维普资讯 http://www.cqvip.com 辽宁农村水电站机电设备问题调查及 技术改造方向 谭云广，路奔 （辽宁省农村水电及电气化发展中心，辽宁 沈阳 １ １ ０ ０ ０ ５） 摘要： 本文针对农村水电站机电设备存在的各种问题一一进行解析，并对各种机电设备改造 及新建电站，提出了具体的建设性意见。 关键词： 技术改造；水轮发电机；发电机励磁系统；断路器；计算机控制 Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｎ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ａｌｔｅｒａｔｉｏｎ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｒｕｒａｌ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ／／ＴａｎＹｕｎｇｕａｎｇ，Ｌｕ Ｂｅｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｐａｒｓｅｓ ａｌｌ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｉｎ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｏｆ ｒｕｒａｌ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｂｒｉｎｇｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅ ｏｐｉｎｉｏｎｓ ｏｎ ａｌｌ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｅｄ ａｎｄ ｎｅｗｌｙ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ａｌｔｅｒａｔｉｏｎ；ｈｙｄｒｏ—ｇｅｎｅｒａｔｏｒ；ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ；ｂｒｅａｋｅｒ；ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ 中图分类号：ＴＭ３ １ ２／ＴＰ２７３＋、５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１ ６７３—８２４ １（２００７）０５—００２４—０７ 辽宁省水能理论蕴藏量为２０３万ｋＷ，技术可 的安全运行，进行设备技术改造势在必行。 开发量为ｌ８０．７万ｋＷ，其中５万ｋＷ以下的农村 水电可开发量约为７８万ｋＷ，目前辽宁省已建成 存在问题 农村小水电１４９座，总装机容量为３８．４２万ｋＷ。 ２０００年以前所建成的电站为ｌ３２座，其中本溪市 １．水轮发电机组问题 为３２座、丹东市为２８座、抚顺为ｌ３座、朝阳市 在当前小水电上网电价较低，小水电站经济 为ｌ ７座、水利厅直属电厂为７座、葫芦岛市为７ 效益较差的情况下，电站很少有能力进行水轮机 座、大连市及鞍山市均为４座。 大修及水轮机转轮的更新。很多水电站经二三十 ２０００年以前建成的电站，机组运行控制方式 年的运行，水轮机转轮气蚀严重，甚至水轮机转轮 均为常规控制方式，特别是上世纪８０年代以前建 叶片气蚀出现最大ｌＯｃｍ直径的孔洞，机组发电出 成的水电站设备已陈旧老化，水轮发电机磨损、气 力下降很多；机组运行长时间没有经过大修，水轮 蚀严重；变压器（铝芯绕组）等电气设备损耗大、 机导叶间隙过大，在正常停机时漏水严重，使有限 电气绝缘下降、漏油严重等等，巳严重威胁水电站 的水能资源白白浪费，直接影响机组的发电量；发 电机部分绝缘老化、转子集电环磨损及碳刷接触 收稿日期：２００７－０３—０２ 不良打火严重，并且小水电多并网于ｌＯｋＶ农电 作者简介：谭云广（１ ９６ ２一），男，高级工程师，辽 网，在以前设计时很少考虑到ｌ ＯｋＶ电网电压在 宁省地方水电开发公司经理。 ＋ｌ０％的运行工况，在这种情况下，机组为了并网 ２４ ２船 维普资讯 http://www.cqvip.com 发电势必加大励磁电流，使机端电压升高，发电机 定子铁芯工作于接近饱和状态，电压额定工作点 机械离心飞摆在工作中，由于转动套间隙及主 配压阀搭接量的存在，即使调速器接力器不动，调 速器处于一种动平衡状态时，其工作油压也要被消 耗，工作油压下降，工作压油泵就得启动，所以机 接近或高于发电机空载特性曲线拐点，即使正常 运行加大转子励磁电流，机组也很难发出额定无 功功率，同时由于加大了励磁电流使发电机转子 发热严重，损耗加大，加快了发电机的绝缘老化， 械离心飞摆式调速器同模拟电液调速器一样，在调 速器不做任何调整时就消耗工作油压，使压油泵频 从而使发电机的使用寿命大大缩短。 ２．水电站辅助设备部分存在问题 （１）水轮机调速器问题 辽宁省上世纪９０年代以前所建水电站的水轮 机调速器，除纯手动“搬大轮”调速器之外，大多 是两种型号的调速器，即模拟电液调速器及机械 离心飞摆式调速器。 ①电液转换器问题在于，电液转换器在工作 中要求液压油的油质清洁度非常高，不能有一点 杂质和水份，否则电液转换器就将被卡住，造成调 速器失灵，水轮发电机组将失去控制，至使水轮发 电机飞车或关不了机，这将给水轮发电机组造成 严重危害，甚至造成机组事故。 电液转换器在工作中，为了克服静磨擦影响， 提高调速器动作的速动性，始终以一固定频率在 振动，即使调速器接力不动，电液转换器处于一种 动平衡状态，调速器的工作油压也要被电液转换 器消耗，工作油压下降，工作压油泵就得启动，所 以模拟电液调速器消耗工作油压，使压油泵频繁 启动，平均每ｌ５～ｌ８分钟启动一次，这是该种调 速器固有的缺点，大大增加了设备的维护量及能 源的消耗。 模拟电液调速器，没有计算机通讯接口，不能 和计算机之间进行通讯控制，就不能实现微机自 动化控制，制约了水电站向“无人值班，少人执守” 方向发展。 ②机械离心飞摆式调速器主要存在问题是，由 于有机械杠杆问的配合、转动套和针塞间隙的存在 及主配压阀搭接量的存在，致使其反应速度慢、灵 敏度低，在开、停机及并网过程中时间较长，一般 为３～ｌ０分钟才能并网发电，同时机组事故甩负荷 后，机组容易过速飞车，给水轮发电机组造成危害。 繁启动，这也是该种机械离心飞摆式调速器固有的 缺点，同时也增加了设备的维护量及能源的消耗。 机械离心飞摆式调速器，同模拟电液调速器 一样也没有计算机通讯接口，不能实现微机自动 化控制，也制约了水电站向“无人值班，少人执守” 方向发展。 ③纯手动搬大轮式机械调速器的缺点是机组 事故甩负荷后，如果不迅速通过人工手动关回水 轮机导叶，水轮发电机组将过速飞车，给水轮发电 机组造成危害；机组开机过程中，水轮发电机的转 速，由人工手动不好控制，发电机并网时间比离心 飞摆式械调速器并网时间还长，使有效的水能资 源浪费较大；电站更不能实现“无人值班，少人执 守”的微机自动化控制。 针对上述类型调速器存在问题和缺点的分析， 总结该类型调速器有三个方面问题需要解决，一 是压油泵频繁启动问题；二是模拟电液易发卡，机 组失控飞车，机调开机并网速度慢，机组事故甩负 荷易飞车；三是电站无法实现微机自动化控制。压 油泵频繁启动问题是上述两种调速器固有的缺点， 是无法解决的。油泵频繁启动，对电能的消耗，泵 体的磨损以及电接点压力表控制回路的可靠性等， 都带来极大的负作用。据有上述调速器的水电站 统计，调速器压油泵启动最短的时间问隔为ｌ５分 钟，最长的压油泵启动间隔为４５分钟左右。