水電站電氣二次設(shè)備的技術(shù)改造對策

馬愿軍

（甘肅電投大容電力有限責(zé)任公司，甘肅蘭州 730030）

0 引言

水電站電氣二次設(shè)備可以對水電站電氣一次設(shè)備進(jìn)行檢測和控制，其技術(shù)改造成果直接影響到一次設(shè)備的運(yùn)行效率和質(zhì)量。當(dāng)前，多數(shù)水電站為無人值班模式，依靠計算機(jī)全程監(jiān)控和管理，而水電站二次設(shè)備影響著整個電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，影響到水電站運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性與水電站的發(fā)電效率。部分水電站電氣設(shè)備已難以滿足現(xiàn)代化建設(shè)需求，對水電站二次設(shè)備進(jìn)行改造是大勢所趨。

1 水電站電氣二次設(shè)備的基本要求

水電站電氣二次設(shè)備包括勵磁系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)、絕緣監(jiān)測系統(tǒng)、水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、主變（升壓）繼保（輕、重瓦斯、溫度、過負(fù)荷、速斷等）、上網(wǎng)線路繼保（過流、速斷）等（圖1）。在水電站遇到緊急情況時，除了操作人員手動排除隱患之外，二次設(shè)備可以控制一次設(shè)備，是能夠規(guī)避風(fēng)險的電氣設(shè)備。

圖1 部分二次電氣設(shè)備

對水電站電氣二次設(shè)備有以下要求：①質(zhì)量要過關(guān)，保證在特殊情況下能正常工作，對一次設(shè)備進(jìn)行檢測和控制；②檢測數(shù)據(jù)科學(xué)高效，保障電站運(yùn)行正確數(shù)據(jù)的輸入、輸出及采集，進(jìn)一步對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，采取措施規(guī)避問題，提高運(yùn)行效率；③能準(zhǔn)確匹配一次設(shè)備，保證工作效率與電氣系統(tǒng)一體化發(fā)展。

2 水電站電氣二次設(shè)備技術(shù)改造要點

我國目前大量的水電站面臨轉(zhuǎn)型升級，隨著科技水平和對生態(tài)環(huán)保要求的提高，對水電站的運(yùn)行也提出了更高的要求。由于多方面的因素影響，導(dǎo)致電氣二次設(shè)備在改造過程中呈現(xiàn)出部分不可避免的問題：①電氣一次設(shè)備的位置固定，造成電氣二次設(shè)備的安裝空間有限且位置相對固定；②為了不影響居民的正常用電，一般在電站運(yùn)行的情況下進(jìn)行升級改造，存在時間緊迫、進(jìn)度緊等問題，留給二次設(shè)備改造升級的時間有限；③存在一定的安全隱患，因為需要對二次設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)，會與機(jī)組的檢查等發(fā)生矛盾，容易造成安全隱患。改造過程要遵循方案，布置好圖紙并明確計劃，一般用到的安裝接線圖包括布置圖、接線圖、端子排圖等：①布置圖用以表示二次設(shè)備的安裝位置，一般根據(jù)設(shè)備的實際尺寸進(jìn)行等比例繪制；②接線圖用以表示二次設(shè)備安裝時具體的線路接入情況；③端子排圖用以指導(dǎo)端子排與二次設(shè)備、外部電纜之間的連接。

2.1 改造技術(shù)

水電站電氣設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備，一次設(shè)備是水電站正常運(yùn)行中的主要功能設(shè)備，安裝先于二次設(shè)備；二次設(shè)備是對一次設(shè)備進(jìn)行檢測和控制的設(shè)備系統(tǒng)，對整個水電站運(yùn)行流程進(jìn)行參數(shù)控制，保障安全運(yùn)行、合理調(diào)整機(jī)組等，是水電站必不可少的設(shè)備，影響著水電站的安全、質(zhì)量和效率，乃至于水電站的供電效率及經(jīng)濟(jì)效益。水電站二次設(shè)備的改造直接影響著水電站的轉(zhuǎn)型升級和水電站能否持續(xù)平穩(wěn)地運(yùn)行發(fā)展。

2.2 改造要求

在二次設(shè)備改造前，應(yīng)根據(jù)水電站的電氣設(shè)備情況做好改造方案、提出相應(yīng)的改造要求，請專家進(jìn)行研判和論證。對水電站設(shè)備進(jìn)行全面檢查與監(jiān)管，保障水電站設(shè)備信息采集的及時、準(zhǔn)確，對工程進(jìn)度做好更新。監(jiān)督水電站二次設(shè)備改造的整個過程，保證設(shè)備安裝工藝及運(yùn)行質(zhì)量，保證整個水電站電氣設(shè)備參數(shù)的正確性及系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2.3 改造實施

