水電站電氣二次設備技術改造分析

摘要：電力行業是我國的支柱型行業，對實現我國整體經濟建設發展目標十分重要。近年來，隨著國內整體經濟形勢的快速發展，電力行業也在不斷地進行著自身的發展與改革，逐漸成為了國內經濟建設發展的強大推動力。文章對水電站二次電氣設備技術改造進行了探討，以保證水電站的運行安全。

關鍵詞：水電站；二次電氣設備；技術改造

中圖分類號：TV737 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）25-0134-02

在水電站運行中，二次設備的技術改造是最為重要的一個環節。因此，如何保證水電站的運行安全已經成為了目前電力部門及相關部門領導最為重視的事情，也是必須要解決的事情。

1 水電站概述

所謂的水電站主要是指將水能轉換為電能一個場所。水電站主要是利用水能轉換成電能所建設的一系列的建筑物及設備的統稱。在水電站運行中，主要是利用興建的建筑設備與運行設備相互間的轉換來實現水能與電能間的轉換。同時通過水電站場所將水能集中起來，并利用運行設備將水流量及流向調整到相應的大小及位置上。首先將水庫內高水位的水經由引水系統引入水房內，然后輸送到水輪機設備中，使其發出電能。然后通過水輪機與動力發電機的相互作用將水能轉換為電能。最后，將轉換后的電能通過開關系統、變壓器以及輸電線路等設備輸送到各電網中。另外，水電站除了要有一定的建筑及設備外，對于一些相對較為特殊的水電站，還需要建設防洪、航運、過魚、過木等設施。

水電站通常由池水建筑物、擋水建筑物、水力水電發動機、水庫、發電廠房、發電機設備等共同組成。如圖1所示：

圖1

2 水電站二次設備改造技術

水電站是我國目前主要的發電場所，也是保障我國經濟建設可持續發展的最重要的組成部分。水電站的設備安裝中，通常分為一次設備安裝與二次設備安裝。所謂的一次設備安裝主要是水電站運行時所需的一些必不可少的硬件設備。而所謂的二次設備安裝則是對整個水電站運行過程中的參數控制、運行安全監控以及運行機組調節等一系列的設備的保護裝置，同時也是直接影響著電能轉換質量的關鍵所在，是直接關系著水電站經濟效益的重要條件。因此，水電站的二次設備改造技術就顯得尤為重要。水電站二次設備主要是對水電站一次設備運行過程起著監控、調節及發送、收集信號的作用。

2.1 水電站二次設備的運行現狀

隨著我國改革開放的深化，國內各項科技得以迅速的發展。同時在國內強大的經濟發展帶動下，水電站的各種自動化運行設備性能及運行能力也越來越高。隨著水電站的發展，目前運行中已經由原來的模式轉化為無人值班或是少人值班的運行形式，同時在水電站運行整個過程中也無采取了高科技的計算機遠程監控系統進行隨時監控。另外，隨著水電站的發展，目前可以實現在運行中突發緊急情況下采用手動控制的操作模式。在水電站運行設備中，二次設備均采用的是太網分層系統結構。為了盡可能保證網絡運行時的穩定性，網絡傳輸的媒介均采用了最為先進的光纖傳輸。同時，二次電氣設備在運行時主要由一臺主控計算機工作。另外，為了能夠適應時代的發展以及保證水電站設備的動行安全，水電站還專門設立了一個電氣維護工程師工作站。該工作站主要是在服務器發出信號后，通過路由器系統完成電力的調整，并通過光纖線路將信號發送至計算機終端，再由工作人員設定指令返回，完成智能化的控制。

2.2 二次電氣設備的改造技術措施

水電站二次電氣設備是保證水電站安全運行的基礎，電力行業相關人員及水電站工的人員經過多年的實踐經驗及分析研究，總結出了一些水電站二次設備改造中的技術措施。本節就以某水電站為例，進行一個具體的說明：

2.2.1 實例說明。某水電站2010年底第一臺發電機組正式投入運營，次年6月初全水電站的四臺發電機組均已正式投入生產。由于該水電站設備均屬剛開始投放運營中，在穩定性及安全性能方面均存在著許多的不足之處，在短時期內發電質量也處于不平穩狀態中。對此，該水電站負責人員及工作人員對二次運行設備進行了改造。改造后的二次設備運行機能得到了大幅度的提升，為水電站經濟效益創收打下了一個良好的基礎。

2.2.2 調速二次設備的改造技術措施。（1）該水電站工作人員對開機程度進行了修改。該水電站機組運行時采用的是將機組開機模式調整為自動開機前首先向計算機主控制系統發出一條開機自動化信號，如果在開機前沒有發出自動化信號的話，則主機系統會自動將葉片關閉，從而會導致整體機組停止工作。該水電站工作人員對機組開機系統進行修改，將開機程度采用微機編程方式改變其調速器的參數，從而最大限度實現了數所間的轉換。同時，通過這種微調設置可以完全避開開機指令信號環節，從而大大提高了開機時的穩定性能。（2）該水電站工作人員對自動水頭的回路系統進行了改造。通常情況下，水電站在收集水能的同時也會收集大量的泥沙。而在水電站運行中，由泥沙導致的側壓管道堵塞問題是十分常見的，這很容易造成機組在運行中調節器參數值不準確的現象，從使水電站各機同一階段運行時的參數值存在著較大的差異，甚至嚴重地影響著機組運行機能及經濟效益。針對此類情況，該水電站工作人員對自動水頭回路進行了改造，將以往所用的自動水頭回路均更換為水位集中測量凈水頭輸出裝置，同時在對側水位裝置自動水頭回路設備的改造基礎之上，將調整器水頭回路發送到機組，從而使機組自動水頭回路的穩定值得到了大幅度的提高，達到了水電站提高經濟效益的最終目的。（3）為了使電網達到最佳的穩定狀態，該水電站工作人員在原有機組設備的基礎上加設了一次高頻功能，并且可以通過內部參數設置提高整體網絡的穩定性能。

2.3 計算機監控系統的改造技術措施

計算機監控系統是水電站二次設備中最為重要一個組成元素，同時也是保證水電站運行安全及穩定性的前提。該水電站工作人員為了最大限度保證計算機監控系統的運行有效性，對計算機監控系統進行了技術改造，其主要從計算機的自動化無件系統、計算機設備、計算機控制裝置系統、計算機調度系統、計算機人機交換系統、計算機操作系統、計算機口令系統、計算機界面系統等多個方面進行了調整。同時，在計算機監控系統改造中，要科學地利用專業技術，保證計算機監控系統的合理性及穩定性、實用性。另外，在計算機監控設備改造中，要首先考慮到計算機監控設備的重要指標，即：計算機監控設備中各級CPU的運行承載能力、通道線路的傳輸能力、對特殊數據的復雜容錯能力、對異常情況的控制及恢復能力等，并且按照分散與集中式相結合的原理，徹底解決傳統下計算機監控系統中存在的諸多缺陷性問題。

除此之外，采用CPU雙網結構并存的形式，可以大大提高計算機監控系統中LCU操作界面的可操作性能，并同時提高系統的監控及反饋能力。

3 結語

綜上所述，水電站二次電氣設備技術改造對水電站設備的運行安全起著十分重要的作用。因此，在水電站二次設備改造時，要根據具體的情況而定，同時根據設備自身的特點以及運行機能合理地進行技術的改造，以便達到提高水電站二次設備運行安全穩定性能的最終目的。

參考文獻

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作者簡介：王鳳玲（1961-），女，遼寧康平人，供職于河北省遷西縣潘家口水電廠，研究方向：水電站勵磁及自動化設備應用。endprint