小水電自動化設備運行現(xiàn)狀及對策

蒂文

（湖南省水府廟水電站 湖南省湘鄉(xiāng)市 411424）

小水電自動化設備運行現(xiàn)狀及對策

蒂文

（湖南省水府廟水電站 湖南省湘鄉(xiāng)市 411424）

隨著水利事業(yè)的不斷發(fā)展，小水電自動化設備在水電站中的應用越來越廣泛，小水電自動化設備的應用不僅提高了水電站運行的穩(wěn)定性，也大大提高了水電站的經(jīng)濟效益，目前一些水電站中普遍存在著小水電自動化設備的運行問題。本文將以水府廟水電站為例，對小水電自動化設備的運行現(xiàn)狀作出分析，并提出相應的運行對策。

小水電；自動化設備；運行現(xiàn)狀；對策

單站容量在25000kW以下的水電站為小型水電站，我國的小水電分布廣泛，是水利工程中的一種重要水力資源設施，其具有分散性、對生態(tài)環(huán)境負影響小、簡單性、地區(qū)特征鮮明、標準化、造價低等特點。其中水府廟水電站位于湘江一級支流漣水的中上游，臨近雙峰、湘鄉(xiāng)、婁底三縣（市），坐落于湘潭棋梓溪口，水庫控制流域面積達3160km2，總庫容5.6億m3，庫面面積44.3km2，電站裝機容量為10250kW，多年平均發(fā)電量1.09億kW·h，是集灌溉、防洪、發(fā)電、供水、養(yǎng)殖等于一身的不完全季調(diào)節(jié)水利工程[1]。

1 小水電自動化設備運行現(xiàn)狀

1.1 發(fā)電機勵磁系統(tǒng)運行現(xiàn)狀

水府廟水電站采用型號為SF8200-36/4500的發(fā)電機。發(fā)電機數(shù)量為4臺，發(fā)電機標準為GB/T7894-2001，另外2個主變壓器，額定電壓分別為11萬V和3.5萬V。

水府廟電站的勵磁系統(tǒng)主要采用了由碳刷、滑環(huán)、磁場變阻器、勵磁調(diào)節(jié)器和直流勵磁機等組成的直流勵磁系統(tǒng)，勵磁機保持與發(fā)電機同軸，而勵磁繞組獲得勵磁電流由滑環(huán)和碳刷完成，勵磁電流可通過勵磁調(diào)節(jié)器進行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方式主要是基于機端偏差電壓進行自動調(diào)節(jié)[2]。

1.2 水輪機運行現(xiàn)狀

水府廟的水輪機采用了型號為HLJF3920A-LH-230的水輪機，在效率、空化、穩(wěn)定性等方面具有較好的性能，解決了以往效率偏低、空化性能差、單位流量偏低的問題，但隨著水輪機的常年運行，機組的過流部件磨損嚴重，極大地影響了水輪機的水力性能。

1.3 微機自動化監(jiān)控系統(tǒng)運行現(xiàn)狀

微機自動化監(jiān)控系統(tǒng)由集中監(jiān)控系統(tǒng)、分散式監(jiān)控系統(tǒng)、分層分布監(jiān)控系統(tǒng)三部分組成。微機自動化監(jiān)控系統(tǒng)具有機組自動開機（圖1）和停機（圖2）、檢測機組運行狀態(tài)、機械與電氣保護、采集處理設備數(shù)據(jù)、自動調(diào)節(jié)有功無功、機組過流保護低頻（高頻）保護機組過負荷保護過速保護、自動記錄打印運行參數(shù)等功能，但目前一些小水電站的微機自動化監(jiān)控系統(tǒng)并不能實現(xiàn)自動監(jiān)控的全部功能，仍不能做到自動電壓控制、自動發(fā)電控制等[3]。

圖1 #4機組自動開機流程圖

2 小水電自動化設備運行中存在的問題

2.1 設備元件無法與系統(tǒng)兼容

一些小水電站選擇的設備裝機容量與單機容量相差較大，自動化程度低，無法與機組兼容；此外小水電站采用的調(diào)速器、勵磁裝置與微機監(jiān)控系統(tǒng)的接口不兼容，導致設備無法接入監(jiān)控系統(tǒng)；而手動操作設備的自動化配備、底層設備信息傳輸、輔助系統(tǒng)的自動監(jiān)控同樣存在一定的問題。