假定 ｌ５分钟压油泵启动一次，则一天要启动９６次，一 个月要启动２８８０次，对电厂经济效益以及工人的 维护量等等都产生极大的负效应，所以探求一种 新型的水轮机调速器是当今水力发电站非常重要 和迫切的事情。 （２）发电机励磁系统存在问题 上世纪９０年代以前建成的电站，针对５００ｋＷ ２帅 ５ 衢 维普资讯 http://www.cqvip.com 以下的水轮发电机，其发电机端电压多为４００Ｖ，发 电机励磁系统大体上分两类，一类为半导体硅整 流方式；另一类为电抗分流式励磁方式。 激（也可能有复励）励磁系统。上世纪８０年代以 前，这二种励磁方式均以模拟信号来完成测量、比 较、放大、移相等等一系列控制，没有计算机通讯 接口，电站不能实现完全的微机自动化，同时带直 流有励磁机的励磁系统，检修及维护工作量较大。 第一类励磁系统存在的问题主要有二个方面。 即可控硅励磁系统，控制励磁电流的大小多数是 用“十转电位器”来完成控制的，该电位器经过长 期运行磨损，滑头经常接触不良，造成机组开机过 程中，励磁系统启励建不了电压，或者造成机组励 磁电流无法控制，同时机组在开机时，发电机建电 压的空载点很难掌握，容易产生空载过电压；该种 励磁很多设计要有调差环节，且多数为单调差环 ３．电站电气设备所存在的的问题 （１）变压器存在的问题 ①上世纪８０年代以前所生产的变压器，由于 变压器铁芯材质导磁率较低，涡流损耗较大，造成 空载损耗较大，投电运行噪声也很大，同时有些变 压器为铝芯绕组线圈，其直流电阻较大，致使变压 器负载损耗较大。 ②由于变压器的设计及制造工艺问题，变压 节，单调差环节的缺点是无论怎样改变接线，也不 能作到励磁调差环节只反应机组的无功分量，单 相调差环节的缺点就是即反应机组的无功分量， 又反应机组的有功分量，所以当水头波动变化时， 发电机的励磁电流也跟着变化，使机组的无功不 稳定，如果水头发生大的变化时，励磁电流增加很 多时，发电机组易过负荷，造成机组甩负荷跳闸， 器运行时，高、低油温流道设计的不好，与现阶段 生产的￥９－Ｓ１０系列变压器相差很多，并且变压器 的焊接工艺、焊接质量以及热胀冷缩等原因，使变 压器多处漏油严重。 ③原来生产的变压器线圈绕组多为纸绝缘， 经多年温度较高运行，使线圈绝缘老化较快，介质 如果没有调差环节，两台以上机组并列运行，各机 组将争抢无功功率，即某台机组发很多无功，甚至 造成过负荷，而另一些机组可能发很少的无功，甚 至使机组进相运行，使各台并网运行机组不能很 好的合理分配无功功率，造成整个系统不稳定。 损失试验逐年增大，有的甚至内部产生局部高能 放电现象，出现瓦斯可燃气体。 如汤河水库电站 ４０００ｋＶＡ变压器，该变压器为１９８２年出厂的产品， 线圈绕组为铝芯导线，现以出现上述三个问题，并 另一类为电抗分流式励磁方式也存在二个方 面的问题：发电机励磁电流很难控制，其励磁电流 的调整是靠改变电抗器的Ｉ闭隙来完成的，调整起 来非常困难，励磁电流不是过大，就是调不到位， 机端电压很难达到并网要求，即使能强行并上网， 对机组冲击也很大，这是该种励磁固有的缺点，是 无法克服的；电抗分流式励磁在机组并上网后，当 出现乙炔可燃气体，电网已终止其在电网中运行， 穆家电站联网的６３００ｋＶＡ变压器，线圈绕组为铝 芯导线，在２００２年也出现上述三个问题，并且在 ２００２年对该变压器进行了全面改造，线圈绕组换 为铜导线，改造后已达到或接近Ｓ９变压器标准。 （２）电气设备开关存在问题 ①针对以前所建电站６６ｋＶ电压等级的线路开 系统电压较高时，由于电抗器铁芯的磁通密度的 饱和，机组的励磁电流调不上去，致使发电机欠发 无功，甚至造成机组进相运行，电网要求机组一般 按ＣＯＳ ＝Ｏ．８运行，否则可能每少发三度无功，电 关以及变压器高压侧开关多为ＳＷ，一６０Ｇ的少油 断路器，该种开关的操作机构多为ＣＤ 一３７０型， 其缺点如下：维护量大，开关每年都得检修且密封 性能差，经常漏４５＃绝缘油，规范规定油开关满 负荷跳闸三次，要求停电检修换油，否则４５＃绝 缘油变黑碳化后，开关跳闸易分断不开电流，造成 开关爆炸，同时该种开关操作机构多为ＣＤ型系列 的电磁机构，在开关合闸时，机构电磁铁的动作电 站将被扣罚一度有功。 