對水力發電廠一次系統的技術改造的探討

毛亮光++夏朝森

摘 要：本篇文章主要以珊溪水力發電廠為例介紹了一次系統存在的一些問題，并就這些問題提出了技術改造方案。該方案的實施，不但增強了系統線路供電的可靠性，優化了系統保護的選擇性，還在一定程度上提高了系統的整體性能、自動化程度和安全穩定性。

關鍵詞：水力發電廠 一次系統 技術改造

中圖分類號：TV734 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（b）-0122-01

珊溪水力發電廠坐落于浙江省溫州市文成縣珊溪鎮內，距溫州市117 km，距文成縣28 km，位于飛云江干流中游河段，是溫州市最大的水電站。珊溪水力發電廠共裝有4臺50 MW（總裝機容量為200 MW）混流式水輪發電機組，主要擔任溫州地區的調峰、調頻和事故備用的任務。采用兩機一變擴大單元接線方式，共2個機變擴大單元，接入220 kV母線，全廠220 kV配電裝置采用單母線接線，一回220 kV出線送出（珊垂2476線）。每個機變擴大單元均接有1臺廠用變和1臺壩區變，0.4 kV廠用電由1分廠用變和2分廠用變供電。

1 改造前存在的問題

1.1 保護選擇性較差

該系統屬于非標準擴大單元的內橋接線，并且此電力為二次保護設計，所以在主變差動保護和發電機過流二段保護的時候，都會造成與主變相連的各側斷路器發生相應的動作。為此，當主變或者發電機出現故障的情況發生時，都會不同程度的影響其對電網的送電環節。如此，將會大大增加事故范圍，并降低電氣設備之間保護的選擇性。

1.2 供電可靠性不高

對系統中的設備進行事故檢修或者開展日常的技術監督檢查和檢修維護的時候，都必須要保證，與其有關的斷路器是斷開的，并且隔離開關是開著的，這時才能將設備從運行系統中退出來，并進行以上工作。此后，當這些工作完成以后，還是要將設備投入到電網運行中去的，這時，仍然需要再次將與其相連的各側斷路器跳開。然后才能合上主變高低壓側隔離開關。由此可以看出，主變的投、退都會直接關系到供電情況的好壞，并在一定程度上影響著對外供電的可靠性。

1.3 操作維護量大

在該系統中，一些線路的進出開關站的連接都是由油浸式穿墻套管來完成的。就這些套管來說，為了滿足規定的技術要求，必須年年對套管中的油進行化驗。另外，就是該穿墻套管布置的位置了，這些位置一般都比較高，很不利于檢修工作人員對其進行取油和補油的工作環節。這些不但在很大程度上增加了員工們的工作量，還大大提高了高樓墜落的隱患發生。

1.4 設備安全穩定性不高

伴隨著電網的廣泛普及和應用，其對于對各發電企業的安全穩定性要求也逐漸提高。而就珊溪水力發電廠來說，由于成立的年代有點早，就致使在該廠中存在這一些老式的設備仍然在運作，這些設備也帶來了相應的一些問題。如：開關站電流互感器、電壓互感器及開關等一次設備的二次信號、控制電纜采用的是非屏蔽電纜，這就為抗電磁干擾的實現帶來了不小的困難。發電機的電流存在著余量小、精度低等問題。就端子箱來說，采用的也是較為一般的材質，抗雨雪能力差，也較快老化。

2 改造方案

2.1 改造原則

在嚴格遵照國家電網公司要求的前提下，結合電廠綜合自動化改造工程的需要，我們將通過以下幾方面原則的實施來進一步完善一次設備改造工作：一是，統籌安排原則。這就要求電廠將一次設備改造與全廠綜合自動化工程緊密的聯系到一塊，以便達到設計同步、施工也同步的效果。該原則的實施不但可以在一定程度上提高發電量，還能促進水利樞紐工程的防洪、灌溉性能的發揮。二是，設備選型原則。這一原則要想完美的實現就要保證改造設備的選擇應要以結構簡單、可靠性高、技術先進、便于維護、定型產品為主。三是，互補替換原則。在全面掌握原有設備的基礎上，完全依照以往設備的尺寸和參數等選擇設備，以便保證本次采購設備的備品備件能夠適用于原有設備。四是，經濟性原則。就一次設備改造而言，在考慮現有條件的運用時，要將注意力更多的放在現有的場地和設備布置情況兩個方面，這樣做的好處是能夠優化設計布置，對于工程量和資金投入量的減少是極為有利的。

2.2 改造項目

一是，在主變高壓側增加1臺斷路器。在運用原有主變隔離開關安裝間隔的基礎上，拆除間隔外側的支柱瓷瓶和隔離開關，并用鋼結構梁代替原有的混凝土梁，為安裝位置的保證提供有利支持。這時，便能夠安裝斷路器了。二是，對隔離開關的改造。主要就是用電動隔離開關取代完全以往的進線隔離開關。三是，不再使用油浸式穿墻套管，改為使用干式絕緣穿墻套管，并且在適合的地方安裝一個電流互感器。四是，全部使用密封良好的戶外式端子箱。同時，信號線也要先通過端子箱，再到保護屏，如此，便能對信號的中轉和主變風機的控制。五是，要保證所有的二次信號控制電纜都是滿足要求的，否則就要全部更換屏蔽電纜。六是，選用更高、更精確的電流互感器。七是，在全面來了解和掌握改造后的電氣主接線情況的基礎上，增加一套母線保護裝置。

3 改造效果和經驗

一方面，就改造效果來說。經過一段時間的調查研究發現，本次改造的一次設備運行正常，不但杜絕了以往發生的種種問題，還在很大程度上提高了系統的自動化程度和整體性能。具體的來說：一是，斷路器和電流負感器的增設，不但大大減少了主變的投、退時間，還使得保護動作不會再作用于出線斷路器，大大增強了其可靠性。二是，母線保護裝置的應用，有利于提高系統保護的選擇性和用電的可靠性。三是，干式絕緣穿墻套管和電動隔離開關的使用大大減少了工作強度，還為設備的自動化提供了有利支持。此外，二次電纜、發電機電流互感器及主變端子箱的改造更換，對于主變風機控制能力的提高和系統的安全穩定性的保障來說也是極為重要的。

另一方面，就改造經驗來說，由于我們在整個改造過程中，具備著準備充分、計劃周密、組織合理、管理嚴謹、職工參與積極性高等眾多優點，所以這次改造不但提高了電廠系統的安全可靠性，還提高了全廠人員的業務技術水平。具體的來說包括四點內容：一是，通過與設計院的全面溝通，重視規劃了設計。二是，抓住了重點，即做好新增斷路器安裝間隔的設計和施工。三是，在明確施工的關鍵工序和節點的基礎上，施工得到了優化。四是，全員都積極的參與了，在促進員工之間溝通了解的同時，還提高了團隊工作的能力。

參考文獻

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