史 輝，高正廉，徐 霞，張曉華

加強(qiáng)設(shè)備升級(jí)改造 消除隱患提高效益

史 輝，高正廉，徐 霞，張曉華

（桃林口水庫(kù)管理局，河北盧龍066400）

良好的設(shè)備狀況是水電站安全運(yùn)行、發(fā)揮工程效益的基礎(chǔ)，尤其是老舊設(shè)備進(jìn)行必要升級(jí)改造對(duì)提高設(shè)備的安全可靠運(yùn)行尤為重要。結(jié)合桃林口水庫(kù)水電廠實(shí)際情況對(duì)設(shè)備升級(jí)改造和效益情況進(jìn)行了分析。表1個(gè)。

水電站；升級(jí)改造；安全生產(chǎn)；運(yùn)行效益

1 概 述

桃林口水電廠總裝機(jī)容量2×10MW，兩機(jī)一變，110kV出線一回，1998年底并網(wǎng)投運(yùn)。由于當(dāng)時(shí)處于自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于小水電的初期，大部分設(shè)備只是在常規(guī)設(shè)備上簡(jiǎn)單加裝了自動(dòng)化設(shè)備，利用常規(guī)繼電器實(shí)現(xiàn)控制，元器件繁多，造成投運(yùn)后不久，執(zhí)行元件出現(xiàn)故障使自動(dòng)化元件不能執(zhí)行被迫退出運(yùn)行等問(wèn)題。另外，近年來(lái)計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用，很多設(shè)備都利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，原型產(chǎn)品已被市場(chǎng)淘汰，導(dǎo)致一些元器件無(wú)法更新，缺陷得不到及時(shí)修復(fù)。桃林口水電廠的調(diào)速器、勵(lì)磁裝置和保護(hù)裝置先后出現(xiàn)多起故障，造成事故停機(jī)，直接影響到設(shè)備的正常運(yùn)行。本著技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、靈敏高效的理念，在經(jīng)過(guò)廣泛調(diào)研論證后，決定采用成熟可靠的自動(dòng)化技術(shù)，從2007年到2009年對(duì)調(diào)速器、勵(lì)磁裝置和保護(hù)裝置等主要輔機(jī)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造。這些改造項(xiàng)目的實(shí)施，在保證安全生產(chǎn)的同時(shí)，對(duì)全面提高水庫(kù)工程的綜合效益起到了重要作用。

2 設(shè)備的升級(jí)改造

本次設(shè)備改造經(jīng)多方調(diào)研考察，優(yōu)先考慮技術(shù)成熟、設(shè)備過(guò)關(guān)、廣泛應(yīng)用且反映良好的裝置，采用了目前通用的通信接口為以后微機(jī)監(jiān)控設(shè)備改造留有余地。設(shè)備改造全部由運(yùn)行人員完成，提高了設(shè)備的可靠性，減短了熟悉設(shè)備的時(shí)間，同時(shí)鍛煉了隊(duì)伍，節(jié)省了資金。

2.1 調(diào)速器升級(jí)改造

桃林口水電廠原調(diào)速器為電氣液壓調(diào)速器，其控制部分由電液轉(zhuǎn)換器、輔助配壓閥、緩沖器、主配壓閥等構(gòu)成，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，油質(zhì)要求高。在運(yùn)行中，存在電液轉(zhuǎn)換器卡阻造成溜負(fù)荷、測(cè)頻精度差、調(diào)試維護(hù)困難等缺陷。電氣部分采用模擬電子調(diào)節(jié)器，抗干擾性能差，時(shí)常出現(xiàn)誤動(dòng)作。由于北方水庫(kù)水頭變化大，原調(diào)速器開(kāi)度、開(kāi)限值出廠時(shí)固化在芯片內(nèi)無(wú)法根據(jù)水頭變化及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，水頭變化時(shí)無(wú)法自動(dòng)開(kāi)、停機(jī)，達(dá)不到自動(dòng)化要求。針對(duì)上述情況升級(jí)改造后，采用微機(jī)控制數(shù)字閥式調(diào)速器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封性能好，對(duì)油質(zhì)要求不高，油泵啟動(dòng)次數(shù)較少。電氣部分采用計(jì)算機(jī)程序控制，安全性能提高，參數(shù)可根據(jù)水頭變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，運(yùn)行安全可靠，達(dá)到了自動(dòng)化的要求。