针对５００ｋＷ以上较大的机组，励磁方式大体 也可分为两种，一种是发电机同轴带有励磁机的 励磁系统（包括相复励式）；另一种是可控硅自并 ２６ ２帅 维普资讯 http://www.cqvip.com 流超过ｌ００Ａ以上，对电站的直流系统有较大的冲 击，影响电站整体的安全运行。针对６．３ｋＶ以上 组运行过程中多加注意，尽量避免水轮机导叶在 小开度下运行，在开机过程中应加快并网时间，机 组并入电网后，导叶开度尽量在７０％以上开度运 行，一般水轮机的最高效率在８５％～９５％导叶开度 之间，导叶开度在８５％～９５％之间时机组振动最 电压等级的高压机组，其出口开关多为ＳＮ 系列 高压少油开关，同样存在上述问题。 辽宁省蓓窝水库电厂、辽宁省观音阁水库电 厂及新宾穆家电站其原来的开关就存在上述问题， 深窝水库电厂６６ｋＶ电压等级的三组ＳＷ 一６０Ｇ少 油断路器，于２００５年全部进行了更换；观音阁水 库电厂，６６ｋＶ线路出口开关及其中一台主变压器 出口ＳＷ 一６０Ｇ的少油断路器，已在２００６年８月 小，同时水轮机的气蚀最小，当水轮发电机经过多 年运行，机组出力明显下降时，要及时检查水轮机 的气蚀情况，特别是每年的春秋检时也要及时检 查水轮机的气蚀情况，如果水轮机气蚀严重，那么 在沽水季节安排机组进行大修。 在气蚀处理过程中，一定把气蚀的蜂窝麻面 处理干净，然后均匀加热用不锈钢焊条进行补焊， 要防止叶片变形，同时要求机组的轴线要好，机组 份以前更换完毕；同时观音阁水库电厂已把发电 机出口ＳＮ 系列高压少油开关全部进行了更换； 新宾穆家电站于２００４～２００５年初全部进行了开关 改造。 ②对于机端电压为０．４ｋＶ的机组出口开关， 转速在５００转／分钟以上的机组，轴线摆度值，每 米不能超过０．０２ｒａｍ，机组转速在５００转／分以下 的机组，轴线摆度值，每米不能超过０．０３ｒａｍ；水 轮机检修捆导叶过程中，导叶的立面间隙用 ０．０５ｍｍ塞尺进行测试，三分之一不能通过，同 上世纪８０年代以前所生产的开关型号多为ＤＷ１０ 系列，该种开关灭弧能力相对较差，同时其合闸机 构不灵活，容易发卡，在机构发卡时经常烧毁合闸 线圈，其维护量较大。辽宁省桓仁县东方红电站是 ｌ ９ ７９年以前投入运行的电站，总装机为１１× ２５０ｋＷ，机组出口开关１１台，全部是ＤＷｌ０系列 开关，１９９３年其开关就发生了弧光短路爆炸，造 成了人员伤亡，后来全部进行了更新改造。 综上所述，上世纪９０年代及以前所建电站，机 时对拐臂上为偏心肖结构的（另两种结构为弯曲 连板及双连臂结构），在偏心肖锁紧后，一定在拐 臂的底部用电焊把偏心肖螺杆、螺帽及拐臂的底 部点焊牢固，因为偏心肖结构，在水轮机实际运行 中，如果不进行点焊极易松动，水轮发电机组运行 一段时间后，导叶立面间隙增大，造成漏水严重， 电设备由于各种原因存在众多安全隐患和问题， 为了水电站能安全、可靠、稳定运行，进行机电设 甚至机组在停机时，机组停不下来，并使水能资源 白白浪费，所以要通过上述工作把偏心肖焊牢固； 如果水轮机气蚀非常严重，要重新更换水轮机转 轮，建议考虑叶片为不锈钢结构，提高水轮机转轮 的抗气蚀能力。 备更新改造，是当前辽宁省所有电站面临非常重 要的问题。 二、技术改造的发展方向 针对电站机电设备所存在的问题，且考虑电 站的未来发展，减少电站的运行成本，并从目前机 电设备应用的最新技术角度，对上述电站设备所 发电机的集电环运行过程中，如果碳刷打火， 说明集电环不平碳刷接触不好，或碳刷弹簧压紧 度不够，应及时进行处理和调整，处理后如果运行 过程中还打火，那么就把集电环拆下，用车床把集 电环的接触面，首先车平，然后加工成反旋螺纹９０ 。槽。