陳美琴

摘要：我國許多水電站都是在20世紀(jì)70年代左右建成的，發(fā)展至今，電站的設(shè)備以及其他環(huán)節(jié)不同程度地存在缺陷，影響著電站的安全運(yùn)行，必須通過技術(shù)改造，更換相關(guān)設(shè)備，改善電站運(yùn)行環(huán)境。文章就丘洋二級(jí)電站二次技改相關(guān)問題進(jìn)行了詳細(xì)的分析，分享二次技改經(jīng)驗(yàn)，供有關(guān)人員借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：坵洋二級(jí)電站；二次技改

中圖分類號(hào)：TV51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2014）17-0095-02

1丘洋二級(jí)電站概述

丘洋二級(jí)電站現(xiàn)有35 kV出路間隔二回，其中一回接入35 kV梧桐變電站其線路全長4.8 km，另一回路間隔處在備用狀態(tài)。根據(jù)永泰縣電網(wǎng)規(guī)劃相關(guān)文件，技改后丘洋二級(jí)電站接入電網(wǎng)方式保持不變。但梧桐變電站從目前接至35 kV劉岐變電站，2013年改為直接接入梧桐鎮(zhèn)220 kV青云變電站，導(dǎo)致電網(wǎng)短路電流急劇增加，需重新校核丘洋二級(jí)電站設(shè)備短路電流是否超限。

丘洋二級(jí)電站現(xiàn)有電氣主接線采用兩機(jī)一變擴(kuò)大單元接線方式，安裝一臺(tái)4 000 kVA升壓變壓器，在發(fā)電機(jī)額定電壓6.3 kV，二臺(tái)發(fā)電機(jī)出線高壓柜直接接入6.3 kV母線。6.3 kV高壓設(shè)備采用戶內(nèi)布置，6.3 kV母線為單母線接線，設(shè)置二回6.3 kV出線柜間隔，其中一回為升壓變壓器進(jìn)線柜，另一回路為近區(qū)負(fù)荷專用柜。但受歷史條件限制，電站現(xiàn)有主要高壓設(shè)備已不適合運(yùn)行要求，需要實(shí)施技改工作。

2有關(guān)丘洋二級(jí)電站二次技改相關(guān)問題討論

丘洋二級(jí)電站機(jī)電設(shè)備技術(shù)改造工作量大，涉及發(fā)電機(jī)組、主變壓器、高壓等主設(shè)備停運(yùn)，造成電站停止發(fā)電運(yùn)行，從而增大了電站技改的經(jīng)濟(jì)成本。為了減少發(fā)電量損失，電站技改工作應(yīng)根據(jù)季節(jié)氣候雨水情況、水庫來水量、庫容調(diào)節(jié)情況、電網(wǎng)供電運(yùn)行情況，制定了科學(xué)、周密的施工方案。具體的施工方案分為三個(gè)階段進(jìn)行：第一階段主要項(xiàng)目包括：①完成機(jī)電設(shè)備訂貨工作。②電站接地網(wǎng)改造。③35 kV母線新PT構(gòu)架土建基礎(chǔ)施工。④安裝35 kV廠用變壓器。（為技改準(zhǔn)備施工電源）⑤更換技術(shù)供水動(dòng)力箱及輔助設(shè)備動(dòng)力箱。⑥檢修主廠房起重設(shè)備。第二階段電站可適時(shí)停止發(fā)電，與往年電站運(yùn)行相比，基本不影響電站發(fā)電量。其主要的項(xiàng)目包括：①合理安排機(jī)組發(fā)電，直到水庫排空為止。②逐臺(tái)更換水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪、加大噴管。③與上項(xiàng)目同步改造發(fā)電機(jī)定子絕緣、更換發(fā)電機(jī)中性電流互感器。④與上項(xiàng)目同步逐臺(tái)更換調(diào)速器。檢查到站的機(jī)電設(shè)備，及安裝材料。⑤更新改造的電氣設(shè)備應(yīng)在規(guī)定時(shí)間以前全部到貨。第三階段全面開展技改工作，電站需要全部或部分停電，這個(gè)階段主要項(xiàng)目包括：①35 kV舊主變、斷路器拆除。②35 kV戶外斷路器設(shè)備基礎(chǔ)土建工程施工。③35 kV主變基礎(chǔ)土建工程施工。④35 kV主變、35 kV斷路器安裝就位。⑤中控室、主廠房、高壓室舊屏柜及舊電纜拆除。⑥中控室、主廠房、高壓室新屏柜安裝就位。⑦電站高低壓電力電纜安裝接線。⑧電站二次回路電纜安裝接線。⑨電站電氣設(shè)備調(diào)試、機(jī)組試運(yùn)行。⑩運(yùn)行人員培訓(xùn)。

