周磊

（中國能建水電工程局電力安裝公司 廣西南寧市 530000）

水電站電氣二次設(shè)備技術(shù)改造研究

周磊

（中國能建水電工程局電力安裝公司 廣西南寧市 530000）

電力行業(yè)作為我國的支柱型產(chǎn)業(yè)，有利于促進(jìn)我國整體經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展目標(biāo)的順利完成。近幾年，伴隨著我國國內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力行業(yè)也在不斷的進(jìn)行著自身的發(fā)展與變革，逐漸成為了我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的推動力。本文主要探討了水電站的二次電氣設(shè)備技術(shù)的改造情況，從而盡可能的保證水電站得以安全運行。

水電站；電氣；技術(shù)改造

引言

二次設(shè)備的技術(shù)改造是水電站運行中的重要環(huán)節(jié)。因此，盡可能的保證水電站的安全運行是我國電力部門最為重視的事情，也是必須要解決的事情。

1 水電站概述

水電站是指將水能轉(zhuǎn)換為電能的場所。水電站主要是利用水能轉(zhuǎn)換為電能來建設(shè)一系列的建筑物和設(shè)備的統(tǒng)稱。在水電站的運行過程中，主要是利用新建的建筑設(shè)備和運行設(shè)備之間進(jìn)行相互的轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)水能和電能之間的轉(zhuǎn)換。同時通過水電站將水能進(jìn)行集中，并使用運行設(shè)備將水流流向調(diào)整到合適的大小和相應(yīng)的位置上去。水能與電能之間的轉(zhuǎn)換，首先要將水庫里高水位的水通過引水系統(tǒng)的引導(dǎo)進(jìn)入水房之中，然后輸送到水輪機(jī)設(shè)備中，然后通過水輪機(jī)與動力發(fā)電機(jī)之間的相互作用使其轉(zhuǎn)換為電能。最后，將轉(zhuǎn)換得到的電能通過開關(guān)系統(tǒng)、變壓器和輸電線路等設(shè)備輸送到電網(wǎng)內(nèi)。

水利樞紐工程主要由擋水建筑物（壅水）、泄水建筑物、進(jìn)水建筑物以及必要的水電站廠房、通航、過魚、過木等專門性水工建筑物組成，如圖1所示。

圖1

2 水電站二次設(shè)備改造技術(shù)

水電站是我國主要的發(fā)電場所，有效的保障了我國社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展，水電站的設(shè)備安裝一般被分為一次設(shè)備安裝和二次設(shè)備安裝。一次設(shè)備安裝指主要指安裝水電站運行過程中必不可少的硬件設(shè)備，二次設(shè)備安裝則是對水電站運行過程中的參數(shù)控制、運行機(jī)組調(diào)節(jié)和運行安全監(jiān)控等一系列的設(shè)備保護(hù)裝置進(jìn)行安裝，二次設(shè)備安裝會對電能轉(zhuǎn)換質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響，直接對水電站的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生影響。因此，水電站的二次設(shè)備改造在水電站設(shè)備的安裝中尤為重要。此外，水電站的二次設(shè)備安裝對水電站一次設(shè)備運行工程起到了重要的監(jiān)控、調(diào)節(jié)以及信號收集的作用。

2.1 水電站二次設(shè)備的運行現(xiàn)狀

伴隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，以及我國國內(nèi)的各項科技的快速發(fā)展，水電站的自動化設(shè)備的運行能力和運行性能越來越高?，F(xiàn)代水電站的運行模式已經(jīng)由傳統(tǒng)的值班模式轉(zhuǎn)變?yōu)闊o人值班或少人值班的模式，同時采用了高科技的計算機(jī)來對水電站完整的運行過程進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)控。伴隨著水電站的發(fā)展，如果在水電站的運行過程中出現(xiàn)突發(fā)情況則可以采用手動控制的模式來及時制止運行過程中出現(xiàn)的失誤等情況。水電站的二次運行設(shè)備采用的都是太網(wǎng)分層的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，同時水電站的網(wǎng)絡(luò)運輸采用了最先進(jìn)的光纖傳輸來作為媒介，從而達(dá)到保證網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運行的目的。同時，水電站的二次設(shè)備的運行一般由另外一臺主控計算機(jī)來進(jìn)行工作。另外，為了保證水電站設(shè)備的的運行安全以及順應(yīng)時代科技的發(fā)展，水電站額外的設(shè)立了一個電氣維護(hù)工程師工作站。這個工作站主要是在服務(wù)器的信號發(fā)出之后，通過路由器系統(tǒng)來對電力進(jìn)行調(diào)整，并通過光纖線路的方式來向計算機(jī)終端及時的傳送信號，再由工作人員設(shè)置指令返回，從而智能化的控制信號的傳播。

