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      論水力發(fā)電站的運(yùn)行管理措施

      2014-04-02 22:03:19李玉明
      黑龍江水利科技 2014年1期
      關(guān)鍵詞:水輪機(jī)變電所勵磁

      李玉明

      (遼寧省觀音閣供水有限公司,遼寧 本溪 117100)

      論水力發(fā)電站的運(yùn)行管理措施

      李玉明

      (遼寧省觀音閣供水有限公司,遼寧 本溪 117100)

      隨著能源日益緊缺,電力工業(yè)的快速發(fā)展,中小型水力發(fā)電站也得到廣泛開發(fā)。而水力發(fā)電站的效益在很大程度上受其運(yùn)行管理水平的影響。所以,文章結(jié)合工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),選取中小型水力發(fā)電站主要設(shè)備為探討切入點(diǎn),分析與總結(jié)這些設(shè)備的管理控制要點(diǎn),希望以此促進(jìn)水力發(fā)電站的可持續(xù)發(fā)展。

      水力發(fā)電站;設(shè)備運(yùn)行管理;措施;控制要點(diǎn)

      隨著社會經(jīng)濟(jì)的加快發(fā)展,中小型水電站中逐漸引入新工藝、新設(shè)備、新技術(shù),中小型水電站取得了空前的發(fā)展,其管理也面臨著更多的挑戰(zhàn)。所以根據(jù)日常工作中有關(guān)水力發(fā)電站主要設(shè)備的運(yùn)行管理,總結(jié)管理經(jīng)驗(yàn),讓有類似需要的人進(jìn)一步了解中小型水電站的管理特點(diǎn)。

      為了突出實(shí)踐性,本文選取小水電站的基本情況為:多年來平均流量2.67m3/s,擴(kuò)容前電站裝機(jī)2臺,各200kW,多年平均發(fā)電量180萬 kW·h,引入流量1.25m3/s;擴(kuò)容后,電站裝機(jī)為3臺,1臺200kW,1臺400kW,平均發(fā)電量270萬 kW·h,引用流量1.875m3/s;其它主要設(shè)備有1臺800kVA變壓器等。

      1 200kW的水輪機(jī)與400kW水輪機(jī)的運(yùn)行管理

      任何一種設(shè)備,其日常運(yùn)行過程中定期維護(hù)與管理,不僅延長其使用壽命,也會排除不必要的安全隱患,降低運(yùn)行中的經(jīng)濟(jì)損失[1]。

      關(guān)于水輪機(jī)的重點(diǎn)運(yùn)行管理內(nèi)容有:①定期觀察油位且記錄溫度,也需要定期壓住黃油、手搖油泵軸承、推力徑向軸承、泵座箱內(nèi)加30號透平油(汽機(jī)油),且應(yīng)每隔1a換1次;②確保不燒瓦的先決條件,最主要是始終保持油位;③根據(jù)長期對水輪機(jī)運(yùn)行的觀察發(fā)現(xiàn),無論是200kW的還是400kW水輪機(jī)軸承溫度變化都沒有超過65℃,且發(fā)現(xiàn)水輪機(jī)軸承溫度范圍基本處于40℃~45℃,所以建議水輪機(jī)的溫度控制在65℃以下;④水輪機(jī)溫控所采取的關(guān)鍵之處在于,采用循環(huán)冷卻水冷卻與發(fā)電機(jī)發(fā)電同步運(yùn)行。

      2 發(fā)電機(jī)的運(yùn)行管理控制要點(diǎn)

