水電站電氣二次設(shè)備技術(shù)改造分析

摘要：電力行業(yè)是我國(guó)的支柱型行業(yè)，對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)整體經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展目標(biāo)十分重要。近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)整體經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的快速發(fā)展，電力行業(yè)也在不斷地進(jìn)行著自身的發(fā)展與改革，逐漸成為了國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的強(qiáng)大推動(dòng)力。文章對(duì)水電站二次電氣設(shè)備技術(shù)改造進(jìn)行了探討，以保證水電站的運(yùn)行安全。

關(guān)鍵詞：水電站；二次電氣設(shè)備；技術(shù)改造

中圖分類號(hào)：TV737 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）25-0134-02

在水電站運(yùn)行中，二次設(shè)備的技術(shù)改造是最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。因此，如何保證水電站的運(yùn)行安全已經(jīng)成為了目前電力部門及相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)最為重視的事情，也是必須要解決的事情。

1 水電站概述

所謂的水電站主要是指將水能轉(zhuǎn)換為電能一個(gè)場(chǎng)所。水電站主要是利用水能轉(zhuǎn)換成電能所建設(shè)的一系列的建筑物及設(shè)備的統(tǒng)稱。在水電站運(yùn)行中，主要是利用興建的建筑設(shè)備與運(yùn)行設(shè)備相互間的轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)水能與電能間的轉(zhuǎn)換。同時(shí)通過(guò)水電站場(chǎng)所將水能集中起來(lái)，并利用運(yùn)行設(shè)備將水流量及流向調(diào)整到相應(yīng)的大小及位置上。首先將水庫(kù)內(nèi)高水位的水經(jīng)由引水系統(tǒng)引入水房?jī)?nèi)，然后輸送到水輪機(jī)設(shè)備中，使其發(fā)出電能。然后通過(guò)水輪機(jī)與動(dòng)力發(fā)電機(jī)的相互作用將水能轉(zhuǎn)換為電能。最后，將轉(zhuǎn)換后的電能通過(guò)開關(guān)系統(tǒng)、變壓器以及輸電線路等設(shè)備輸送到各電網(wǎng)中。另外，水電站除了要有一定的建筑及設(shè)備外，對(duì)于一些相對(duì)較為特殊的水電站，還需要建設(shè)防洪、航運(yùn)、過(guò)魚、過(guò)木等設(shè)施。

水電站通常由池水建筑物、擋水建筑物、水力水電發(fā)動(dòng)機(jī)、水庫(kù)、發(fā)電廠房、發(fā)電機(jī)設(shè)備等共同組成。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(guó)目前主要的發(fā)電場(chǎng)所，也是保障我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的最重要的組成部分。水電站的設(shè)備安裝中，通常分為一次設(shè)備安裝與二次設(shè)備安裝。所謂的一次設(shè)備安裝主要是水電站運(yùn)行時(shí)所需的一些必不可少的硬件設(shè)備。而所謂的二次設(shè)備安裝則是對(duì)整個(gè)水電站運(yùn)行過(guò)程中的參數(shù)控制、運(yùn)行安全監(jiān)控以及運(yùn)行機(jī)組調(diào)節(jié)等一系列的設(shè)備的保護(hù)裝置，同時(shí)也是直接影響著電能轉(zhuǎn)換質(zhì)量的關(guān)鍵所在，是直接關(guān)系著水電站經(jīng)濟(jì)效益的重要條件。因此，水電站的二次設(shè)備改造技術(shù)就顯得尤為重要。水電站二次設(shè)備主要是對(duì)水電站一次設(shè)備運(yùn)行過(guò)程起著監(jiān)控、調(diào)節(jié)及發(fā)送、收集信號(hào)的作用。

