蒂文

（湖南省水府廟水電站 湖南省湘鄉(xiāng)市 411424）

小水電自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀及對策

蒂文

（湖南省水府廟水電站 湖南省湘鄉(xiāng)市 411424）

隨著水利事業(yè)的不斷發(fā)展，小水電自動(dòng)化設(shè)備在水電站中的應(yīng)用越來越廣泛，小水電自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用不僅提高了水電站運(yùn)行的穩(wěn)定性，也大大提高了水電站的經(jīng)濟(jì)效益，目前一些水電站中普遍存在著小水電自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行問題。本文將以水府廟水電站為例，對小水電自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行現(xiàn)狀作出分析，并提出相應(yīng)的運(yùn)行對策。

小水電；自動(dòng)化設(shè)備；運(yùn)行現(xiàn)狀；對策

單站容量在25000kW以下的水電站為小型水電站，我國的小水電分布廣泛，是水利工程中的一種重要水力資源設(shè)施，其具有分散性、對生態(tài)環(huán)境負(fù)影響小、簡單性、地區(qū)特征鮮明、標(biāo)準(zhǔn)化、造價(jià)低等特點(diǎn)。其中水府廟水電站位于湘江一級(jí)支流漣水的中上游，臨近雙峰、湘鄉(xiāng)、婁底三縣（市），坐落于湘潭棋梓溪口，水庫控制流域面積達(dá)3160km2，總庫容5.6億m3，庫面面積44.3km2，電站裝機(jī)容量為10250kW，多年平均發(fā)電量1.09億kW·h，是集灌溉、防洪、發(fā)電、供水、養(yǎng)殖等于一身的不完全季調(diào)節(jié)水利工程[1]。

1 小水電自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀

1.1 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀

水府廟水電站采用型號(hào)為SF8200-36/4500的發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)數(shù)量為4臺(tái)，發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)為GB/T7894-2001，另外2個(gè)主變壓器，額定電壓分別為11萬V和3.5萬V。

水府廟電站的勵(lì)磁系統(tǒng)主要采用了由碳刷、滑環(huán)、磁場變阻器、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器和直流勵(lì)磁機(jī)等組成的直流勵(lì)磁系統(tǒng)，勵(lì)磁機(jī)保持與發(fā)電機(jī)同軸，而勵(lì)磁繞組獲得勵(lì)磁電流由滑環(huán)和碳刷完成，勵(lì)磁電流可通過勵(lì)磁調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方式主要是基于機(jī)端偏差電壓進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)[2]。

1.2 水輪機(jī)運(yùn)行現(xiàn)狀

水府廟的水輪機(jī)采用了型號(hào)為HLJF3920A-LH-230的水輪機(jī)，在效率、空化、穩(wěn)定性等方面具有較好的性能，解決了以往效率偏低、空化性能差、單位流量偏低的問題，但隨著水輪機(jī)的常年運(yùn)行，機(jī)組的過流部件磨損嚴(yán)重，極大地影響了水輪機(jī)的水力性能。

1.3 微機(jī)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀

微機(jī)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)由集中監(jiān)控系統(tǒng)、分散式監(jiān)控系統(tǒng)、分層分布監(jiān)控系統(tǒng)三部分組成。微機(jī)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)具有機(jī)組自動(dòng)開機(jī)（圖1）和停機(jī)（圖2）、檢測機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)、機(jī)械與電氣保護(hù)、采集處理設(shè)備數(shù)據(jù)、自動(dòng)調(diào)節(jié)有功無功、機(jī)組過流保護(hù)低頻（高頻）保護(hù)機(jī)組過負(fù)荷保護(hù)過速保護(hù)、自動(dòng)記錄打印運(yùn)行參數(shù)等功能，但目前一些小水電站的微機(jī)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)并不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控的全部功能，仍不能做到自動(dòng)電壓控制、自動(dòng)發(fā)電控制等[3]。

圖1 #4機(jī)組自動(dòng)開機(jī)流程圖

2 小水電自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行中存在的問題

2.1 設(shè)備元件無法與系統(tǒng)兼容

一些小水電站選擇的設(shè)備裝機(jī)容量與單機(jī)容量相差較大，自動(dòng)化程度低，無法與機(jī)組兼容；此外小水電站采用的調(diào)速器、勵(lì)磁裝置與微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的接口不兼容，導(dǎo)致設(shè)備無法接入監(jiān)控系統(tǒng)；而手動(dòng)操作設(shè)備的自動(dòng)化配備、底層設(shè)備信息傳輸、輔助系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)控同樣存在一定的問題。

圖2 #4機(jī)組自動(dòng)停機(jī)流程圖

2.2 設(shè)備可靠性低

一些小水電站的自動(dòng)化設(shè)備和元件容易發(fā)生故障，一旦出現(xiàn)故障，維修和更換不及時(shí)將嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行，如該水電站有次出現(xiàn)了機(jī)組頻發(fā)震動(dòng)擺渡過高信號(hào)的問題，工作人員對機(jī)組上導(dǎo)、下導(dǎo)和水導(dǎo)進(jìn)行檢查，經(jīng)發(fā)現(xiàn)機(jī)組震動(dòng)擺渡不符合設(shè)計(jì)實(shí)際要求。