      與水輪機(jī)一樣,發(fā)電機(jī)是水電站的重要設(shè)備之一,日常運(yùn)行管理中需要嚴(yán)格結(jié)合說明書進(jìn)行維護(hù)與管理。發(fā)電機(jī)的主要管理要點(diǎn)為:①根據(jù)發(fā)電機(jī)運(yùn)行管理的相關(guān)數(shù)據(jù)記錄發(fā)現(xiàn),與200kW和400kW水輪機(jī)軸承一樣,新老200kW發(fā)電機(jī)定子溫度變化也在40℃~45℃,所以將其溫度控制在此范圍都屬于正常溫度變化范圍;②連接新老200kW發(fā)電機(jī)與新老勵磁之間電纜線銅線斷面積為200mm2,不會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)定子發(fā)熱現(xiàn)象的產(chǎn)生,這是由于其大于新老發(fā)電機(jī)361A出線電流,其能過的發(fā)電機(jī)出線電流為400A;③據(jù)長期觀察發(fā)現(xiàn),每到當(dāng)年雨季6—8月份滿負(fù)荷或超負(fù)荷發(fā)電時,擴(kuò)容后的400kW發(fā)電機(jī)定子溫度達(dá)52℃~55℃,屬于正常溫度變化范圍內(nèi),但比400kW水輪機(jī)軸承溫度40℃~45℃高出達(dá)10℃以上,雖然沒有超過65℃,但在一定程度上還是影響發(fā)電機(jī)壽命,究其原因在于其2根電纜線銅線斷面積沒能達(dá)到發(fā)電機(jī)出線電流的要求,其面積僅有350mm2,所以導(dǎo)致了發(fā)電機(jī)定子的溫度過高現(xiàn)象。

      3 勵磁系統(tǒng)運(yùn)行管理的控制要點(diǎn)

      水電站設(shè)備中的勵磁系統(tǒng)是靈敏度高的電氣設(shè)備,關(guān)于勵磁的運(yùn)行管理主要控制點(diǎn)在于:基于考慮中小型水電站的發(fā)電與輸電效益,在設(shè)計與設(shè)備選型中,變電所與水電站方面,須重視變電站(所)過載解列裝置系統(tǒng)電氣設(shè)備、自動控制裝置,以及水電站勵磁系統(tǒng)電氣設(shè)備、自動控制裝置等的靈敏度要相協(xié)調(diào),要同步其先進(jìn)性,從而使水力發(fā)電站的運(yùn)行更有效[2]。以下就水力電站擴(kuò)容前與擴(kuò)容后的具體控制要點(diǎn)進(jìn)行分析:①擴(kuò)容前,2臺老200kW發(fā)電機(jī)配套的勵磁系統(tǒng)與變電所過載解列裝置系統(tǒng)只有手動控制裝置,這使得兩者的靈敏度相對協(xié)調(diào),即開環(huán)對開環(huán),變壓對變壓,整體上水力發(fā)電站的發(fā)電和輸電質(zhì)量受到的干擾也比較?。浑m然整個電網(wǎng)系統(tǒng)大型電機(jī)由于手動控制是變壓這一特點(diǎn),啟動時需要短時沖擊功率以引起電壓,但對水力發(fā)電站勵磁系統(tǒng)影響甚微;②擴(kuò)容后,變電所新建前的情況。此階段水電站采用自動控制裝置發(fā)電,相關(guān)農(nóng)網(wǎng)改造還沒有完成,但是老變電所過載解列裝置系統(tǒng)卻依然無法自動控制裝置發(fā)電,電氣設(shè)備先進(jìn)性不同步,靈敏度不相協(xié)調(diào),造成水力電站勵磁系統(tǒng)的自動控制裝置嚴(yán)重?zé)龤?,且控制屏?個電表擺動嚴(yán)重,這是由于手動控制是開環(huán)的且變壓的,而自動卻是封閉的且恒壓的?;诖祟惽闆r,水力電站后來將200kW與400kW勵磁系統(tǒng)改成手動控制發(fā)電,使水力電站與變電所電氣設(shè)備靈敏度一致,解決了上述3個電表嚴(yán)重擺動難題;③水電站擴(kuò)容后,變電所的改造也完成。其中,水力電站在新變電所啟動使用時,就將手動控制改為自動控制發(fā)電,以與水電站勵磁系統(tǒng)自動控制裝置靈敏度、裝置的先進(jìn)性相協(xié)調(diào),經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn),水力電站控制屏上各電表無擺動,處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)[3]。