2.1 水電站二次設(shè)備的運(yùn)行現(xiàn)狀

隨著我國(guó)改革開放的深化，國(guó)內(nèi)各項(xiàng)科技得以迅速的發(fā)展。同時(shí)在國(guó)內(nèi)強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動(dòng)下，水電站的各種自動(dòng)化運(yùn)行設(shè)備性能及運(yùn)行能力也越來(lái)越高。隨著水電站的發(fā)展，目前運(yùn)行中已經(jīng)由原來(lái)的模式轉(zhuǎn)化為無(wú)人值班或是少人值班的運(yùn)行形式，同時(shí)在水電站運(yùn)行整個(gè)過(guò)程中也無(wú)采取了高科技的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行隨時(shí)監(jiān)控。另外，隨著水電站的發(fā)展，目前可以實(shí)現(xiàn)在運(yùn)行中突發(fā)緊急情況下采用手動(dòng)控制的操作模式。在水電站運(yùn)行設(shè)備中，二次設(shè)備均采用的是太網(wǎng)分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。為了盡可能保證網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拿浇榫捎昧俗顬橄冗M(jìn)的光纖傳輸。同時(shí)，二次電氣設(shè)備在運(yùn)行時(shí)主要由一臺(tái)主控計(jì)算機(jī)工作。另外，為了能夠適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展以及保證水電站設(shè)備的動(dòng)行安全，水電站還專門設(shè)立了一個(gè)電氣維護(hù)工程師工作站。該工作站主要是在服務(wù)器發(fā)出信號(hào)后，通過(guò)路由器系統(tǒng)完成電力的調(diào)整，并通過(guò)光纖線路將信號(hào)發(fā)送至計(jì)算機(jī)終端，再由工作人員設(shè)定指令返回，完成智能化的控制。

2.2 二次電氣設(shè)備的改造技術(shù)措施

水電站二次電氣設(shè)備是保證水電站安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，電力行業(yè)相關(guān)人員及水電站工的人員經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及分析研究，總結(jié)出了一些水電站二次設(shè)備改造中的技術(shù)措施。本節(jié)就以某水電站為例，進(jìn)行一個(gè)具體的說(shuō)明：

2.2.1 實(shí)例說(shuō)明。某水電站2010年底第一臺(tái)發(fā)電機(jī)組正式投入運(yùn)營(yíng)，次年6月初全水電站的四臺(tái)發(fā)電機(jī)組均已正式投入生產(chǎn)。由于該水電站設(shè)備均屬剛開始投放運(yùn)營(yíng)中，在穩(wěn)定性及安全性能方面均存在著許多的不足之處，在短時(shí)期內(nèi)發(fā)電質(zhì)量也處于不平穩(wěn)狀態(tài)中。對(duì)此，該水電站負(fù)責(zé)人員及工作人員對(duì)二次運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行了改造。改造后的二次設(shè)備運(yùn)行機(jī)能得到了大幅度的提升，為水電站經(jīng)濟(jì)效益創(chuàng)收打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