2.2 二次電氣設(shè)備的改造技術(shù)措施

水電站的二次電氣設(shè)備可以有效的保證水電站的安全運行，通過電力行業(yè)與水電站的相關(guān)人員對多年實際經(jīng)驗的分析研究，總結(jié)出了一系列的水電站二次設(shè)備進(jìn)行改造的技術(shù)措施。

2.2.1 實例說明

某水電站在2010年正式的投入了第一臺發(fā)電機(jī)組進(jìn)行運營，在2011年6月將水電站的4臺發(fā)電機(jī)都正式的投入了生產(chǎn)。由于這個水電站的設(shè)備都屬于剛剛開始的投放運營之中，因此，在設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性上還存在了許多的不足，且短期之內(nèi)設(shè)備的發(fā)電質(zhì)量十分的不穩(wěn)定。在這種情況之下，這個水電站的工作人員對二次設(shè)備進(jìn)行了改造，從而大幅度提升了二次設(shè)備的運行技能，保證了水電站的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2.2 調(diào)速二次設(shè)備的改造技術(shù)措施

①水電站的工作人員將機(jī)組的開機(jī)模式調(diào)整為自動開機(jī)之前先向計算機(jī)的主控制系統(tǒng)發(fā)出開機(jī)自動化信號的方式來改善開機(jī)程度，如果在機(jī)組開機(jī)之前沒有發(fā)出自動化信號則會使主機(jī)系統(tǒng)的葉片自動關(guān)閉，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)組停止運行。水電站的工作人員修改了機(jī)組的開機(jī)系統(tǒng)，采用微機(jī)編程的方式改變了開機(jī)程度，改變了調(diào)速器的參數(shù)，從而最大程度的實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換。此外，設(shè)備的微調(diào)設(shè)備可以避開開機(jī)指令信號環(huán)節(jié)，提高了開機(jī)時設(shè)備的穩(wěn)定運行。②水電站的工作人員改造了自動水頭的回路系統(tǒng)。一般情況之下，水電在進(jìn)行水能的收集時也會收集到大量的泥沙。因此，在水電站運行過程中，十分容易因泥沙的積累而導(dǎo)致測壓管道的堵塞問題，這就極易造成機(jī)組在運行過程中出現(xiàn)調(diào)節(jié)器的參數(shù)值錯誤的現(xiàn)象，使得水電站各個機(jī)器設(shè)備在同一階段的運行過程中出現(xiàn)不同的參數(shù)值，進(jìn)而嚴(yán)重的制約了機(jī)組的運行機(jī)能和水電站的經(jīng)濟(jì)效益。于是工作人員改造了自動水頭的回路，將之前使用的自動水頭回路改為可以進(jìn)行水位集中測量的凈水頭輸出裝置，并以側(cè)水位裝置自動水頭回路設(shè)備作為改造基礎(chǔ)，將調(diào)整器水頭回路傳遞到機(jī)組，這就有效的提高了回路的穩(wěn)定，提高了水電站的經(jīng)濟(jì)效益。③水電站的工作人員在之前的機(jī)組設(shè)備的基礎(chǔ)上另外加設(shè)了高頻功能來促進(jìn)電網(wǎng)的穩(wěn)定，并通過設(shè)置內(nèi)部參數(shù)來有效的提高網(wǎng)絡(luò)的整體穩(wěn)定。