      4 變壓器運(yùn)行管理的控制要點(diǎn)

      變壓器容量選擇根據(jù)“發(fā)電量/0.8系數(shù)”選型公式,本文提及的變壓器是水力發(fā)電站將400V電壓的電能升至10kV電動的電能送至變電所的主要設(shè)備;由600kW/0.8=750kVA來估算,最終選擇了800kVA變壓器,這是為了實(shí)現(xiàn)短時間超負(fù)荷發(fā)電需要。變壓器運(yùn)行管理的控制要點(diǎn)在于觀察變壓器的油溫狀況:變壓器油溫的常數(shù)為55℃,其變化范圍一般為55℃+環(huán)境氣溫公式(氣溫為變數(shù)),在這兩個數(shù)據(jù)相加范圍內(nèi)(即50℃+55℃=105℃范圍內(nèi))的變壓器油溫變化數(shù)值都屬于正常。根據(jù)長期的運(yùn)行觀察與記錄發(fā)現(xiàn),每年的6月—9月份時間階段,當(dāng)發(fā)電狀態(tài)為滿負(fù)荷或超負(fù)荷時,到下午氣溫達(dá)30℃~35℃,根據(jù)變化范圍的計算公式可知,盡管運(yùn)行過程中也借助循環(huán)油冷卻,變壓器油溫也高達(dá)80℃~85℃,雖然高但還是處于正常溫度范圍內(nèi),但考慮到長期高溫運(yùn)行會降低變壓器的使用壽命,會產(chǎn)生一些安全隱患?;诖藛栴},在實(shí)踐中嘗試采用日夜通冷水冷卻,具體在變壓器四周繞若干圈塑料管,接著在管上打一些小孔,觀察記錄表示該方法使變壓器油溫由原來的降至60℃~70℃,降低范圍達(dá)15℃~20℃,無疑有利于變壓器的維護(hù)與穩(wěn)定運(yùn)行。此外,是變壓器與水力發(fā)電站勵磁之間的連接,本文提及的是用三相鋁排連接。根據(jù)水力發(fā)電站的新發(fā)電機(jī)出線電流,200kW的361A,400kW的722A,按照一相排斷面積的計算方法,鋁排斷面至少選擇550mm2,即發(fā)電機(jī)出線總電流除以2A/mm2由此計算得出,在選擇方面,出于考慮更周到的安全,實(shí)際應(yīng)用中我鋁排規(guī)格為80mm×8mm=640mm2,投入使用后,經(jīng)過長期觀察,變壓器油溫變化符合相關(guān)規(guī)定;多年實(shí)踐以及相關(guān)數(shù)據(jù)也表明,鋁排鋁斷面積的正確選擇很重要。

      5 結(jié) 論

      綜上所述,水力發(fā)電站的運(yùn)行管理,應(yīng)著重維護(hù)意識,堅定可持續(xù)發(fā)展,重視資源的開發(fā)與利用,不斷引入先進(jìn)技術(shù)與管理理念,綜合提高電力企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)與管理水平。同時,多數(shù)中小型水力發(fā)電站都位于地方電網(wǎng)區(qū)域內(nèi),經(jīng)常負(fù)荷變化幅度大的故障,加強(qiáng)水力發(fā)電站設(shè)備的安全可靠運(yùn)行管理有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

      [1]丁修佳.水電站運(yùn)行管理的問題及建議[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2010(19):150-151.

      [2]馮趙云.中小水電站運(yùn)行管理的建議及對策[J].中國水能及電氣化,2009(Z1):81-83.

      [3]韓春輝.談?wù)勊娬镜倪\(yùn)行管理[J].民營科技,2011(06):170.

      1007-7596(2014)01-0215-02

      2013-12-12

      李玉明(1966-),男,遼寧本溪人,工程師,從事水庫庫區(qū)防洪預(yù)測預(yù)報、水雨情預(yù)報與雨量站維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)通訊自動化雨量中繼站維護(hù)工作。

      F426

      B

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