摘要：黃云水電站經(jīng)過近三十年的運行，原電氣設(shè)備老化，技術(shù)落后，安全隱患多，尤其是水資源利用率極低，嚴(yán)重影響了水電站的安全穩(wěn)定運行?；诖?，對該電站的電氣設(shè)備進行了改造，充分合理利用水力資源，提高了電站發(fā)電效率和效益。

關(guān)鍵詞：黃云水電站;運行現(xiàn)狀;改造內(nèi)容;小水電

1 工程概況

黃云水電站位于江西省全南縣南逕鎮(zhèn)黃云村，距縣城40 km。該水電站坐落于貢水一級支流桃江的上游，壩址控制流域面積為93.7 km2，水庫正常蓄水位為376.0 m，總庫容為4 650萬m3，是一座以發(fā)電為主兼有防洪和養(yǎng)殖等綜合效益的中型水利樞紐工程。

改造前，電站裝機容量為2×1 250 kW，設(shè)有兩回35 kV出線，一回接至縣城，另一回接至鐵廠;設(shè)有兩回10 kV出線，一回接至廠壩區(qū)，另一回供近區(qū)用電;有兩臺型號為S7-2000/35的主變壓器。

2 水電站運行現(xiàn)狀及存在的問題

黃云水電站機組自20世紀(jì)80年代末開始投入運行至今，所用設(shè)備基本還是建站時安裝的設(shè)備，部分器件在運行時出現(xiàn)故障后已經(jīng)更換過。由于電氣設(shè)備年久老化，造成水資源利用率及發(fā)電能效低，同時大部分電氣設(shè)備存在較大的安全隱患，主要問題如下：

（1）現(xiàn)發(fā)電機型號為SF1250-12/2150，運行了近三十年，線圈電阻不平衡，線圈溫度高，直流泄漏大，且絕緣等級低，嚴(yán)重影響了發(fā)電機的工作效率。

（2）現(xiàn)勵磁系統(tǒng)運行時間已久，設(shè)備陳舊老化，經(jīng)常出現(xiàn)無法建壓的問題，調(diào)節(jié)電阻失控，電壓不穩(wěn)定的情況，由此引起的事故停機使電站水資源利用效率大大降低，嚴(yán)重影響了電站的穩(wěn)定運行。

（3）現(xiàn)主變壓器型號為S7-2000/35。該主變投入運行時間長，目前設(shè)備陳舊老化，損耗大。

（4）廠用交流備用電源?，F(xiàn)廠用變型號為S7-80/10，該廠用變投入運行時間長，目前設(shè)備陳舊老化，損耗大。

（5）10 kV戶內(nèi)高壓柜?，F(xiàn)戶內(nèi)高壓柜采用固定式GG柜型，且該設(shè)備無五防監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)備陳舊老化，存在安全隱患。

（6）35 kV戶外開關(guān)設(shè)備?，F(xiàn)戶外開關(guān)設(shè)備采用的是油設(shè)備，漏油比較嚴(yán)重，運行維護不方便。

（7）低壓配電屏?，F(xiàn)低壓配電設(shè)備老化，故障率高，運行維護不方便，應(yīng)更換為經(jīng)過3C認(rèn)證的低壓開關(guān)設(shè)備。

（8）控制及保護系統(tǒng)。現(xiàn)控制及保護系統(tǒng)采用老式的常規(guī)型系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)備年久老化，運行狀況不穩(wěn)定，設(shè)備精確度、靈敏度太低，不利于機組及相關(guān)設(shè)備的安全可靠運行。

（9）照明。現(xiàn)照明系統(tǒng)是按20世紀(jì)80年代的相關(guān)規(guī)程規(guī)范進行設(shè)計、施工，已不能滿足現(xiàn)階段電站的照度要求。

（10）母線與電纜。現(xiàn)電纜隨電站運行近三十年，電纜的載流能力下降，出現(xiàn)絕緣老化現(xiàn)象。

3 改造內(nèi)容

3.1? ? 電氣主接線

改造后的水電站裝機容量為2×1 400 kW，發(fā)電機電壓為10.5 kV，設(shè)兩回35 kV出線、一回10 kV出線。根據(jù)電站在電力系統(tǒng)中的作用、裝機規(guī)模等，按照電氣接線清晰明了、技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)化的原則對電氣主接線進行了多方案比較，最終選擇的方案為仍采用原電氣主接線方式。