在二次設(shè)備改造實施過程中，應(yīng)理清電纜線路，優(yōu)化一、二次設(shè)備布置，減小因線路纏繞造成的安全隱患，保障水電站的穩(wěn)定運(yùn)行，減少水電站的能耗，提高水電站的運(yùn)行效率。

（1）二次電纜管道預(yù)埋。預(yù)埋二次設(shè)備管道是為了順利通過電纜，是二次設(shè)備改造前首先要做的工作。在澆筑混凝土前，需要安排布置好所有線路，按照相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范進(jìn)行檢查，保障電氣設(shè)備的科學(xué)布置。在澆筑混凝土后，需要保障先前布置好的電纜不外露，減少外部環(huán)境可能對電纜造成的破壞。布置電纜的管道兩頭需要進(jìn)行光滑打磨，防止電纜兩頭磨損；電纜管對接處應(yīng)套絲或焊接，保障接口的嚴(yán)密性，防止出現(xiàn)漏漿等現(xiàn)象。保證管道外的電纜長度合適，以免造成不必要的浪費。在預(yù)埋過程中若發(fā)現(xiàn)有不合理之處，應(yīng)及時修改。

（2）二次盤柜安裝。水電站多為地下電站，空氣潮濕，二次盤柜里面布滿電纜，因此二次盤柜安裝前首先要做好二次盤柜內(nèi)外防腐材料的涂刷作業(yè)。核算好基礎(chǔ)型鋼下料長度，做好二次盤柜相關(guān)部位的焊接工作，最后回填、平整二期混凝土。在整個安裝過程中，要注意對二次盤柜的固定，可使用膨脹螺栓或膨脹釘，保證二次盤柜的底面高于地面1 cm，保證二次盤柜的水平、高度及穩(wěn)定性。

（3）電纜敷設(shè)與連接。電纜管道預(yù)埋和二次盤柜的連接直接影響著電纜的敷設(shè)與連接質(zhì)量。電纜敷設(shè)要檢查管道布置的合理性及管道兩頭是否光滑，測量電纜長度，根據(jù)拿到的電纜設(shè)計圖紙一一核查，若實際敷設(shè)與圖紙設(shè)計有差異，要根據(jù)圖紙進(jìn)行修改。電纜布置是一項系統(tǒng)性的工作，必須請專業(yè)人員進(jìn)行檢查，合理安排、優(yōu)化線路。技術(shù)人員根據(jù)電纜的走向?qū)€纜架、線纜溝、線纜井等在圖紙上做好標(biāo)識，一般情況下根據(jù)控制線纜在下、動力線纜在上的原則進(jìn)行布局。在線纜敷設(shè)過程中，要盡量使電纜避開線纜支架，并且將電纜的末端固定好，確保電纜的長度合理，不易出現(xiàn)線路交叉等問題。電纜的敷設(shè)與連接是相對復(fù)雜的工作，操作人員必須要做好前期準(zhǔn)備工作，才能達(dá)到事半功倍的效果。

（4）設(shè)備安裝質(zhì)量檢測。二次設(shè)備安裝完成后，為保障二次設(shè)備能正常運(yùn)行并達(dá)到改造的目的，需要對安裝完成的二次設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量檢測。做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，了解檢測的重點并做好檢測表格等，在檢測的過程中要避免發(fā)生安全事故，做好監(jiān)管工作。若二次設(shè)備的安裝沒有質(zhì)量問題，則檢測運(yùn)行情況，做好參數(shù)的記錄和分析，判斷是否達(dá)到設(shè)計目標(biāo)。若沒有達(dá)到，要分析在哪些方面出了問題，采取措施進(jìn)行補(bǔ)救；調(diào)整設(shè)備參數(shù)，進(jìn)行多次試驗，使其達(dá)到最優(yōu)的運(yùn)行狀態(tài)。記錄質(zhì)量檢測的過程及心得，為后面數(shù)據(jù)分析及事故處理提供支撐資料。

3 結(jié)論

水電站電氣二次設(shè)備的改造直接影響電氣設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，必須高度重視。二次設(shè)備改造涉及的方面多，需要系統(tǒng)地統(tǒng)籌安排，具體實施的每個過程都需要高度重視，尤其是前期的準(zhǔn)備工作，包括圖紙設(shè)計等；具體的實施過程及后期檢測、優(yōu)化，是保障水電站二次設(shè)備改造能夠達(dá)到設(shè)計目的的重要環(huán)節(jié)。水電站電氣設(shè)備的二次改造是我國水電站轉(zhuǎn)型升級的重要措施，雖然目前改造技術(shù)已相對成熟，但亦有很多可以優(yōu)化的環(huán)節(jié)，正是業(yè)內(nèi)人士后期繼續(xù)研究和攻克的重點。