定子高度增大后，是否會造成機坑高度不足而使得定子突出地面，使得發電機地板無法安裝的問題，這個需要發電機設計者設計時充分注意。

2）由于電機機坑至水輪機蝸殼中心距離無法測量得很精確，同時發電機與水輪機加工總會有誤差，因此要求發電機定子及下機架的楔子板都需要重新調整，相應的土建也需要變動，這個是改造機組必須處理的措施，無法避免。

3）對于水輪機蝸殼及座環測量必須準確，因為涉及到水輪機頂蓋、底環及導葉配合問題。由于機組容量增加了，水輪機轉輪的過流量也相應的增加，這就要求活動導葉的開度也要增大，因此測量蝸殼固定導葉內切圓直徑就十分重要。如果活動導葉在沒有達到最大開度時就碰到蝸殼固定導葉而無法開大，則會造成機組流量受阻而無法達到增容的目的，甚至造成改造失敗。如真的出現此干涉情況，則活動導葉數量必須增加，只有這樣才能使得單個活動導葉尺寸減少，從而避免碰到固定導葉。好在兩電站沒有出現此類現在，活動導葉數量和原來設計的一致，都采用16個。

二、電站輔機部分增容改造過程

（一）進水閥門

社上水電站進水閥門采用蝴蝶閥型式，直徑均為DN1750，型號均為1750HD741H-10Vk。由于受到廠房空間限制，無法設置重錘，進水閥門啟閉均采用純液動驅動方式，油壓可達16MPa，開關閥力距大，同時減小了接力器的體積。閥門的開啟及關閉時間均為60～120s（可調）。旁通閥直徑初定為DN250，當由于原電站進水鋼管伸出上游墻很短，故旁通管只能布置在閥門的閥體上，而閥體長度有限，無法布置DN250旁通管，根據電站實際情況采用了DN150旁通管，電站實際運行后表現良好。

（二）調速器

型號分別為YWT-4000-16（社上水電站）、YWT-3000-16（巖頭陂水電站），均采用微機控制方式。調速器由微機控制器（微機調節器），電液隨動系統和油壓裝置三大部份構成，結構型式為組合式，外置式接力器。微機控制器實現機組的頻率、功率的測量和控制；電液隨動系統是本調速器的執行機構，接受微機控制器的控制信號，驅動水輪機的控制機構；油壓裝置為液壓隨動系統提供能源，油壓裝置帶有機械式自動補氣裝置，該裝置可在機組正常運行過程中自動給壓力油罐補氣，不需要設置中壓壓縮空氣系統。

調速器集電氣箱和機械柜一體。可編程控制器、觸摸屏、不間斷電源和綜合信號放大器等電氣部件置于與機械柜相隔離的電氣箱中，調整維護和檢修測量都十分方便。電液隨動系統安裝在氣箱下部的機械柜中，它包括步進電機操作缸、濾油器、杠桿系統及主配壓閥組件、事故停機電磁閥等部件，柜內布置清爽、有序。

（三）勵磁裝置

型號均為PWL-2B，采用雙通道方式。兩路通道互為備用方式，可以正常并聯運行，也可以故障時自動切換，每路通道均可獨立工作。能診斷到包括過程通信模塊在內的每一個插件的故障；當硬件故障時，軟件可及時發現；當電源消失和恢復供電，以及調節器停止后又走動，能自動按實時狀態恢復工作。勵磁系統能保證發電機勵磁電流和電壓為額定出力下勵磁電流和電壓的1.1倍時，長期持續運行，同時能滿足發電機最大容量和發電機各種工況運行要求，具有強行勵磁和逆變滅磁的能力。

本勵磁系統滿足單機運行和多機并聯運行的要求。本勵磁系統能在發電機穩定運行范圍內維持機端電壓變化不超過0.5%。勵磁系統滿足發電機線路初始充電的要求，且具有手動調節功能。勵磁系統配備與計算機監控系統接口的硬軟件設備，除常規的開關量接口方式外，還有RS-232或RS-485串行通訊接口。

三、結語

社上、巖頭陂水電站增效擴容改造在2014年開始至2015年年底完，消除了電站運行安全方面的隱患，提高了發電量及發電效率，完滿地達到了預定要求。兩個電站的總的裝機量由原來的10000kW增加到12800kW，特別是水輪機總體性能有了大幅度提高。通過合理調度電站的運行方式，可減少電站設備檢修的時間及周期，間接達到了提高發電量的目的。當然在電站改造過程中也發現了由于經驗不足，出現了一些問題，好在這些問題對改造進度沒有造成太大影響，希望通過此次電站改造，鍛煉及提高電站各個部門的工作能力，為電站以后的檢修或處理相關問題打好良好的基礎。

參考文獻：

[1] 王志平，黃維舟，朱秋芳.電站增容改造的可行性研究[J].水利科技與經濟，2013（04）.