圖2 #4機組自動停機流程圖

2.2 設備可靠性低

一些小水電站的自動化設備和元件容易發(fā)生故障，一旦出現(xiàn)故障，維修和更換不及時將嚴重影響發(fā)電機組的正常運行，如該水電站有次出現(xiàn)了機組頻發(fā)震動擺渡過高信號的問題，工作人員對機組上導、下導和水導進行檢查，經(jīng)發(fā)現(xiàn)機組震動擺渡不符合設計實際要求。

2.3 運行人員技術(shù)水平偏低

一些小水電站普遍存在運行人員或設備維護人員技術(shù)水平偏低的問題，自動化設備的運行較復雜，對運行人員的操作能力有較高的要求，如果運行人員沒有熟練掌握操作技巧，很可能出現(xiàn)操作不當?shù)膯栴}，影響設備的正常運行。

2.4 自動化程序存在缺陷

該水電站的一次機組停機操作過程中，工作人員輸入停機指令以后，停機程序沒有正確執(zhí)行，而是跳過了自動減負荷，直接跳了發(fā)電機出口斷路器，引發(fā)機組電氣過速保護動作，過速140%，頻率70Hz，造成機組快速閘門自動關(guān)閉，造成事故停機（一類障礙），地調(diào)所對此進行嚴肅批評并按要求罰款，給我站造成了額外的檢修任務以及預算外的經(jīng)濟損失。

3 小水電自動化設備運行對策

3.1 自動化設備的正確選型

自動化設備的選型應遵循實用、經(jīng)濟、簡單的原則，選擇時應注重設備的適用性，比如調(diào)速器的選擇應適用于該水電站機組，保證調(diào)速器能夠正常工作，避免在緊急情況下失去鏈接，發(fā)電機出口斷路器的選擇應遵循最高的經(jīng)濟性，節(jié)省投資、可靠安全的機械和電氣性能、較長的機械和電氣操作壽命的原則，保證其具備多相短路非對稱開斷能力。

3.2 優(yōu)化自動化程序

自動化程序本身存在的缺陷極易導致命令操作的錯誤執(zhí)行，為此就需要對自動化程序進行優(yōu)化，有專業(yè)的程序編輯人員對自動化程序進行運行測評，對于其中存在的問題，應及時糾正，如有必要應重新進行編程，對自動化設備進行升級，保證自動化設備正常高效的運行。

3.3 加強對小水電站工作人員的培訓力度

工作人員運行操作水平的提高是保證水電站自動化設備正常運行的前提，為此就需要加強對相關(guān)設備運行人員的專業(yè)培訓力度，根據(jù)不同設備的性能及操作方法制定與之相應的培訓計劃，編寫設備維修說明書及使用說明書，定期對工作人員進行專業(yè)知識及相關(guān)技術(shù)的培訓，提高工作人員的知識技術(shù)水平，保證設備安全穩(wěn)定運行。

3.4 完善設備管理制度，做好設備的維修保養(yǎng)工作

建立健全設備管理機制，在自動化設備運行期間，加強對設備的日常檢測，對運行期間所采集的數(shù)據(jù)進行整理。

4 結(jié)束語

綜上所述，小型水電站憑借其簡單性、經(jīng)濟性、高效益的優(yōu)勢逐漸成為水利設施中不可缺少的一部分。目前，雖然小水電設備的自動化技術(shù)越來越成熟，但自動化設備的運行仍存在著一些問題，在設備運行期間，為避免設備故障及安全事故的發(fā)生，就要采取相應的措施，正確選擇自動化設備，保證設備基本性能的同時，提高設備兼容性，不斷提高工作人員技術(shù)水平，保障自動化設備的安全穩(wěn)定運行，確保水電站功能的正常發(fā)揮。

[1]瞿仕強.分析農(nóng)村小水電自動化設備運行現(xiàn)狀與策略[J].科技展望，2015（26）：127.

[2]李永麗.淺談農(nóng)村小水電自動化設備運行現(xiàn)狀及策略[J].電子世界，2014（16）：321+322.

[3]白紅然.石家莊市小水電站現(xiàn)狀與技術(shù)改造淺析[J].小水電，2015（1）：51～52.

TV736

A

1004-7344（2016）25-0128-02

2016-8-16

蒂文（1988-），男，湖南湘鄉(xiāng)人，助理工程師，本科，從事水電站電力系統(tǒng)自動化工作。