西牛頭電站運行狀況及技術(shù)改造設(shè)想

【摘要】針對西牛頭電站運行狀況進(jìn)行分析研究，提出技術(shù)改造的設(shè)想。

【關(guān)鍵詞】西牛頭電站；運行狀況；技術(shù)改造

1、西牛頭電站概況

西牛頭電站位于廣西岑溪市義昌江河段，是壩后式水電站，距市中心3KM，建于1993年。采用貫流式水輪機(jī)，裝機(jī)容量為3×320KW，設(shè)計水頭為4m，設(shè)計流量3×10.5m3/s，年平均發(fā)電量427.5萬度，年利用小時數(shù)4451小時。水庫庫容68.2萬m3，集雨面積1153平方公里。

2、承擔(dān)的任務(wù)

西牛頭電站的首要任務(wù)是防洪。由于電站位于市區(qū)，肩負(fù)著全市人民生命和財產(chǎn)的安全，發(fā)揮著不可估量的社會效益。所以，洪水期間，必須保持排洪暢通，確保安全度汛。

西牛頭電站的另一個任務(wù)是發(fā)電。由于電站是企業(yè)，自負(fù)盈虧，現(xiàn)有職工幾十人，必須發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益，確保安全生產(chǎn)。

3、機(jī)組設(shè)備運行狀況

機(jī)組設(shè)備陣舊落后，有功出力不足；勵磁老化，無功不穩(wěn)定，經(jīng)常失控。

（1）正常情況下，#1發(fā)電機(jī)組單機(jī)并網(wǎng)運行時最大出力為280KW，三臺機(jī)同時并網(wǎng)運行時，最大出力為200KW；#2發(fā)電機(jī)組單機(jī)并網(wǎng)運行時最大出力為300KW，三臺機(jī)同時并網(wǎng)運行時，最大出力為220KW；#3發(fā)電機(jī)組單機(jī)并網(wǎng)運行時最大出力為300KW；三臺機(jī)同時并網(wǎng)運行時，最大出力為230KW，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計裝機(jī)容量。

（2）2012年12月18日，#1發(fā)電機(jī)組單機(jī)帶250KW負(fù)荷并網(wǎng)運行，突然間受到?jīng)_擊，所有表計激烈震蕩，斷路器跳閘，卻沒有自動滅磁。手動滅磁后經(jīng)檢查正常，重新并網(wǎng)運行，然而當(dāng)無功加到100KVA時，勵磁失調(diào)，開始以為是勵磁調(diào)節(jié)電位器失靈，但更換電位器后仍然是這種現(xiàn)象，檢查勵磁也沒發(fā)現(xiàn)損壞元件，只是發(fā)現(xiàn)整流和脈沖集成電路板的連線和接點有些許松動，經(jīng)焊接加固后，這種現(xiàn)象也沒消除，仍有時會勵磁失調(diào)。

（3）2014年1月5日，正常操作開啟#2機(jī)組，起勵建壓，并網(wǎng)運行，當(dāng)有功加到100KW時，有功表讀數(shù)不再上升，調(diào)整無功功率，無功表讀數(shù)為60時，功率因數(shù)為0.9，勵磁電流150A，接近額定電流，增大導(dǎo)水葉開度以增加有功負(fù)荷，此時有功表讀數(shù)仍為100不變，但機(jī)端電流增大，勵磁電流過流，無功無法調(diào)整。初步判斷為勵磁問題，便對勵磁系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，快速熔斷器、可控硅、續(xù)流二極管均完好無損，主控回路沒問題，于是又對整流和脈沖回路進(jìn)行詳細(xì)的檢查，從整流變壓器、脈沖變壓器到二極管、三極管、穩(wěn)壓管、電阻、電容等一一進(jìn)行檢測，整流電壓、脈沖電壓正常，均未發(fā)現(xiàn)異常，百思不得其解，至今仍未徹底解決這一問題。

（4）2014年2月27日，開#3機(jī)組，起勵時無法建壓，電壓起但不能穩(wěn)定，勵磁失控。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，整流回路有一穩(wěn)壓管燒壞，更換后重新起勵，但仍無法建壓。再次檢查，發(fā)現(xiàn)C相整流變壓器S4端出線點松脫，形成虛焊，造成缺相，勵磁調(diào)節(jié)電位器也有一根線脫落，重新焊接后起勵，建壓成功，運行正常。