具体要求如下：螺距为１０ｒａｍ，螺纹槽宽为 １．５ｍｍ，螺纹槽深为２ｒａｍ，这样加工完毕后，集 电环每转一周，碳刷接触表面均被刮平一次，使碳 刷和集电环接触始终接触良好，不会产生打火现 存在的技术问题提出更新改造建设性意见，逐项 解析探讨，以供参考。 １．水轮发电机组的大修与改造 对水轮机转轮气蚀问题，各电站首先应在机 维普资讯 http://www.cqvip.com 象。辽宁省观音阁水库电厂６５００ｋＷ机组的集电 环，运行过程中就存在打火现象，其中ｌ＃机集电 环运行过程中，由于碳刷粉沫及油污的存在，碳刷 打火造成引线等燃烧，其机组集电环在ｌ９９７年大 修时，进行了上述加工改造，投入运行后至今，效 果良好，从来不出现碳刷打火现象。如果要更新发 展），又具有工业计算机的系统功能（运算能力强、 适时性好、编程方便等特点）。它能方便地处理开 关量，模拟量，进行回路调节。并能用高级语言编 程，具备大型机的分析运算能力。其硬件具有独特 新颖的插拔式模块结构，可使系统得到灵活多样 的扩展和组合。软件也具备模块结构，系统扩展时 电机，那么订货时一定要考虑发电机端电压在额 定电压＋ｌ０％时，发电机组带无功功率的能力。 只需在原有基础上叠加运用软件模块。Ｐ Ｃ Ｃ的 ＣＰＵ为３２位，运行效率高，具有高速的智能处理 器，其功能可使系统响应时间达到微秒级，而ＣＰＵ ２．水电站辅助部分技术改造 （１）水轮机调速器技术改造建议 辽宁省有很多电液转换器式电液调速器（如 ＤＴ１６００、Ｔ３５００等等）及离心飞摆式机械调速器 （如ＳＴ１００、ＹＴ１０００、ＣＴ４０等等），这两大种类 调速器，均存在前面所谈到调速器所存在的问题。 ２０００年以后辽宁省新建的电站，有一一些已上了微 机调速器，如桓仁县双岭电站、金哨电站、灯塔的 不需作任何加载，用户存储器容量大，具有良好的 电磁兼容能力和现场总线全面支持技术，体现了 工控领域全新发展的一种理念。 ②数字阀ＰＣＣ可编程智能调速器采用不同于 常规ＰＬＣ的新一代可编程计算机控制器一ＰＣ Ｃ， 面向控制过程，采用高级语言，分析运算能力强， 在同一ＣＰＵ中能同时运行不同程序。程序运行时 仅扫描部分程序，效率很高。ＰＣＣ的大内存，为 智能型调速器提供了资源保证。采用ＰＣＣ高速计 数模块测频，ＰＣＣ高达６．３ＭＨＺ的计数频率，具 有很高的测频精度和可靠性，从而使调速器的输 入通道聚测频环节的可靠性有了根本的保证。采 用触摸屏做为人机界面，画面美观逼真，全中文显 示，操作方便，可以同时显示很多信息。采用自适 应式变结构，变参数并联ＰＩＤ调节。自动识别电 网的性质，并自动适应电站的各种特殊运行方式， 如孤网运行，或由大电网解列为小电网运行的突 官屯电站等，均为微机调速器。测频、检测、计算、 控制部分有的是单片机，有的是ＰＬＣ可编程控制 器；机械部分控制，有的是步进电机、有的是组合 阀、有的是数字阀。对２０００年以前，调速器改造 微机的电站有，辽宁省观音阁水库电厂４台机、桓 仁县西江电站的４台机等等。针对各种微机调速 器，从几年的应用情况调查看，几种微机调速器的 稳定性、灵敏性、可靠性、都是比较好的，在实际 运行过程中，在其它运行指标一样的前题下，机组 正常发电过程中调速器耗油最少的，即压油泵启 动次数最少的为数字阀ＰＣＣ（ｐｒｏｇｒａｍ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｃｏｎｔｒｏ１）可编程智能调速器，真对不是双调的该 种调速器压油泵的启动时间问隔可以达到５ｈ以 上，是其它微机调速器所做不到的。下面就数字阀 ＰＣＣ可编程智能调速器的主要特点及功能阐述如 下： 变负荷等特殊情况，均可保证机组稳定运行。人性 化设计，具有很强的自诊断、防错、纠错及容错功 能。当出现故障时，自动弹出故障诊断画面，并自 动显示故障原因及处理办法。维护简单调试方便。 