牛立志

(安格莊水電廠，河北 保定 074200)

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安格莊水電廠增效擴(kuò)容改造及效果

牛立志

(安格莊水電廠，河北 保定 074200)

摘要：安格莊水電廠經(jīng)多年運(yùn)行，設(shè)備老化，自動(dòng)化程度下降，不僅嚴(yán)重影響機(jī)組效率，而且極大地威脅電廠的安全運(yùn)行，亟需進(jìn)行技術(shù)改造。通過增效擴(kuò)容改造，提高了機(jī)組效率，改善了設(shè)備性能，使電站煥發(fā)了新的生機(jī)和活力，為保安全、多發(fā)電提供了設(shè)備保障。表1個(gè)。

關(guān)鍵詞：水電廠；增效擴(kuò)容；設(shè)備改造

1概述

安格莊水電廠座落于河北省易縣安格莊村西，屬壩后式電廠。1974年10月機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，裝機(jī)容量3×3 200 kW，設(shè)計(jì)水頭30.5 m，設(shè)計(jì)流量37.8 m3/s，多年平均發(fā)電量2 845 萬kW·h。主機(jī)設(shè)備為天津發(fā)電設(shè)備廠制造，運(yùn)行至今已40多年。由于缺乏改造資金，設(shè)備老化，自動(dòng)化程度下降，不僅嚴(yán)重影響機(jī)組效率，而且極大地威脅電廠的安全運(yùn)行，亟需進(jìn)行技術(shù)改造。經(jīng)過積極努力，2013年安格莊水電廠被列為水利部、財(cái)政部2014年增效擴(kuò)容改造單位。

2設(shè)備改造

2.13號水輪發(fā)電機(jī)組改造

水輪機(jī)氣蝕磨損嚴(yán)重，運(yùn)行工況降低，早已達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，而且運(yùn)行穩(wěn)定性差。因此，將原水輪機(jī)型號KL123—LJ—140改造為HLNF06—LJ—140不銹鋼節(jié)能轉(zhuǎn)輪。在安裝過程中，根據(jù)實(shí)測，新轉(zhuǎn)輪比舊轉(zhuǎn)輪上、下冠增高50 mm，因此將轉(zhuǎn)輪平臺(tái)下降50 mm,尾水管補(bǔ)氣裝置也做了進(jìn)一步改善。上、下機(jī)架在原始安裝時(shí)未裝定位銷，只是用電焊加固，在本次安裝過程中，測好中心后重新加裝定位銷。機(jī)組安裝完畢后經(jīng)試運(yùn)行一切穩(wěn)定，上導(dǎo)擺度0.07 mm，水導(dǎo)擺度0.10 mm，各部溫升正常。

由于3號發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子絕緣下降，線圈和鐵芯溝槽內(nèi)油泥堆積較多，溫升較高，嚴(yán)重影響散熱效果，因此將定子線圈由B級絕緣更新為F級絕緣，轉(zhuǎn)子線圈也做了一并處理。

2.2調(diào)速器改造

原3臺(tái)調(diào)速器均為CT—40型，經(jīng)過多年運(yùn)行，機(jī)械部件磨損嚴(yán)重，零配件無法購買，多年失修，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，開停機(jī)只能人工操作手輪，調(diào)節(jié)極不穩(wěn)定，開機(jī)并網(wǎng)慢，并網(wǎng)運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)負(fù)荷下滑現(xiàn)象?，F(xiàn)改造為YZFT—3000系列數(shù)字閥可編程計(jì)算機(jī)控制器，其特點(diǎn)如下：

(1)采用觸摸屏作為人機(jī)畫面。畫面全中文顯示，便于檢修操作、觀察及維護(hù)。

(2)邏輯性強(qiáng)。內(nèi)存大，調(diào)節(jié)模式靈活，具有很強(qiáng)的自診斷、防錯(cuò)、糾錯(cuò)及容錯(cuò)功能。

(3)聯(lián)網(wǎng)方便。自動(dòng)化水平高，具有很高的測頻精度和可靠性能。

(4)適用各種特殊運(yùn)行方式。如孤網(wǎng)運(yùn)行，由大電網(wǎng)解裂為小電網(wǎng)運(yùn)行的突變情況，均可保證機(jī)組穩(wěn)定性。

2.3主變壓器改造

原2臺(tái)主變壓器為64標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的SJL型鋁線繞阻變壓器，負(fù)載損耗大，效率低，發(fā)熱嚴(yán)重，閥體漏油嚴(yán)重，滿器油污。更新為S11型銅芯繞組節(jié)能變壓器，該變壓器體積較小、功耗低、維護(hù)方便、溫升效果好。

2.4斷路器改造

原使用的斷路器為DW1—35D(多油式斷路器)和SN2—10(少油式斷路器)，設(shè)備早已過時(shí)淘汰，動(dòng)靜觸頭磨損嚴(yán)重，接觸電阻大，三相同步差，漏油嚴(yán)重，無設(shè)備配件，維護(hù)檢修困難?，F(xiàn)更新為ZW7—40.5戶外真空斷路器和ZN28—10型戶內(nèi)真空斷路器。新型斷路器帶有合閘貯能機(jī)構(gòu)，操作機(jī)構(gòu)為電磁式彈簧機(jī)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)作可靠，維護(hù)方便，滅弧能力強(qiáng)，使用壽命長，無爆炸危險(xiǎn)，無污穢，噪音低等優(yōu)點(diǎn)。