4、大壩金屬結(jié)構(gòu)運行狀況

（1）液壓閘門

由于義昌江市區(qū)河段雜物多，污染嚴(yán)重，閘門面板嚴(yán)重銹蝕，部分已穿孔漏水；導(dǎo)軌、導(dǎo)向輪、定位輪、止水膠等變形，閘門重量變輕，關(guān)閉不嚴(yán)，漏水嚴(yán)重。另一方面，液壓系統(tǒng)也存在許多問題，液壓桿伸縮不平衡，常導(dǎo)致閘門上下不平衡；液壓油封容易老化、變形和斷裂，經(jīng)常漏油，嚴(yán)重時無法開啟閘門。2010年6月15日，正值主汛期，7#泄洪閘在提升過程中，突然油管破裂，油噴射而出，“轟”的一聲巨響，閘門掉下來，非常危險，嚴(yán)重影響泄洪，幸好其它閘門能正常運行，未造成重大損失。

（2）前池攔污柵

攔污柵銹蝕嚴(yán)重，2009年6月，#1、#2、#3攔污柵主梁已嚴(yán)重彎曲變形，經(jīng)加固后使用至今，洪水期間，若雜物多，壓力大，隨時可能損壞，雜物越過攔污柵，進(jìn)入轉(zhuǎn)輪，機(jī)組無法正常運行，影響安全生產(chǎn)。

5、原因及危害分析

（1）機(jī)組出力不足有多方原因，主要決定于水輪機(jī)的流量、水頭和機(jī)組的效率，而機(jī)組的效率設(shè)備出廠后已基本確定。作為水電站應(yīng)從流量、水頭的因素進(jìn)行綜合考慮，其中流量的損失產(chǎn)要是閘門的漏水。前池泥沙淤積嚴(yán)重，庫容越來越小，流量和水頭也在漫漫的減??；尾水和下游受阻，排水不暢，也是影響出力的另一個因素。

（2）勵磁失控的原因，就目前三臺機(jī)組的勵磁系統(tǒng)來分析，主要是設(shè)備陣舊落后，集成電路老化，電子元件功能不全等引起。機(jī)組的勵磁方式采用自并勵，勵磁調(diào)節(jié)采用手動調(diào)節(jié)，當(dāng)需要調(diào)整時根據(jù)機(jī)組出力進(jìn)行調(diào)整。機(jī)組運行至今已有二十年，電子元件的經(jīng)濟(jì)壽命也就差不多，集成電路已經(jīng)老化，勵磁調(diào)節(jié)很難達(dá)到理想的效果。

（3）液壓閘門的不安全因素嚴(yán)重影響防洪度汛的安全，威脅著全市人民生命和財產(chǎn)的安全，必須消除隱患。

（4）攔污柵的不安全直接影響機(jī)組運行，影響安全生產(chǎn)，影響經(jīng)濟(jì)效益，必須消除隱患。

6、技術(shù)改造的設(shè)想

西牛頭電站的機(jī)組設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)已極度劣化，到了全面更新改造的時候。電站裝機(jī)容量雖然小，經(jīng)濟(jì)效益有限，但西牛頭電站位于市區(qū)，首要任務(wù)是防洪，肩負(fù)著全市人民生命和財產(chǎn)的安全，裝飾著市容市貌，發(fā)揮著不可估量的社會效益，希望上級有關(guān)部門引起重視，現(xiàn)就本人的觀點提出如下幾點設(shè)想，僅供參考：

（1）合理選擇機(jī)型：根據(jù)流量和水頭，周密設(shè)計，合理配套機(jī)組，合理利用水資源，充分發(fā)揮水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的效能。若機(jī)型選擇欠佳，機(jī)組長期不能在設(shè)計工況下運行，不但影響機(jī)組的出力，還影響機(jī)組的壽命。

（2）更新勵磁系統(tǒng)，采用自動調(diào)節(jié)，實行運行操作自動化：采用先進(jìn)的電子技術(shù)進(jìn)行自動化控制，運行參數(shù)變化時，做到安全、可靠；在出現(xiàn)異常的情況下，能夠自動跳閘和關(guān)閉機(jī)組。勵磁能自動按有功、無功的分配，自動調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的定子電流，以滿足系統(tǒng)無功負(fù)荷的需要。這樣可以減少故障，減少維修，增加發(fā)電量，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。

（3）更新改造閘門，將液壓啟閉機(jī)改為卷揚式啟閉機(jī)，以提高安全性，確保安全度汛。

（4）更新改造前池攔污柵，確保安全生產(chǎn)。

7、結(jié)束語

電站作為一個企業(yè)，要生存發(fā)展，必須科學(xué)管理，發(fā)展科學(xué)技術(shù)，結(jié)合實際情況，適時更新改造陣舊落后的設(shè)備，從根本上消除不安全因素，為企業(yè)增添生機(jī)與活力。

作者簡介

高志（1969年出生），女，工程師，本科，從事發(fā)電分公司（水電站）技術(shù)管理工作。