由于ＰＣＣ的高度集成化和高可靠性，对于运行维 护人员没有太高的特殊要求，调试只需设定有关 ①数字阀ＰＣ Ｃ可编程智能调速器优点在于， 数字，没有太多的电位器等可调元件。具有频率调 节、开度调节、功率调节三种模式，并可实现调节 模式间的无扰动切换。功率调节模式下，可接受上 数字阀ＰＣ Ｃ可编程智能调速器以全新控制理念， 以ＰＣＣ为控制核心，面向自动化控制全过程，成 组配置由电磁球阀和插装阀构成的数字阀替代传 统的电液转换器和主配压阀，它既具有可编程逻 位机控制指令，实现发电自动控制功能（ＡＧＣ）。设 有辅助试验功能，通过触摸屏可以很方便地进行 静态特性、空载扰动及空载摆动等试验。 辑控制器（ＰＬＣ）的标准控制功能（可靠性高、易扩 ２８ ２唧 维普资讯 http://www.cqvip.com 采用数字阀作为电液转换元件。彻底解决了 接力器的实际开度。因此数字阀调速器实现了零 扰动手／自动切换，试验结果表明，各项性能指标 均优于国家标准“水轮机调速器与油压装置技术 条件ＧＢ９６５２．卜－Ｊ９９７”。 常规调速器电液转换元件油污发卡的问题，使电 站可以实现完全可靠的自动运行。具有故障锁锭 的功能。由于数字阀只有通／断两个状态，且数字 阀采用锥阀密封可以保证在３ １．５ＭＰａ下无泄漏， 综上所述，数字阀ＰＣＣ可编程智能型水轮发 电机调速器是目前我国水电站自动化发展的趋势 和方向之一。 所以，数字阀又具有液压锁的功能，因此当测频信 号消失及断电等情况下，具有故障锁锭的功能。具 备折线关机功能，并由标准的插装阀完成，结构简 单，动作可靠。 （２）机励磁系统技术改造及发展方向 目前发电机励磁系统较为先进的均为可控硅 该调速器的实用性智能化很强，具有如下主 要特点。 微机励磁系统，针对前面所讲励磁系统存在问题， 在改造过程中尽量做到一次到位，即选择可控硅 微机励磁系统。由于造价问题，如果５００ｋＷ以下 的机组还要选择模拟的可控硅励磁，那么也要取 特点一，具有极高的可靠性。从输入到输出， 从测频到控制脉冲等各环节均实现了全自能化。 ＰＣＣ的平均无故障时间ＭＴＢＦ高达５０万ｈ。 特点二，具有多任务的优点。在传统ＰＬＣ中， 并行处理是靠程序扫描来完成的。但事实上多任 务才是并行处理的逻辑表达式，更简单直接的方 法就是采用多任务技术。ＰＣＣ恰恰可以满足这种 消“十转”电位器，而要求选无源接点的数字电位 器模块来控制可控硅的移相脉冲，从而达到控制 励磁电流的目的，同时励磁的调差部分一定要求 是两相调差环节，即只反应机组的无功分量，机组 的纯有功波动时，对机组励磁电流几乎没有影响， 机组的励磁系统就可在电网中稳定、可靠运行。对 另一类为电抗分流式励磁方式，已不适应电网对 机组发无功的要求，该种励磁方式应逐步取消。 目前对要改造或新建电站水轮发电机组的励 磁系统，一般要求有如下功能： ①有恒电压／恒电流／恒Ｃ０Ｓ①／恒无功运 行方式四种选择功能； ②有自动调差功能； 需求，当某一任务在等待时，其他任务仍可继续执 行。ＰＣＣ将整个调节控制分成若干个具有不同优 先权的任务等级。优先权越高的任务等级，其扫描 周期越短，优先权越低，其扫描周期越长。把适时 性要求高的程序放在高速任务层，把一般的逻辑 判断处理程序放在普通任务层，这样可以提高调 节系统的性能指标。 特点三，采用数字协联方式，且可现场修改协 联曲线并记忆修改后的数据，以便根据电站的实 际条件按最优曲线运行，桨叶随动系统准确度高。 特点四，无杠杆及主配压阀结构。该系列调速 ③有空载过电压保护功能； ④有甩负荷自动稳压功能； ⑤有低频过励限制功能； 器采用了数字阀液压随动系统（取消主配压阀）， 自动时有电气返馈，手动无需反馈，因此取消了杠 杆，消除了因为杠杆造成的死区及主配压阀搭接 ⑥有低转速自动截止励磁电流功能； ⑦有逆变环节及励磁系统在≤ｌ ５％机组额定 电压下，就可以自励闭环运行； ⑧有和计算机通讯功能； 量存在的死区，大大提高了调速系统的调节精度， 而且无管路，结构简单，可靠性大大提高。 