3.2? ? 過電壓保護

（1）電站直擊雷的保護。在電站主廠房和副廠房房頂設(shè)置避雷帶保護;在35 kV變電站設(shè)置一根獨立的避雷針進行保護。

（2）雷電侵入波的過電壓保護。電站10 kV電氣設(shè)備采用在母線上設(shè)置氧化鋅避雷器的方式進行保護;發(fā)電設(shè)備的保護，在發(fā)電機10.5 kV母線上分別設(shè)置一組避雷器。

3.3? ? 接地

本次接地設(shè)計是在充分利用原接地網(wǎng)的基礎(chǔ)上進行設(shè)計，即本次所有改造的電氣設(shè)備，均需選用50 mm×6 mm鍍鋅扁鋼接入附近的原有主接地網(wǎng)，設(shè)備安裝完畢后，應(yīng)對電站整個接地網(wǎng)進行實測復(fù)核，使整個接地電阻不大于4 Ω。若達不到4 Ω，應(yīng)采取引外、深井接地等接地措施降低電阻。

3.4? ? 發(fā)電機改造

改造后的發(fā)電機型號為SF1400-12/2150。

3.5? ? 勵磁系統(tǒng)改造

改造后的勵磁采用微機可控硅勵磁控制。

3.6? ? 主變壓器改造

改造后的主變型號為S11-2000/35。

3.7? ? 廠用電系統(tǒng)改造

（1）廠用變壓器改造。改造后的兩臺廠變型號為S11-M-400/

10.5、S11-M-100/10.5。

（2）備用電源改造。根據(jù)電站的廠用設(shè)備容量選用1臺150 kW的柴油發(fā)電機。

（3）廠用配電屏改造。改造后的低壓配電屏有6面，型號為抽屜MNS型。

3.8? ? 10 kV高壓柜改造

改造后的10 kV高壓柜有11面，該高壓柜滿足五防要求，型號為KYN28A-12。

3.9? ? 升壓開關(guān)站改造

升壓開關(guān)站維持原場地大小、位置、設(shè)計不變，但其戶外設(shè)備老化，故障率高，運行維護不方便，需對其進行無油化改造。因設(shè)備進行更換改造，其設(shè)備基礎(chǔ)也需重新改造。斷路器選擇ZW7-40.5型高壓真空斷路器，隔離開關(guān)選擇GW4-40.5D/630型隔離開關(guān)，避雷器選擇HY5WZ-51/134型復(fù)合絕緣交流無間隙金屬氧化物避雷器，電壓互感器選擇JDZXW-35型戶外環(huán)氧樹脂澆注絕緣全封閉式電壓互感器。

3.10? ? 計算機監(jiān)控及保護系統(tǒng)改造

改造后的計算機監(jiān)控及保護系統(tǒng)綜合自動化程度應(yīng)滿足《水力發(fā)電廠自動化設(shè)計技術(shù)規(guī)范》（DL/T 5081）的標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.11? ? 照明系統(tǒng)改造

改造后增加正常照明及事故照明設(shè)備各一套，事故照明由逆變電源提供。

3.12? ? 母線與電纜改造

更換所有電纜，采用阻燃式銅芯電纜;更換戶外所有舊導(dǎo)線，采用LGJ-120導(dǎo)線。

3.13? ? 直流系統(tǒng)改造

更換原有直流電源系統(tǒng)，增加1套直流100 Ah/220 V的直流電源系統(tǒng)。另外，增加1套3 kVA交流逆變電源供全廠計算機系統(tǒng)和事故照明用電。

4 結(jié)語

小水電是農(nóng)村電力供給的主要組成部分，對于促進當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展發(fā)揮著重要作用。由于早期建設(shè)的農(nóng)村小水電普遍存在低效、設(shè)備老化、可靠性低等缺陷，對其進行升級改造成為大勢所趨。水電站改造能充分合理利用水力資源，提高發(fā)電效率和效益，實現(xiàn)安全穩(wěn)定運行，對于保障社會公共安全，保障當(dāng)?shù)赜秒娦枰?，發(fā)展清潔能源，促進經(jīng)濟社會持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

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收稿日期：2020-03-01

作者簡介：何鎏（1988—），男，江西贛州人，工程師，主要從事水利電力工程設(shè)計工作。