2.1技改工作中對(duì)電氣設(shè)備的選擇

技改前舊變壓器SJL-4 000/38.5±5%/6.3，技改后變壓器采用S11-5 000/38.5±5%/6.3。機(jī)組年利用小時(shí)按3 200 h計(jì)算，其中二臺(tái)機(jī)運(yùn)行2 300 h；單臺(tái)機(jī)運(yùn)行1 800 h。通過方案對(duì)比，更換本電站節(jié)能型電力變壓器，每年可減少電能損耗89 095 kW·h，為最佳方案。

電站現(xiàn)有高壓柜設(shè)備為GG-1 A型不具備“五防”功能，且投運(yùn)時(shí)間久，超壽命運(yùn)行，已經(jīng)老化。近年來高壓柜新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，對(duì)原有設(shè)備不是簡單的更換，而是根據(jù)增容后的要求，選用性能更好、更節(jié)能、環(huán)保的新型設(shè)備。6 kV斷路器選用VS1-12型真空斷路器，將斷路器本體與操作機(jī)構(gòu)前后布置組成統(tǒng)一整體，壽命長，維護(hù)工作量少，操作性能可靠，按照安裝位置選用額定電流與額定短路開斷電流。6 kV配置裝置采用箱式金屬全封閉XGN2-12開關(guān)柜，具有五防功能，運(yùn)行安全可靠。

2.2 電站防雷接地改造

電站接地網(wǎng)已運(yùn)行20多年，當(dāng)時(shí)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，接地網(wǎng)水平接地體主要采用-40×4扁鋼作為水平接地體，運(yùn)行過程中雖曾做過零星的補(bǔ)充，但大部分接地體已銹蝕腐爛，對(duì)原電站接地網(wǎng)進(jìn)行重新施工。新建接地網(wǎng)須改用-60×6鍍鋅扁鋼作為水平接地體，其埋深深度0.8 m，接地電阻<4 Ω。

為了提高微機(jī)保護(hù)抗靜電干擾能力，防止微機(jī)保護(hù)發(fā)生誤動(dòng)，因此電站中控室的防靜電接地設(shè)計(jì)就顯得猶為重要。防靜電接地目的主要對(duì)中控室進(jìn)行屏蔽處理，并使所有保護(hù)裝置的接地處于同一等電位接地網(wǎng)上。具體作法:控制室內(nèi)地網(wǎng)采用-22×4銅排敷設(shè)成網(wǎng)格，各保護(hù)屏的專用接地采用25 mm2的多股軟銅線與銅網(wǎng)相連，銅網(wǎng)最終以一點(diǎn)主接地網(wǎng)相連。

