摘要：水电站设备老化，导致运行效率降低，水电站进行技术改造，更换机电设备，技术改造后提高了机组的运行效率。
关键词：水电站；技术改造；发电；效益；管理
一、田庄水电站简介
河北省石津灌区田庄水电站（以下简称田庄水电站）座落在石津灌区总干渠上，是渠道引水式电站。水电站装机容量为2×2500千瓦，经一台主变电压器升压至35千伏，通过250m输电线路到市供电局杜北变电所并入电力系统。电站于1980年4月破土动工，1983年5月13日通过试运转正式交付使用。
二、田庄水电站存在问题
田庄电站投产运行已超过30年，期间未进行大的技术改造工作。很多机电设备已出现不同程度的老化，主要表现在以下几个方面：
1、高压设备已超过使用年限，老化严重，故障频发。 2000以年后不断出现设备烧毁、损坏的现象，发电安全问题日益突出。
2、二次保护主要采用继电器控制方式，近几年继电器烧毁、拒动、误动现象明显增多；部分继电器已停产，损坏后无法更换，相关继电保护只好停用。
3、水利机械部件磨蚀严重。长期运行已使水轮机过流部件磨损严重。特别是转轮、导叶、座环等部件由于空蚀、磨损和锈蚀等原因，设备外形破坏严重，间隙增加、漏水严重，导致机组发电效率明显下降。
4、调速器漏油严重，活塞卡涩，操作困难、指针打滑，不能同步指示导叶开度。双调协联关系不正确，已无法实现导叶与桨叶的最优工况运行，使机组运行效率严重降低。
三、技术改造方案
1、高压设备方面：电站将户外35kV断路器更换为ZW8-35型真空断路器。该型断路器额定电压35kV 、额定电流1250A、额定频率50Hz，完全满足并网要求；户内断路器计划更换为ZN63A-12/630型,该型断路器额定电压12kV，额定电流630A，满足发电机要求。
2、继电保护方面：为提高自动化和运行管理水平，电站采用水电站计算机监控系统。由上位机（包括通讯模块、打印机等）、机组现地控制保护单元、电气设备保护单元、电站公共设备控制及保护单元、同期装置、计量设备、UPS电源、连接网络及系统软件等组成。
3、水利机械方面：更换水轮机转轮，将2个转轮全部更换为不锈钢材质；更换机组导叶，将48片导叶全部更换为不锈钢材质导叶；维修座环，对2个座环进行全面维修。
4、更换调速系统：
将原有ST-100型机械调速器，更换为电子式WST-100型调速器。
四、技术改造过程
田庄水电站技术改造自2011年申请立项，2013年初上级批复同意。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆2013年5月开始技术设计，至2013年12月技术设计完成。2014年5月机电改造工程正式开始，至2014年12月底整个改造工程全部结束。2015年3月试运行成功，2015年4月通过上级完工验收，2016年12月通过竣工验收，整个改造工程顺利完成。
五、技术改后的效益分析
此次改造重新确定了设计水头，更换了水轮机桨叶，使水轮机在高效区运行，更换了调速器，改善了导叶和桨叶的协联关系，实现了二者的最优配合，提高了水能利用率，改造后机组效率大大增加：
改造前机组综合效率：η前=62%，
改造后1#发电机组综合效率：η1=80.73%
改造后2#发电机组综合效率：η2=81.11%
1#发电机组综合效率增加值=80.73%-62%=18.73%
2#发电机组综合效率增加值=81.11%-62%=19.11%
六、问题与不足
1、设计方面。对小型水电站的技术改造 “四性”原则，贯彻的不全面，考虑先进性、合理性、经济性较多，对涉及到田庄电站自身特点的“特殊性”考虑不足。田庄电站隶属石津灌区管理局，其运行特点是：发电服从灌溉，必须保证电站上下游水位的平稳，早期的继电保护，无法满足此项要求。此次改造后，采用计算机监控，能够实现过程控制，通过程序可以很好的解决这个问题。但由于对电站运行特点考虑不足，设计时没有编制相应的水位控制程序，现在田庄电站仍旧是通过人工调节机组出力的方式实现水位的调整。
2、管理方面。对软件建设重视不够。主要体现在两个方面：
（1）此次技术改造后由于实现了计算机监控，一方面提高了自动化程度，另一方面也加大了技术的封闭性，提高了电站对设备厂家的依赖性。田庄电站对此明显考虑不足，前期准备不够充分，这给后期的发电运行和机组维护带来诸多不便。
（2）智能设备对人员的技能提出了新的要求，田庄电站对此准备不足。很多老职工短时间内很难适应新设备，年轻职工虽能快速掌握新设备的操作，但其运行经验欠缺，无法独立完成运行工作。这导致田庄电站技改后很长一段时间不得不实行新老人员搭配的运行模式，通过人数来弥补缺陷，整个电站仍徘徊在传统管理模式上，与少人值守的设计初衷存在一定的差距。
七、总结
结合实际情况，因地制宜的进行技改、增容，以先进的科学技术为依托，提高经济效益，是老旧电站持续、高效和安全运行的必由之路。只有做好老旧电站的技术改造工作才能进一步促进水电事业的蓬勃发展。同时，任何先进的技术和设备都必须与高素质的人员相配合才能发挥出最大效能，大的技术升级必然会对人员提出新的要求，老旧电站在技改的同时必须注重人员知识与技能的更新，实现硬件和软件的同步前进，才能将技改的效能发挥到最大。
作者简介
耿岳维（1977-05），男，汉族，籍贯：河北省石家庄市，当前职务：科员，当前职称：助理工程师，学历：大学本科，研究方向：水利水电水利作者单位:河北省石津灌区管理局。
论文作者:耿岳维,宋京亚
论文发表刊物:《电力设备》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/19
标签：田庄论文; 电站论文; 水电站论文; 机组论文; 技术改造论文; 调速器论文; 设备论文; 《电力设备》2018年第3期论文;