2.2 勵(lì)磁裝置升級(jí)改造

桃林口水電廠原勵(lì)磁裝置是模擬型晶閘管自并激靜止勵(lì)磁裝置，其核心是由大量集成塊和分立元件構(gòu)成的自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器。長(zhǎng)期運(yùn)行中存在部分元器件特性發(fā)生變化，造成特性不穩(wěn)定調(diào)節(jié)性能變差的情況，故障原因查找困難，調(diào)試檢修復(fù)雜。后期買(mǎi)不到功能插件等備件，設(shè)備得不到及時(shí)更新維護(hù)，給安全運(yùn)行帶來(lái)很大隱患。改造后的新勵(lì)磁裝置采用Windows人機(jī)界面，具有AVR雙通道自動(dòng)互相切換（如有兩個(gè)通道故障，AVR將切到手動(dòng)控制通道）［1］，具有實(shí)時(shí)參數(shù)查詢修改、故障錄波及通訊功能，裝置自身還有起勵(lì)回路保護(hù)、誤強(qiáng)勵(lì)保護(hù)、誤強(qiáng)減保護(hù)、過(guò)勵(lì)和欠勵(lì)限制等保護(hù)。改造后的勵(lì)磁裝置運(yùn)行可靠，保證了發(fā)電生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。

2.3 保護(hù)裝置升級(jí)改造

桃林口水電廠原保護(hù)裝置為單板機(jī)型微機(jī)保護(hù)裝置，由差動(dòng)保護(hù)、復(fù)壓過(guò)流保護(hù)、失磁保護(hù)等多套保護(hù)組成，每一套保護(hù)都是由一個(gè)或幾個(gè)獨(dú)立的功能插件組成，曾多次出現(xiàn)過(guò)插件損壞、保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)等故障，且試驗(yàn)不合格，動(dòng)作不可靠，不能滿足運(yùn)行要求［2］。由于是已淘汰技術(shù)，買(mǎi)不到插件，不能及時(shí)更換，保護(hù)裝置誤動(dòng)作造成了多起機(jī)組事故停機(jī)，嚴(yán)重影響發(fā)電運(yùn)行安全和經(jīng)濟(jì)效益，已經(jīng)到了不改造不行的地步。新的保護(hù)裝置采用了技術(shù)比較成熟的NSC551微機(jī)型發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置和NSC520微機(jī)型變壓器保護(hù)裝置，其核心部件為高性能、大容量的32位主處理器CPU，負(fù)責(zé)大量的數(shù)據(jù)和故障判斷處理。各單元輸入、輸出與電源等均相互獨(dú)立，互不影響，裝置軟硬件成熟、穩(wěn)定。目前發(fā)電機(jī)、變壓器保護(hù)裝置運(yùn)行穩(wěn)定，動(dòng)作可靠，沒(méi)有誤動(dòng)作和設(shè)備故障記錄。

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

桃林口水電廠設(shè)備全面升級(jí)改造后，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，為桃林口水庫(kù)工程實(shí)現(xiàn)供水發(fā)電效益的雙豐收奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。尤其是2012年水庫(kù)遭遇10年一遇較大洪水的考驗(yàn)，電站設(shè)備首次長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)歷設(shè)計(jì)條件下滿負(fù)荷運(yùn)行，未出現(xiàn)一次事故停機(jī)，機(jī)組始終保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，全年發(fā)電近7500萬(wàn)kW?h，超過(guò)設(shè)計(jì)發(fā)電量（6280萬(wàn)kW?h），達(dá)到歷史最高，為提高水庫(kù)在豐水年的綜合運(yùn)行效益發(fā)揮了決定作用（見(jiàn)表1）。

表1 桃林口水電廠發(fā)電運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)

4 結(jié) 語(yǔ)

桃林口水電廠通過(guò)采取新技術(shù)、新設(shè)備對(duì)設(shè)備全面升級(jí)改造后，為水電廠的安全運(yùn)行提高了保障，同時(shí)極大提高了水庫(kù)綜合運(yùn)行效益。由此可見(jiàn)，加強(qiáng)設(shè)備的升級(jí)改造，是安全生產(chǎn)和創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益最直接、最有效的途徑。

［1］ 李基成．現(xiàn)代同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用［M］．北京：中國(guó)電力出版社，2002．

［2］ SL529—2011，農(nóng)村水電站技術(shù)管理規(guī)程［S］．

責(zé)任編輯 吳 昊

2014－12－12

史 輝（1975－），男，高級(jí)工程師，主要從事水電站發(fā)電運(yùn)行、檢修等工作。

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