探析水電站電氣一次系統技術改造

張成平

摘要：現階段，伴隨著社會經濟的快速發展，水電站進程逐漸加快。在水電站中，由于水力發電自身具備發電成本低、效率高、不經常收到外界因素影響的特點，其在我國電力能源結構中起到了十分重要的作用。一次系統是電力系統的核心，對于一次接線設計以及電氣設備的選擇，都和一次系統性能的發揮有著直接的聯系。但是，從水電站實際運行情況來看，由于運行時間比較長，機組效率出現了一定的下降現象，因此，對小水電站一次系統實施技術改造工作是很有必要的，對于電氣運行和維護人員而言，必須加大對水電站電氣設備的維護力度，明確存在的故障問題，加以排除，將電氣設備的使用性能發揮到最大。

關鍵詞：水電站；電氣一次系統；技術改造

在水電站設計期間，國家制定了嚴格的規定，明確要求水電站必須按照要求實施設計工作，在這一階段中，對于電氣主接線的設計是很重要的一項工作，因此，需要從水電站實際運行情況入手，選擇與之相符的電氣設備來開展優化處理工作，在此基礎上確保水電站可以安全穩定的運行。在本文中，重點論述了水電站中的電氣改造技術。

1、水電站案例

在某水電站運行中，其裝機容量為2x15mw，電站內沒有自供負荷區，所有發電全部上網，然后送入系統最大容量是30mw。從當前情況來看，運行期間，要從電壓輸出等級為110KV、兩回110KV輸電線路上網等環節入手，在此環節內，一回作為備用出現使用，另一回則接到110KV變電站上網，輸送距離大約為15km。從實際情況來看，這一類型的水電站屬于壩后式小型水電站的一種，它產生的功能為發電，在電站運營期間，主要遵循無人值班、少人值守的原則。

2、水電站電氣一次系統的論述

2.1對于水電站電氣接線的分析

所謂電氣接線，主要包含兩種接線方式，分別為一次接線以及二次接線。發電廠主接線主要包含發電機、變壓器、隔離開關以及母線等，通過將這些線路有效連接在一起，以此實現發電廠的安全、穩定運行。在發電廠中，一次接線是重要的一部分，它是核心內容，對于發電廠技術、經濟指標有著決定性影響，在設計期間，遵循的原則是水電站電氣系統產生的性能，并且從動能特點、水文氣象以及地質地形的具體運行條件等因素去考慮。

2.2電氣一次接線方式

在電氣一次接線的時候，一般是根據水電站以及電力系統實際運行和應用情況入手，然后確定出來的。10～110kv的接線方式包含無匯流母線的接線方式和有匯流母線的連接方式，其中，無匯流母線的接線形式包含橋形接線、多角形接線等，而有匯流母線的接線方式則包含單母線、中母線分段以及雙母線等。

2.3發電機和主變壓器的連接形式

一般情況下來看，發電機和主變壓器的連接方式包含多種類型，首先，從單元接線入手，它是將一臺機組和一臺主變壓器連接在一起，其次，擴大單元接線，這一方式是兩臺或者兩臺以上的機組和變壓器相互連接。最后，聯合單元接線，此種方式為兩組單元接線聯合。在連接期間，為了提升發電機連接線出口的穩定性，可以將斷路器安裝到發電機出口接線中。與此同時，要想防止發電機受到強電的影響，可是借助變壓器的接地功能來實施發電機接地工作，中間則是離相封閉母線等將發電機和變壓器連接在一起。