2.2.2 調(diào)速二次設(shè)備的改造技術(shù)措施。（1）該水電站工作人員對(duì)開機(jī)程度進(jìn)行了修改。該水電站機(jī)組運(yùn)行時(shí)采用的是將機(jī)組開機(jī)模式調(diào)整為自動(dòng)開機(jī)前首先向計(jì)算機(jī)主控制系統(tǒng)發(fā)出一條開機(jī)自動(dòng)化信號(hào)，如果在開機(jī)前沒(méi)有發(fā)出自動(dòng)化信號(hào)的話，則主機(jī)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將葉片關(guān)閉，從而會(huì)導(dǎo)致整體機(jī)組停止工作。該水電站工作人員對(duì)機(jī)組開機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行修改，將開機(jī)程度采用微機(jī)編程方式改變其調(diào)速器的參數(shù)，從而最大限度實(shí)現(xiàn)了數(shù)所間的轉(zhuǎn)換。同時(shí)，通過(guò)這種微調(diào)設(shè)置可以完全避開開機(jī)指令信號(hào)環(huán)節(jié)，從而大大提高了開機(jī)時(shí)的穩(wěn)定性能。（2）該水電站工作人員對(duì)自動(dòng)水頭的回路系統(tǒng)進(jìn)行了改造。通常情況下，水電站在收集水能的同時(shí)也會(huì)收集大量的泥沙。而在水電站運(yùn)行中，由泥沙導(dǎo)致的側(cè)壓管道堵塞問(wèn)題是十分常見的，這很容易造成機(jī)組在運(yùn)行中調(diào)節(jié)器參數(shù)值不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，從使水電站各機(jī)同一階段運(yùn)行時(shí)的參數(shù)值存在著較大的差異，甚至嚴(yán)重地影響著機(jī)組運(yùn)行機(jī)能及經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)此類情況，該水電站工作人員對(duì)自動(dòng)水頭回路進(jìn)行了改造，將以往所用的自動(dòng)水頭回路均更換為水位集中測(cè)量?jī)羲^輸出裝置，同時(shí)在對(duì)側(cè)水位裝置自動(dòng)水頭回路設(shè)備的改造基礎(chǔ)之上，將調(diào)整器水頭回路發(fā)送到機(jī)組，從而使機(jī)組自動(dòng)水頭回路的穩(wěn)定值得到了大幅度的提高，達(dá)到了水電站提高經(jīng)濟(jì)效益的最終目的。（3）為了使電網(wǎng)達(dá)到最佳的穩(wěn)定狀態(tài)，該水電站工作人員在原有機(jī)組設(shè)備的基礎(chǔ)上加設(shè)了一次高頻功能，并且可以通過(guò)內(nèi)部參數(shù)設(shè)置提高整體網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性能。

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

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是水電站二次設(shè)備中最為重要一個(gè)組成元素，同時(shí)也是保證水電站運(yùn)行安全及穩(wěn)定性的前提。該水電站工作人員為了最大限度保證計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行有效性，對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造，其主要從計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化無(wú)件系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)設(shè)備、計(jì)算機(jī)控制裝置系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)調(diào)度系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)人機(jī)交換系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)口令系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)界面系統(tǒng)等多個(gè)方面進(jìn)行了調(diào)整。同時(shí)，在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)改造中，要科學(xué)地利用專業(yè)技術(shù)，保證計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的合理性及穩(wěn)定性、實(shí)用性。另外，在計(jì)算機(jī)監(jiān)控設(shè)備改造中，要首先考慮到計(jì)算機(jī)監(jiān)控設(shè)備的重要指標(biāo)，即：計(jì)算機(jī)監(jiān)控設(shè)備中各級(jí)CPU的運(yùn)行承載能力、通道線路的傳輸能力、對(duì)特殊數(shù)據(jù)的復(fù)雜容錯(cuò)能力、對(duì)異常情況的控制及恢復(fù)能力等，并且按照分散與集中式相結(jié)合的原理，徹底解決傳統(tǒng)下計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中存在的諸多缺陷性問(wèn)題。

除此之外，采用CPU雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)并存的形式，可以大大提高計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中LCU操作界面的可操作性能，并同時(shí)提高系統(tǒng)的監(jiān)控及反饋能力。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，水電站二次電氣設(shè)備技術(shù)改造對(duì)水電站設(shè)備的運(yùn)行安全起著十分重要的作用。因此，在水電站二次設(shè)備改造時(shí)，要根據(jù)具體的情況而定，同時(shí)根據(jù)設(shè)備自身的特點(diǎn)以及運(yùn)行機(jī)能合理地進(jìn)行技術(shù)的改造，以便達(dá)到提高水電站二次設(shè)備運(yùn)行安全穩(wěn)定性能的最終目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 王見信.水電站電氣二次設(shè)備技術(shù)改造分析[J].科技與企業(yè)，2013，（13）.

[2] 劉光輝.南灣水電站的技術(shù)改造及效益分析[J].小水電，2002，（6）.

[3] 崔三同，劉建國(guó).小峽水電站電氣二次設(shè)備技改綜述[A].2008年全國(guó)水電自動(dòng)化技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C].2008.

作者簡(jiǎn)介：王鳳玲（1961-），女，遼寧康平人，供職于河北省遷西縣潘家口水電廠，研究方向：水電站勵(lì)磁及自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用。endprint