2.5保護(hù)測控裝置改造

控制保護(hù)測控裝置系統(tǒng)是機(jī)組指揮中心，是設(shè)備改造的重中之重。本次改造采用先進(jìn)的DMP300C1型微機(jī)發(fā)電機(jī)保護(hù)測控裝置，HZDK200監(jiān)控系統(tǒng)和HZGPS全球衛(wèi)星同步時(shí)鐘取代了維護(hù)成本高、動(dòng)作靈敏度差的老繼電器保護(hù)測控裝置。微機(jī)保護(hù)測控裝置通過以太網(wǎng)接入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中，采用單元式組合，方便保護(hù)配置和功能擴(kuò)充，具有自動(dòng)檢測故障診斷和定位及修復(fù)提示功能，通過通信接口可實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)。

HZDK200系統(tǒng)操作采用菜單分層式結(jié)構(gòu)，操作簡單，清晰方便。系統(tǒng)接通電源時(shí)進(jìn)入主界面，可顯示系統(tǒng)時(shí)間和電源基本信息及當(dāng)前狀態(tài)。信息查詢包括：交流電壓、直流控制電壓、電流、合成電壓、開關(guān)狀態(tài)、電池組電壓、電流、溫度、放電容量、母線對地電壓、電阻絕緣，如有故障會(huì)發(fā)出音響報(bào)警信號。

DMP300C1系列微機(jī)發(fā)電機(jī)保護(hù)測控裝置，采用當(dāng)今先進(jìn)的軟、硬件技術(shù)，雙CPU結(jié)構(gòu)，整體面板，抗振動(dòng)、抗干擾，適應(yīng)于惡劣環(huán)境，可靠性高，保護(hù)算法成熟、完善、功能設(shè)計(jì)全面化，內(nèi)部硬件自檢功能強(qiáng)，當(dāng)裝置內(nèi)部故障時(shí)能及時(shí)檢測并報(bào)警。用戶界面人性化，實(shí)時(shí)顯示電流、電壓、頻率、功率及各種事件及接線圖，便于現(xiàn)場運(yùn)行維護(hù)人員操作。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)及GPS對時(shí)，實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)時(shí)鐘同步，通訊接口提供以太網(wǎng)接口。

3改造效果

改造后設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，發(fā)電效率顯著提高，運(yùn)行操作人員操作頻度大大降低，實(shí)現(xiàn)了增效擴(kuò)容的目的。

3.13號發(fā)電機(jī)組效率提高

經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行測量，庫水位在154.3 m時(shí)，空載流量1.95 m3/s，負(fù)荷帶3 200 kW，用水流量9.83 m3/s。而相同型號的2號機(jī)滿帶3 200 kW，用水流量12.36 m3/s，節(jié)水2.53 m3/s，可多帶負(fù)荷761 kW，效率提高23.8%(見表1)。

表1　改造效果對比

3.2自動(dòng)化程度提高

3號機(jī)組電腦發(fā)出開機(jī)到并網(wǎng)指令后，自動(dòng)開蝴蝶閥(本次改造操作系統(tǒng)已更新),調(diào)速器自動(dòng)開導(dǎo)水葉，自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)，自動(dòng)調(diào)整給定有、無功負(fù)荷，均由電腦完成，實(shí)現(xiàn)了少人值守的目的。

3.3降低了廠用電率

調(diào)速器改造前壓油泵2 min啟動(dòng)1次，給壓力油罐充氣每8 h充氣2次；改造后壓油泵1個(gè)多小時(shí)啟動(dòng)1次，壓力油罐24 h充氣1次，空壓機(jī)啟動(dòng)次數(shù)大大降低，減少了設(shè)備磨損，節(jié)省了廠用電。

3.4節(jié)省用油

斷路器更新為真空斷路器，解決了變壓器及斷路器漏油問題，大大減少了用油量。

4目前存在的問題

本廠油、水、風(fēng)三大系統(tǒng)，1、2號蝴蝶閥操作系統(tǒng)和3臺(tái)蝴蝶閥漏水以及1、2號水輪發(fā)電機(jī)組尚未改造，仍需人工操作，并存在安全隱患。如果這些問題得到解決，全部設(shè)備就完全實(shí)現(xiàn)微機(jī)監(jiān)控自動(dòng)化，徹底實(shí)現(xiàn)少人值守或無人值守的目標(biāo)。

5結(jié)語

通過增效擴(kuò)容改造，提高了機(jī)組效率，改善了設(shè)備性能，使老舊電站煥發(fā)了新的生機(jī)和活力，為保安全、多發(fā)電提供了設(shè)備保障，實(shí)現(xiàn)了增效擴(kuò)容的目的。

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責(zé)任編輯吳昊

作者簡介：牛立志(1966-)，男，工程師，主要從事農(nóng)村水電管理工作。E_mail：baodingshi064x@sina.com

收稿日期：2016-01-05