探讨农村小水电站机组增容改造的方法.doc

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1、探讨农村小水电站机组增容改造的方法作者：陈碧珍來源：《华中电力》2014年第04期摘要：本文列举了小型水电站机组运行中水轮机与电气设备不配套等存在的问题。根据工作实践，提出了水电站机组增容改造的方法。讨论了如何运用功率因索运行的增容方法、定子绕组和转子部分，最后研究了增容改造必须分清主次。关键词：农村小水电站；机组；增容改造；问题；方法1前言我国农村小水电资源丰富，可开发量达71870MW,分布在全国1500多个县（市）。拯报道，到2001年底，己建成农村水电站4万余座，装机容量达28790MW,占全国农村水电资源可开发量的40%,其中运行30年以上的小水电站的装机容量

2、1530MW,运行20年以上的小水电站装机容量7570MW,分别占已建成的小水电站总装机容量的5.3%和26.3%。这些小水电站的特点是：装机容量小（大多在500〜3000kW以下）,台数多，技术落后，效率低，制造质量差，安全生产隐患多。近几年来，各地在小型水电站技术改造工作中取得了一定成绩，但还存在一些问题。2早期小型水电站机组运行中存在问题许多小型水电站经过几十年的运行，积累了许多运行检修方面的宝贵资料，但是由于人员的变动等多方而的原因，许多图纸（设计及设备）残缺不齐，其至机组上的标牌都已丢失，因此，技术改造前原始资料（包括水文、工程设计、设备及机组运行检修记录等）

3、的收集、分析总结十分重要，这是做好技术改造工作的前提。2」水轮机主要性能参数（N、H、Q）与电站实际运行参数不匹配（1）70年代以前建成的一些小型水电站，由于当时、当地的客观条件，存在“有窝找机”或“有机找窝"现象，致使机组参数与电站实际参数不符。⑵我国早期编制的水轮机模型转轮型谱中可供各水头段选用的转轮型号少，不少小型水电站只能“套用”相近转轮，因而机组偏离电站实际运行参数。⑶对小型水电站水轮机选型设计，有的地方管理部门不太重视，有的设计单位也不够认真或水平不够，因而使一些水电站的水轮机转轮直径或额定水头或额定转速选择不当，造成机组性能参数与电站实际运行参数不匹配。⑷

4、有些小型水电站建成后，其实际的来水量或水头等水文数据与设计资料不符或者缺少必要的水文资料，以致选用的水轮机性能参数与电站实际运行参数不适应。以上4种情况中的任何一种都会导致水轮机处于非最优工况区运行，造成机组运行效率低、耗水量多、振动及噪声大、发电损失多，甚至水轮机使用寿命大大缩短。2.2水轮机性能落后，技术陈旧，制造质量差我国1964年颁布的水轮机模型转轮系列型谱中的ZZ600.ZZ460、ZZ587、HL365、HL123、HL702、HL638等型号的水轮机转轮有的至今仍在服役。其主要性能指标（单位流量Q11,单位转速nil及模型效率都比较低。有些小型水电站的水轮

5、机加工质量差，缺陷多，久修不愈，长期带病运行，出力不足，安全可靠性差，其在低效率、常发病条件下运行是不安全、不经济的。2.3多泥沙河流上的水轮机磨蚀破坏严重据不完全统计，我国小型水电站中，约有1/3的水轮机存在空蚀和泥沙磨损问题，有些水轮机的大修间隔不到一年，导水叶和水轮机进水阀严重漏水，有的甚至难以正常开、停机。有的水轮机转轮叶片发生严重裂纹或断裂，不能保证安全运行。2.4水轮发电机绝缘老化，推力轴承烧瓦发电机组运行十多年后，发电机定子绕组的绝缘老化比较严重，这包括：a）热老化（因温升而老化）；b）机械老化）因热循环产生交变应力而老化）；c）电气老化（因过电压而老化）

6、；d）环境老化（因吸湿、污损而老化）。在这些因素的综合作用下，容易引发接地故障，威胁机组安全运行。由于制造或安装质量较差，水轮发电机的推力轴承可靠性低，常导致烧瓦事故。3.水轮机与电气设备不配套问题有些小型水电站水轮机的输出功率大于发电机或主变压器的额定容量，形成”大马拉小车”，使水电站的设计出力受到限制，发电时出现不正常的弃水现象。也有的水电站发电机容量大于水轮机出力，形成”小马拉大车“，既浪费了设备容量，也增大了运行损耗。因此，小型水电站在进行技术改造前，必须查清存在哪些问题，包括实际运行时的水头、来水量、弃水量、机电设备状况、水工建筑物及金属结构运行状况等，只有彻

7、底摸清问题，才能有针对性地进行技术改造，取得实实在在的改造成果。4.水电站机组增容改造的方法水电站机组增容的目的是利用有限的资金更换或改造机组及部分设备，提髙出力以获取更多的电能。4」水轮发电机组更换的增容改造多数小型水电站的技术改造以水轮发电机组的改造为主。在技术改造设计中，一般可采取以下几种方式：⑴对于水头、流量与原设计变化不大，而水轮机设备陈I口、性能落后的水电站，可采用更新改造或增容改造方式。选用该水头段导水叶相对高度bO相同或相近的新型转轮，如无合适的新型转轮，则应重新（或改型）设计转轮，或者改进过流部件型线与结构。其目的在于捉