水电站低压机组管理论文 太平哨水电站

水电站低压机组管理论文

水电站低压机组管理论文 1水轮发电机组改造 我县大多数电站建于七、八十年代,水轮发电机组经过二、三十年的运行, 发电机绝缘老化、发热增加、滑环严重冒火、端盖无防护罩等影响运行安全;
水 轮机转轮等过流部件磨损、变形,或虽几经补焊但叶片变厚、变粗糙与原设计误 差较大,机组效率严重下降;
有的是历史原因机组选型不配套,造成出力不足、 水量浪费,效益差。针对上述问题,近几年我们在建设新电站的同时,根据具体 情况对一些老电站进行了改造。特别是对发电机定、转子绕组进行更换,不仅提 高了绝缘等级,而且也提高了发电机出力。采用新型转轮,提高了机组的效率, 使电站有了更好的收益。对其它影响安全生产的缺陷要求电站及时采取有效措施, 提高了水轮发电机组的健康水平。

2发电机励磁装置改造 要使发电机安全和稳定的运行,发电机励磁系统的性能是关键,早些年使 用的三次谐波式、相复励变压器式、双绕组电抗分流式等几种励磁装置,由于调 节性能差,易引起振荡,不适应机组并网运行,同时其故障较多影响机组安全运 行,所以必须加以更新改造。

我们现在基本上改用了可控双绕组电抗分流式励磁,此装置在双绕组电抗 分流式的基础上增加了可控硅分流的自动电压调节器,空载电压调节范围大,并 网后运行稳定,无功功率调节方便。由于是厂家随机生产,安装在发电机上结构 简单紧凑,不需另占地方。在主断路器跳开后不失磁,发电机仍有端电压。在电 网停电时仍有电源供给调速器,能迅速将机组关闭,省去了备用电源。在我县近 200台发电机上使用结果证明,能够安全、可靠、稳定的运行。这种励磁方式当 励磁回路对地一点接地时,接地点与发电机中性点(低压发电机绕组中性点一般 都接地)构成回路。励磁电流被分流减少,会发生机组振荡、不能正常建压等故 障。所以特别要对滑环及周围等励磁部位的定期清扫,防止励磁回路对地绝缘严 重下降而发生接地故障。

也有采用可控硅静止励磁装置,如FKL、ZL1A1等型号,其性能良好,但 结构相对较复杂。采用独立屏柜增加了安装位置,布置上还需注意整齐和美观。

由于主断路器跳开时联动跳开灭磁开关,使机组无电压,故这种励磁装置尚需备 用交流电源或配置TC操作器。3水轮机调速装置改造 并网小型水电站不能调频,调速器仅作用于正常开、停机、调节正常有功 负荷以及事故停机。所以普遍采用电、手动操作器,其结构简单、投资省而又随 机配套,操作与维护简单。如果需要有自动调节功能,则可以配上STK-W-3微电 脑控制器,就能达到单机自动调频,并网时按前池水位自动调节有功功率、自动 并网合闸等功能。如我县巧王水电站600kW机组中应用了这种控制器,实践证明 这一配置是比较理想的。

TC操作器是一种技术较先进的新型调速器,除有电、手动操作器的功能 外,其特点是关闭时间可以调节,故障时无电源也能自动关闭导水机构;
可根据 电站实际,整定不同的调保时间值;
同时可避免因木石卡塞和手动关机过度损坏 导水机构问题;
提高了机组运行的安全性。再配上STK-W-3可达到自动调节的目 的,是一种值得推广使用的调速装置。

4主变的改造 水电站的低压机组通常是经主变升压后与10kV农村配电线路相连接,过 去老电站选用的都是定型10±5%/0.4kV系列配电变压器。由于电站地处偏远山区, 线路长压降大。发电机经常需要在较高电压下运行,才能保证发送一定的无功负 荷。有的电站电压值高达440V及以上,其危害:一是在高压下运行使发电机、 变压器温升提高、绝缘加速老化,绝缘薄弱环节容易击穿;
二是难以发足无功功 率,并影响机组运行的稳定性;
三是老型号变压器能耗大,且运行年久老化,时 常出现故障影响正常发电,需要及时更新、改造。

我们在改造时采用了低损耗的升压变压器,订购时向厂家特别提出,一般 变比为0.4/11±5%kV,从而保证了水电站在正常电压下运行。

为了减少主变空载损耗,保证站用电和生活区用电的电压质量,可另装站 用变压器,电站停运或运行时可相互切换。

5配电设备和成套装置改造 水电站低压机组使用的主断路器有DZ10、DW10、DW15等空气断路器, DZ10塑料外壳式空气断路器由于封闭散热差,易引起发热故障,仅用在容量小 的机组上。DW10框架式空气断路器普遍在使用中,但因短路断流容量小,时有发生因短路不能有效断流,而烧坏电器设备的事故。所以主断路器应选择DW15 型,机组容量大的宜选用DW17(ME)型,操动机构应选择电动机预储能合闸型。

电站需长时间满负荷连续运行,主断路器和隔离开关按发电机额定容量选择,但 尚需一定的裕度,才能确保设备运行的安全可靠。

定型的成套配电装置简化了设计,它把发电机的配电主回路和控制、保护、 及水轮机自动回路等二次回路的设备有序的安装在同一屏内。常用的BKSF型水 轮发电机控制屏,在使用中尚存在一些欠缺的地方,我们可以根据电站运行的实 际来改进。裸露的盘顶母线和无边屏,是易发生和扩大电气故障的隐患,应加装 屏顶保护罩和两侧的边屏。除有发电机电流速断、过电流、过电压保护外,还应 有过速和低频保护。可整定在超过频率50±1(或±2)Hz,保护就立即动作,防止线 路瞬时断电时主断路器未跳开引起非同期事故;
减小事故跳闸后机组转速上升率, 保持高水头运行才能提高电站经济效益;
控制屏上应装设前池水位监测(或能自 动按水位调节)装置。

现在很少采用水电阻耗能保护法。较普遍应用的是在发生事故时能快速自 动关机,故在屏内要装设调速器的电动机回路。调速控制回路除正常操作开、停 机外,运行中主断路器跳闸必须迅速自动关机(除正常手动操作外),这可用合闸 记忆回路来实现。电动调速回路电源应可在电网电压和机端电压两侧进行切换, 保证调速器电源的可靠性。另外,机组进水阀门的电动控制除在就地操作外,也 可在控制屏内进行操作。

总之,新建电站可根据实际向厂家提出订货要求,已使用的控制屏也需及 时改进。水利部农村电气化研究所研制的SFZK3自动控制屏,保护较完善,能自 动停机,半自动开机,并网按水位自动调节有功等功能,为提高水电站低压机组 的运行水平作出了努力。

今后在小水电的设计中选用的机电设备,要充分利用已成熟的科研成果, 选择那些技术先进、性能良好、质量可靠、效率高、损耗低的设备。例如选择高 效率的水轮发电机机组,充分利用水力资源提高电站效益。采用TC型操作器, 重锤式蝶阀和球阀来提高机组运行的安全可靠性。低能耗变压器和新型大容量的 低压断路器的使用,为大容量低压发电机组的安全高效地运行开辟了新的道路, 并且还应努力提高机组运行的自动化程序。