2.3 運(yùn)行人員技術(shù)水平偏低

一些小水電站普遍存在運(yùn)行人員或設(shè)備維護(hù)人員技術(shù)水平偏低的問題，自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行較復(fù)雜，對運(yùn)行人員的操作能力有較高的要求，如果運(yùn)行人員沒有熟練掌握操作技巧，很可能出現(xiàn)操作不當(dāng)?shù)膯栴}，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。

2.4 自動(dòng)化程序存在缺陷

該水電站的一次機(jī)組停機(jī)操作過程中，工作人員輸入停機(jī)指令以后，停機(jī)程序沒有正確執(zhí)行，而是跳過了自動(dòng)減負(fù)荷，直接跳了發(fā)電機(jī)出口斷路器，引發(fā)機(jī)組電氣過速保護(hù)動(dòng)作，過速140%，頻率70Hz，造成機(jī)組快速閘門自動(dòng)關(guān)閉，造成事故停機(jī)（一類障礙），地調(diào)所對此進(jìn)行嚴(yán)肅批評并按要求罰款，給我站造成了額外的檢修任務(wù)以及預(yù)算外的經(jīng)濟(jì)損失。

3 小水電自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行對策

3.1 自動(dòng)化設(shè)備的正確選型

自動(dòng)化設(shè)備的選型應(yīng)遵循實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、簡單的原則，選擇時(shí)應(yīng)注重設(shè)備的適用性，比如調(diào)速器的選擇應(yīng)適用于該水電站機(jī)組，保證調(diào)速器能夠正常工作，避免在緊急情況下失去鏈接，發(fā)電機(jī)出口斷路器的選擇應(yīng)遵循最高的經(jīng)濟(jì)性，節(jié)省投資、可靠安全的機(jī)械和電氣性能、較長的機(jī)械和電氣操作壽命的原則，保證其具備多相短路非對稱開斷能力。

3.2 優(yōu)化自動(dòng)化程序

自動(dòng)化程序本身存在的缺陷極易導(dǎo)致命令操作的錯(cuò)誤執(zhí)行，為此就需要對自動(dòng)化程序進(jìn)行優(yōu)化，有專業(yè)的程序編輯人員對自動(dòng)化程序進(jìn)行運(yùn)行測評，對于其中存在的問題，應(yīng)及時(shí)糾正，如有必要應(yīng)重新進(jìn)行編程，對自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行升級(jí)，保證自動(dòng)化設(shè)備正常高效的運(yùn)行。

3.3 加強(qiáng)對小水電站工作人員的培訓(xùn)力度

工作人員運(yùn)行操作水平的提高是保證水電站自動(dòng)化設(shè)備正常運(yùn)行的前提，為此就需要加強(qiáng)對相關(guān)設(shè)備運(yùn)行人員的專業(yè)培訓(xùn)力度，根據(jù)不同設(shè)備的性能及操作方法制定與之相應(yīng)的培訓(xùn)計(jì)劃，編寫設(shè)備維修說明書及使用說明書，定期對工作人員進(jìn)行專業(yè)知識(shí)及相關(guān)技術(shù)的培訓(xùn)，提高工作人員的知識(shí)技術(shù)水平，保證設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.4 完善設(shè)備管理制度，做好設(shè)備的維修保養(yǎng)工作

建立健全設(shè)備管理機(jī)制，在自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行期間，加強(qiáng)對設(shè)備的日常檢測，對運(yùn)行期間所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。

4 結(jié)束語

綜上所述，小型水電站憑借其簡單性、經(jīng)濟(jì)性、高效益的優(yōu)勢逐漸成為水利設(shè)施中不可缺少的一部分。目前，雖然小水電設(shè)備的自動(dòng)化技術(shù)越來越成熟，但自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行仍存在著一些問題，在設(shè)備運(yùn)行期間，為避免設(shè)備故障及安全事故的發(fā)生，就要采取相應(yīng)的措施，正確選擇自動(dòng)化設(shè)備，保證設(shè)備基本性能的同時(shí)，提高設(shè)備兼容性，不斷提高工作人員技術(shù)水平，保障自動(dòng)化設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，確保水電站功能的正常發(fā)揮。

[1]瞿仕強(qiáng).分析農(nóng)村小水電自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀與策略[J].科技展望，2015（26）：127.

[2]李永麗.淺談農(nóng)村小水電自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀及策略[J].電子世界，2014（16）：321+322.

[3]白紅然.石家莊市小水電站現(xiàn)狀與技術(shù)改造淺析[J].小水電，2015（1）：51～52.

TV736

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1004-7344（2016）25-0128-02

2016-8-16

蒂文（1988-），男，湖南湘鄉(xiāng)人，助理工程師，本科，從事水電站電力系統(tǒng)自動(dòng)化工作。