2.3丘洋二級(jí)電站機(jī)組勵(lì)磁裝置技改

丘洋二級(jí)電站現(xiàn)有二臺(tái)發(fā)電機(jī)分別配備兩種不同方式的勵(lì)磁裝置先后于1987年、2000年投入運(yùn)行。#1發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流主要取自同軸直流勵(lì)磁機(jī)，機(jī)組采用復(fù)式勵(lì)磁裝置調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流。復(fù)式勵(lì)磁裝置由電磁元件和笨重的滅磁開關(guān)和磁場調(diào)節(jié)電阻等部件組成，勵(lì)磁調(diào)節(jié)速度較慢，維護(hù)工作量大。#2發(fā)電機(jī)采自并激可控硅靜止勵(lì)磁系統(tǒng)，勵(lì)磁系統(tǒng)由勵(lì)磁調(diào)節(jié)屏、可控硅整流屏和勵(lì)磁變壓器組成。該機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)屏采用大量的單個(gè)電子元器件組成，運(yùn)行性能差、故障率高。兩種不同方式勵(lì)磁裝置的二臺(tái)發(fā)電機(jī)組并列運(yùn)行，其勵(lì)磁調(diào)節(jié)特性差別相當(dāng)，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障，本站35 kV線路斷路器跳閘，二臺(tái)機(jī)組過電壓導(dǎo)致全部跳閘，造成全廠停電事故。

水輪發(fā)電機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁裝置是實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)端電壓和機(jī)組無功功率調(diào)節(jié)，保證發(fā)電機(jī)安全、可靠、高效運(yùn)行的關(guān)鍵控制設(shè)備。針對(duì)本電站存在上述的問題，要求二臺(tái)機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)改造為自并激可控硅三相橋式全控靜止微機(jī)勵(lì)磁。該系列勵(lì)磁裝置設(shè)有手動(dòng)、自動(dòng)功能、系統(tǒng)運(yùn)行可靠；采用變結(jié)構(gòu)變參數(shù)，起勵(lì)迅速平穩(wěn)，電壓無差限躁，并網(wǎng)快，可實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)后無功自動(dòng)限躁有功或調(diào)壓控制，突甩負(fù)荷調(diào)整快且性能好，保護(hù)功能全。該勵(lì)磁裝置設(shè)有通信接口，方便與微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)結(jié)，設(shè)備維護(hù)操作簡單，可靠性高，保障了機(jī)組安全、優(yōu)質(zhì)、高效地運(yùn)行。

2.4電站直流系統(tǒng)改造

丘洋二級(jí)電站直流系統(tǒng)采用簡單的硅整流配置固定型鉛酸蓄電池，經(jīng)常出現(xiàn)直流系統(tǒng)故障，嚴(yán)重影響了電站機(jī)電設(shè)備的安全運(yùn)行，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

①充電裝置性能差：直流系統(tǒng)充電裝置使用的是硅整流電源，電源紋波系數(shù)大，充電性能差，達(dá)不到自動(dòng)化運(yùn)行條件，主充、浮充經(jīng)常出問題，承受環(huán)境溫度和外界干擾能力差，且維修困難；②蓄電池質(zhì)量差，維護(hù)工作量大：直流系統(tǒng)采用固定型鉛酸蓄電池，特性不良，維護(hù)困難，其總?cè)萘恐鹉晗陆?還存在漏酸、爆炸等危險(xiǎn)隱患；③直流系統(tǒng)絕緣水平差:在水電站中,直流系統(tǒng)支路較多,分布較廣,大部分機(jī)組自動(dòng)化元件安裝在中控室層和發(fā)電機(jī)層,加之通風(fēng)條件差、工作環(huán)境惡劣,自動(dòng)化元件表面容易結(jié)露,造成直流系統(tǒng)支路絕緣下降或接地。

本次電站直流系統(tǒng)技術(shù)改造選用GZMCW系列智能微機(jī)型直流電源屏，其交流輸入電壓三相380 V±20%、頻率50±3 Hz，輸出容量為100 AH、220 V，微機(jī)控制高頻開關(guān)直流電源成套裝置，蓄電池采用全封閉免維護(hù)閥控鉛酸蓄電池，其監(jiān)控系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu)，大屏幕液晶顯示，能對(duì)交流供電、直流饋電、整流模塊、電池組及系統(tǒng)支路絕緣狀況實(shí)施全方位監(jiān)測和控制，并具有通信接口，方便與自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)接。

3結(jié)語

丘洋二級(jí)電站經(jīng)過技改，提升了設(shè)備的運(yùn)行效率，降低了每年花費(fèi)的成本，具有很強(qiáng)的適用性以及經(jīng)濟(jì)性。

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