2.3 計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的改造技術(shù)措施

水電站的二次設(shè)備中最重要的組成元素是計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，同時，計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以有效的保證水電站的安全穩(wěn)定運行。另外，工作人員為了最大限度的保證計算機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)的有效運行，還對計算機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)從計算機(jī)設(shè)備、自動化無件系統(tǒng)、計算機(jī)調(diào)度系統(tǒng)、計算機(jī)控制裝置系統(tǒng)、計算機(jī)人機(jī)交換系統(tǒng)、計算機(jī)口令系統(tǒng)、計算機(jī)界面系統(tǒng)和計算機(jī)操作系統(tǒng)等方面進(jìn)行了調(diào)整和技術(shù)改造。另外，在對計算機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行改造時，要科學(xué)合理的使用相關(guān)的專業(yè)技術(shù)，從而保證計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)合理穩(wěn)定運行。在對計算機(jī)的監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行改造的同時，首先要考慮計算機(jī)監(jiān)控設(shè)備中各級CPU的運行承載能力、對特殊數(shù)據(jù)的復(fù)雜容錯能力、通道線路的傳輸能力、對異常情況的控制及恢復(fù)能力等重要指標(biāo)。并且以結(jié)合分散與集中為原則，徹底的對傳統(tǒng)水電站中計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的缺陷進(jìn)行解決。工作人員還采用了CPU雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)并存的形式來提高計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中LCU操作界面的可操作性和監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控反饋的能力。

2.4 提高二次設(shè)備使用壽命的措施

電氣的二次設(shè)備技術(shù)改造的目的是為了提高二次設(shè)備的使用壽命，通過對系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化可以有效的對電氣二次設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，從而延長二次設(shè)備的使用壽命。設(shè)計人員對電氣設(shè)備進(jìn)行改造前，首先要了解相關(guān)的理論知識，然后根據(jù)工程的實際情況來進(jìn)行創(chuàng)新，從而有效的提高工程質(zhì)量及壽命。首先對設(shè)備的性能和型號進(jìn)行充分的考慮，根據(jù)設(shè)備的性能、插板“三防”及技術(shù)參數(shù)來選擇合適的設(shè)備型號，避免設(shè)備維護(hù)和檢修方面的麻煩；選擇技術(shù)優(yōu)良、綠色環(huán)保以及性能穩(wěn)定的新型智能設(shè)備，不僅可以有效的延長設(shè)備的使用時間還可以有效的保證設(shè)備使用過程的耐久性，節(jié)約設(shè)備資金。技術(shù)人員在進(jìn)行二次系統(tǒng)的設(shè)計時要盡可能的對線路進(jìn)行簡化，使二次接線的距離最短化，從而減小或避免電磁兼容導(dǎo)致的干擾情況，增加設(shè)備的使用時間。同時要對二次設(shè)計采用接地、防雷、抗干擾措施方法，比如敏感電子裝置的工作接地不可以混接到安全地及保護(hù)地上去，要在敏感電子裝置的通信通道上安裝防雷設(shè)施設(shè)備，微機(jī)型繼電保護(hù)裝置的二次回路都要使用屏蔽電纜等。此外，要對二次設(shè)備的使用環(huán)境不斷的進(jìn)行改良和完善，比如變電場所的繼電保護(hù)和自動化設(shè)備的工作地點的環(huán)境溫度要保證控制在5～30℃之間，可以采用安裝空調(diào)等溫控設(shè)備和其他恒溫措施來滿足要求，并同步監(jiān)控場所內(nèi)的濕度，防止出現(xiàn)濕度過大的情況。

3 結(jié)束語

水電站的二次電氣設(shè)備技術(shù)改造有利于促進(jìn)水電站設(shè)備的安全運行。因此，要按照實際的情況來對水電站進(jìn)行二次設(shè)備的改造，并根據(jù)設(shè)備自身的特點和運行機(jī)能來進(jìn)行合理的技術(shù)改造，從而保證水電站二次設(shè)備運行的安全和穩(wěn)定。

[1]王思良，任保瑞，李波.水電站電氣二次設(shè)備技術(shù)改造芻議[J].水電與新能源，2014（11）：10～12.

[2]張文銀.水電站電氣二次設(shè)備技改安裝過程控制[J].工業(yè)b，2015（16）：43.

[3]趙陽.水電站電氣二次設(shè)備技術(shù)改造探討[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2013（15）：16～17.

TV734

A

1004-7344（2016）23-0059-02

2016-6-2

周磊（1988-），男，漢族，廣西南寧人，助理工程師，本科，主要從事水電站機(jī)電安裝、檢修工作。