特点五，具有全自动、电手动、纯手动三种操 作方式，且可无条件无扰动切换。由于自动运行 时，电磁球阀每次动作后都处于失电状态；而切断 电源即为手动运行。手动运行时，电子调节器跟踪 ３．水电站电气设备技术改造及发展方向 （１）电力变压器 目前新建电站的变压器均选择了Ｓ９或Ｓｌ０系 列变压器，这二种系列变压器有如下特点： ①变压器铁芯由于选择了高导磁材料、线圈 ２００７＿５ ２９ 维普资讯 http://www.cqvip.com 选择较大的导线截面积以及先进的生产工艺，使 作功小、使用寿命长等优点。高压真空开关，通过 变压器空载及负载损耗均较小。 在桓仁县双岭电站、辽宁省观音阁水库电厂、新宾 ②变压器的电气绝缘较高，达到“Ｅ级”以上。 穆家电站等实际应用效果良好。 ③变压器体积及躁音小，甚至采用全密封结 对机端电压为４００Ｖ的水轮发电机出口开关， 构等。 不论是改造，还是新建电站建议选用ＭＥ或ＤＷ１７ （２）电气开关设备 开关，该种开关克服了ＤＷ１０空气开关所有缺点。 对６６ｋＶ的少油开关设备改造过程中，建议取 随着我国装备制造业的飞速发展，农村水电 消油开关，应用“ＬＷ”系列六氟化硫断路器，该 的机电设备及控制设备已进入一个崭新的阶段， 种开关机械使用寿命３０００次，适用于频繁操作，开 智能化、远程控制信息化时代已经到来，出现了光 关整机体积小、重量轻、结构简单、操作功小、使 纤电力互感器等一系列国际最先进的数字控制设 用寿命长，克服了ＳＷ，一６０Ｇ的少油断路器漏油、 备，计算机技术遍及各个角落。辽宁省农村水电正 额定电流跳闸三次需换油、维护量大、合闸机构动 朝着计算机监控方向发展，很多电站已实现了计 作电流大等缺点。六氟化硫断路器，通过在辽宁省 算机监控自动化，形成“无人值班，少人执守”的 ｛蔓窝水库电厂及辽宁省观音阁水库电厂以及在新 运行模式。如：辽宁省观音阁水库电厂、新宾穆家 宾穆家电站等应用效果良好。 电站、宽句石榴沟电站等均已实现了全部微机控 针对ｌ０ｋＶ以下的高压开关，无论是旧开关改 制模式，未来的发展日新月异，要求我们进行不断 造，还是新建电站，建议选用高压真空开关，该种 的学习新技术、新知识，把技术成熟的全新设计理 开关机械使用寿命１００００次，适用于频繁操作，开 念应用到农村水电建设当中去，为农村水电事业 关整机体积小、操作合闸机构为弹簧储能机构，操 发展，加快农村经济建设步伐做出应有的贡献。０ （上接第１ ０页）办法等法律法规，加强对小水电水土 土保持工作做不好，形成的水土流失必然导致生 保持建设的监督执法；严格执行“四同时”制度， 态环境的平衡破坏、恶化。有效控制小水电开发建 做到主体工程与水土保持设施同时设计、同时施 设造成的水土流失，建设环境友好型小水电，坚持 工、同时竣工验收、同时使用。 人与自然和谐共处的理念，把水电开发、水土保持 ２．强化综合治理 生态建设、环境保护、新农村建设等有机结合起 搞好小水电水土保持综合治理生态建设的科 来，才能确保生态环境建设和经济可持续发展。在 学规划，在坚持工程措施与植物措施兼顾、协调的 水土保持生态建设中，各级水行政主管部门和水 基本内容上，发展与特色农业相结合、与旅游观光 土保持监督站应加强监管工作，确保工作顺利开 相结合，多业并举，综合开发，发挥综合效益。 展并达到建设环境友好型小水电目标，振兴农村 ３．强化管理，长期奋斗 经济。９ 对小水电开发建设区域内植被加强养护、管理， 进行必要的封禁和抚育措施，重视植被病虫害发生 参考文献： 情况的监控，不断增加投入，坚持不懈，长期奋斗。 ［１］国家发展和改革委员会能源研究所．福建省 可再生能源强制性配额政策框架与实施方案的初 四 结束语 步研究． ［２］福建省水土保持监督站．福建省水土保持方 水土保持生态建设是一项系统工程，如果水 案编制参考手册． ３０ ２哪
