隆昌縣漁箭水電站增效擴容改造施工設計

彭祥英（隆昌縣沱灌工程管理處，四川　內江　642150）

隆昌縣漁箭水電站增效擴容改造施工設計

彭祥英
（隆昌縣沱灌工程管理處，四川內江642150）

我縣擁有農村小水電站三座，都建于20世紀80年代，經過幾十年運行，這些小水電站設備陳舊，電氣老化嚴重，絕緣性差，控制保護方式落后，機組振動及噪音大，整體故障率高，能量轉換效率低，甚至存在嚴重安全隱患，嚴重威脅著電站職工的身心健康和生命安全，急需進行技術改造。該文對隆昌縣漁箭水電站改造前存在的問題、改造實施項目、改造后效益進行分析。

水電站；增效擴容；效益

漁箭水電站修于隆昌縣漁箭河中游，利用黑水凼水庫蓄水發電，本電站于1982年竣工投產發電，該電站存在水輪發電機組運行時間長達31年，電氣設備老化，誤動作頻繁，造成機組開停機頻繁，設備檢修時間較多，近10年平均發電量僅60萬kW·h，達不到原設計年發電量，年利用小時僅1752h。水輪發電機組效率低下，運行噪音偏大，安全可靠性差，水機輔助設備老化，技術落后，電氣設備和控制系統技術落后、存在安全隱患、運行管理人員過多、運行成本較高等一系列問題，因此，漁箭水電站急待進行增效擴容改造，以保證漁箭河中下游工業用水和農業灌溉用水安全。

一、工程改造前狀況及歷年運行情況

（一）工程改造前狀況

漁箭水電站位于隆昌縣漁箭鎮黑水凼村。是利用黑水凼水庫蓄水發電，于1979年底正式開工興建電站。電站設計平均水頭20.1m，設計引用流量每秒2.118m3，裝機3×100kW的臥式混流式水輪發電機組。設計年發電量為100kW·h，設計年利用小時為2920h，實際發電量多年平均為60萬kW·h，年利用小時為1752h。電站總投資為68萬元。電站經10kV專線并入國家電網運行。

（二）歷年運行情況

1原放水口閘門無自動裝置，啟閉困難，攔污柵嚴重銹蝕，損壞（欄污柵水位差無信號顯示）。

2原勵磁系統為勵磁機提供勵磁和復式勵磁方式，由于運行時間過長，運行年限已有27年，勵磁機整流子車削多次后整流子直徑變小。其物理中性線變化較大，勵磁調整效果較差，碳刷火花較大，勵磁電流不穩定變化較大，且經常剩磁消失需充磁，操作極其不方便。

二、改造前情況

（一）水工建筑物問題

1擋水建筑物

經過31年的運行，大壩壩體出現裂縫滲水，特別是經過洪水沖刷，已出現安全問題。經簡單整治，基本滿足電站運行要求。

2廠區建筑物

廠區建筑物包括廠房、升壓站、引水渠、尾水渠及生活區房屋建筑。由于電站建于80年代中期，因設計和資金問題，廠房及廠區辦公、職工住宿比較簡陋，經過20多年的運行，已經出現房屋漏水門窗破損，墻體風化等系列問題，已嚴重影響電站的安全運行。引水渠、尾水渠經幾次洪水沖刷已出現底板滲漏墻體風化等系列問題。經簡單整治，基本滿足電站要求。

（二）機電設備問題

1水輪機

原水輪機轉輪模型技術落后，效率偏低，碳鋼制造，水輪機轉軸運行時間長，轉輪銹蝕嚴重掉邊，經過多次檢修后共轉輪葉片線型發生了較大的變化，效率低下，出力減少。原用軸導瓦，推力瓦為巴氏合金，由于運行時間長，檢修次數多，巴氏合金變薄，軸瓦間隙過大，軸瓦溫度高，冷卻效果差。軸瓦容易燒毀。測溫系統原采用扇型溫度計，誤差大。軸瓦檢修維護極為不方便。

2調速器

首先，調速器運行時間長，調節不靈活。其次，技術落后，自動化水平低，運行、檢修、維護成本較高。

3電氣部分

（1）電氣一次部分

（a）主變壓器

電站原設三臺主變器，型號為S5-125此臺變壓器分別于1982年投運，運行時間已久，外殼出現漏油痕跡，加上原來的生產工藝上的問題，實際運行中發現變壓器的空載和負載損耗較大，超過相關規程規范要求。