3、在對水電站電氣一次系統技術進行改造時應當遵循的原則

對于水電站電氣改造而言，一般是在遵循相關操作規范要求的基礎上，從水電站實際運行情況去考慮，進而以減少工期和成本來提升經濟效益，實現其穩定運行的目的。

3.1可行性原則

在水電站電氣改造期間，時長受到一些因素的影響，因此，在改造期間，要從水電站實際運行情況合理化的展開設計，與此同時，制定的設計方案要滿足國家規定需求。

3.2科學性原則

在遵循上述原則的基礎上引進新型技術、先進設備等，以此解決原來水電站存在的一些問題。

3.3經濟性原則

針對一次性投資的設備，比如隔離開關、斷路器等，要節省相關的設置，保持主接線的簡單性。對主變形式進行選擇的時候，應當合理的實施，以此保證系統安全穩定的運行。

4、水電站電氣一次系統技術改造的相關內容

對水電站電氣進行一次改造的時候，主要包含以下幾個要點：合理改進原有的主接線方案，對主接線方案進行整頓的依據是廠用電引進接以及接線方式。一般情況下，對于新型的替換產品而言，要和原有電氣設備的實際情況相符合。

①合理的選擇主變壓器；對于多個主變壓器容量、抗阻率等，要相互接近或者一致，以此確保并列使用，并且，還要選擇新材料以及新工藝制造出來的主變壓器，以此減少空載損耗或者短路損耗情況的發生。比如，當之前原有的變壓器容量滿足需求時，可以使用技術改造的方式，將其整改成節能型變壓器。

②把高壓開關設備更換掉；以往的固定式開關柜安全性不高，可以將其淘汰掉，然后選擇性能良好、質量高的新型開關柜，這一開關柜具備較高的特點，可靠性和體積小、但是成本較高。

③廠用電設計；根據水電站實際運行情況來選擇廠用變壓器，一般情況下，選擇的常用變壓器自身具備保護外殼以及溫控裝備，它可以從一定程度上滿足自動壓降或者運行荷載情況。通常來說，設有自動投入裝置或者備用電源來提升設備的性能，使其安全穩定的運行。

④更換低壓交、直流電源設備以及廠用變出現斷路器等，合理的進行選擇，與此同時，還要在各個主廠房內引進檢修配電箱和動力配電箱。

在之前原有的水電站運行期間，經常使用鉛酸蓄電池組，一般來說，是將這種電池組當做直流電源使用，但是其具備占地面積大的特征。對此，在對電氣進行改造的過程中，可以使用免維護蓄電池柜將其替換下來，減少事故問題的出現。

針對一般的水電站電氣改造工作，通常是對設備以及主接線方案進行改進，在此過程中，要保持電站整體布置方案、配電裝置通道、各級電壓進出線方向以及結構等方面的一致性。不可以過度的對站內照明、過電壓保護和接地情況進行改造。另外，可以使用性能良好的氧化鋅避雷器來更替以往的閥型避雷器，氧化鋅避雷器自身具備良好的優勢，比如體積較小、殘壓低以及性能高等一系列優點。

5、水電站電氣改造的重要性

在水電站經過長時間的運行之后，相關的電氣設備救護逐漸呈現老化狀態，這種現象無法有效保障供電的可靠性，使得發電效益得不到提高，因此，在水電站運行期間，對水電站電氣實施改造工作是很重要的，其中，改造的重要性表現在以下幾點：

①在有的發電器建成之后，投入的主變壓器型號、容量以及性能之間存在著很大的差異性，無法滿足現有的運行需求。

②在母線工作過程中，一般是滿載流量和過載流量，但是穩定性不高，安全性差。

③一般情況下，是將油斷路器當成斷路器，但是，伴隨著時間的推移和使用年限的增加，經常出現短路、老化嚴重以及變形等較多的問題，與此同時，和它配套的操作機構是電磁式的一種，性能比較的差，配件落后等。

④現有的配電型號混亂，經常出現連接電纜混亂情況，這從一定程度上影響了運行和維護工作的實施的開展。

6、結語：

現階段，對新型設備和技術實施相關的改造工作，具有十分重要的作用，在這一過程中，不僅可以有效增強設備的整體性能，與此同時，還可以避免設備出現大量的損耗，降低了設備發生故障的機率，從一定程度上減少了運行期間不安全因素的出現，實現了經濟效益的提升。從中看出，加強對水電站電氣一次系統技術改造是非常具有現實意義的。

參考文獻：

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