（b）一次高壓電纜

經多年運行，老化嚴重。一次高壓電纜直流泄漏電流大，絕緣下降。

（c）低壓配電柜

原廠用電屏設備嚴重老化。

（2）電氣二次部分

本電站的監控保護系統采用常規繼電器產品，這種保護在運行中存在以下缺點：

（a）占用空間大，安裝不方便；（b）采用繼電器觸點多，大大降低了保護靈敏性和可靠性；

（c）調試、檢修復雜，一般要停電才能進行，影響正常生產；

（d）使用壽命太短，由于繼電器線圈的老化直接影響保護的可靠動作；

（e）繼電器保護功能單一，要安裝各種表記才能觀察實時負荷；

（f）數據不能遠方監控，無法實現遠程控制。

三、工程任務

電站主要利用黑水凼水庫蓄水發電，電站本次增效擴容改造未涉及水工建筑的改造，水輪發電機臺數不變。容量增加，由總裝機300kW增加到600kW。

（一）裝機容量選擇

根據漁箭水電站運行的現狀，機組運行情況較差，本次技改中增加裝機容量300kW，總裝機為3×200kW。

（二）水輪發電機組及其輔助設備

電站本次增效擴容改造更換水輪發電機組，提高電站自動化水平，做到“無人值班，少人值守”。

（三）改造前后水輪機性能比較

水輪機轉輪改造前和改造后性能比較見表1。

從表1中看出，水輪機機組改造后，在額定點效率增加的同時，提高了水能利用率，改建后的水輪機轉輪整體采用06Cr13Ni4Mo材質的不銹鋼轉輪，因此，大幅度提高了水輪機的抗氣蝕、抗泥沙磨損的性能。

（四）水機輔助設備改造

調速系統改造：原電站調速器為手動調速器，操作較為費力，不夠靈活，本次擴容改造將電站調速器改為微機數字閥液壓調速器。

根據水輪機型號及電站的水頭、流量等參數，選數字閥液壓調速器，操作油壓為16MPa，調速器型號為YT -300。選用帶有油壓裝置的組合式調速器。

（五）自動化系統

1監控系統

按照《繼電保護和自動裝置技術規程》的要求配置并采用微機型。具體配置為：發電機保護、10kV線路保護以及主變保護。

2電氣測量

按電氣測量儀表裝置設計技術規程要求監測的有關電氣量均進入本電站計算機監控系統予以監測，主要監測量是：發電機、10kV線路、10kV母線、變壓器、直流系統。

3非電量測量

本電站計算機監控系統除對前述電氣量進行監測外，還將對非電氣量進行監測，如水位、油位、壓力、流量、開度、溫度、水頭、壓差、效率、轉速等。

四、效益分析

（一）經濟效益

隆昌縣漁箭水電站增效擴容改造工程完成后，避免了漁箭水電站原有水電設備、設施報廢，提高發電、輸電能力。避免報廢減少發電量，增效擴容改造后新增了水電發電量140萬kW·h，漁箭水電站增效擴容改造每年可增加經濟效益27.72（含稅）萬元。

漁箭水電站增效擴容改造帶動了隆昌縣建材、機電設備制造業的發展，拉動內需，增加農村水電裝備制造行業和相關行業大量就業崗位，產生十分明顯的間接經濟效益。增加了漁箭當地農民收入，特別是水電站以電養水的灌區，每年總共增加農民收入1800萬元以上。

（二）生態效益

農村水電是清潔可再生能源，不會產生溫室氣體二氧化碳和其它有害氣體和廢物。漁箭水電站增效擴容改造的效益電量替代燃煤火電廠發電，可產生巨大的減排效益，每年將節約標準原煤565t，每年減少二氧化碳向大氣排放總量1395t，對大氣排放做出極大的貢獻和產生較好經濟效益。

（三）社會效益

農村水電是農村重要的基礎設施和公共設施，通過實施漁箭水電站增效擴容改造工程，消除了安全隱患，提高了可靠性，增強了農村水電為“三農”服務的能力，促進了我國社會主義新農村建設。實施漁箭水電站增效擴容改造工程，顯著提高了隆昌縣農村水電站的現代化水平，提高了安全生產的技術保障條件。有效保障了農村水電站的防洪安全，在充分發揮防洪、灌溉效益的同時，改變了隆昌縣農村水電帶病運行的狀況將起到極大的作用。漁箭水電站增效擴容改造工程提高了災害性氣候條件下或大電網故障解列時隆昌縣的供電保障能力；有效降低農村電價，促進家電下鄉；同時通過經營管理創新，使得隆昌縣漁箭鎮集體經濟組織和農民直接受益。

[1]劉承.龍頭山水電站增效擴容改造探討[J].中國水能及電氣化，2013（01）：116-118.

[2]薛鵬，王鑫，田婭娟，等.中小水電站增效擴容改造的主要問題及解決方案[J].中國農村水利水電，2014（02）：133-136，141.

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