（中国水利水电第八工程局有限公司 湖南长沙 410004）
摘要:许多水电站建设年代久远，运行时间长，且受当时制造水平、工艺以及设计水平的限制，水电站的设备相对比较落后，效率偏低，影响了水电站的健康发展。本文通过某水电站增效扩容技术改造实例，提出了水电站增效扩容改造改造面对的主要问题，提出了相应的解决对策，旨在为为我国水电站的增效扩容改造提供一定的借鉴。
关键词:水电站；增效扩容；改造方案
1工程概况
某水利枢纽工程于1958年冬开工兴建，1959年枢纽建筑物除电站部分外基本竣工，1960年灌渠通水灌溉。章惠渠水利枢纽工程电站现状共装机10台，装机容量1460kW，即4×125kW+6×160kW。由于当时资金困难原因，其中4台机组为1988年投运，6台机组1998年投运。
经水文水能参数的分析核算后得出，该水利枢纽工程电站装机容量可扩容1000kW，即对1988年投运的4台125kW的机组进行扩容改造，扩容至1500kW,扩容后电站总装机容量为2460kW。
现需扩容改造的4台机组，单机装机容量125kW，对应主变压器1台，容量
为630kVA。电气主接线方式为:发电机电压侧为单母线接线；发电机出口通过一面发电机控制保护屏与0.4KV母线相连；低压厂用配电开关经电缆接于0.4kV母线上；发电机母线与主变低压侧之间经铝排相连；升高电压侧采用单母线接线；以1回10kV架空出线横跨库区至开关站场地。10kV变电站采用户外半高型布置。
2进行增效扩容改造技术的必要性
第一，因为中国的水利事业起步相对早，大部分兴起于上世纪七八十年代，早起建成的水电站，其机电设备受当时的技术条件和工艺水平的约束，设备的质量与生产效益非常难上一个新的台阶，目前我国的水电站生存近况也不容乐观，大多数水电站的水轮机通过几年运转，转轮与叶片耗损非常严重造成大幅度降低其工作效率，水能不能获得充分运用。其他关键的机电设备像继电器、水轮发电机等都存在不一样程度的老化与损坏问题，跟不上的技术改造，从而造成一连串的产能效益问题，甚至导致潜在的安全隐患。
第二，落后的水电站设备和新时期电力供应的紧张产生明显的比较，实际的压力是持续攀升的电力负荷峰值，所以，地方电力体系也强烈要求更多的水电站可以接受这样艰巨的挑战，把用电高峰期的电量担负起，同时要拥有解决峰值时期的用电困难的能力，显然这样的期望和实际有不小的距离，所以进行水电站的增效扩容改造技术又其内在的必然性。
可见，不管从水电站的效益问题、安全角度出发还是现在各地电力体系面对的困难出发，水电站的增效扩容改造技术都势在必行的。
3水电站增效扩容改造过程中的问题分析
在电站初建当时的历史条件下，由于历史条件的限制，工程设计未经过仔细论证，装机容量明显偏小，有较大的扩容空间。自电站兴建至今己运行近三十年，这些年来从未对电站的机电设备进行过改造，电气设备老化，技术落后及安全隐患严重，需报废更新改造。现有的变压器漏油较为严重，对环境造成污染，随着运行年数的增加，变压器绝缘加速老化，维护工作量大、维护成本高。主变压器型号为S7-630型10.±5%/0.4kV变压器，属淘汰产品。电气控制设备为常规继电器控制方式，手动操作，自动化程度低。
1)机组容量偏小，水库调节能力较小，致使水库长期处于弃水状态，水能资源没有得到充分利用。电站自1974年机组投运以来，己运行近40年，电气设备己超过寿命期需要报废。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆随着运行年数的增加，在运行生产过程中，变压器能耗大，己列入工业和信息化部《高耗能落后机电设备(产品)淘汰目录(第一批)》公告。
2)机组控制、保护设备陈旧，自动化水平低，绝大部分器件目前己属淘汰产品，备品备件解决困难。机组的主、辅设备以及其他电气主要设备的主要项目指标都达不到现行标准要求，安全隐患严重，己不能保证电站的安全运行。
3)电站现有的照明系统己远远不能满足电站厂房的照度要求，同时设备严重老化，给生产带来较大的安全隐患。缆线采用铝芯导线与设备连接，经常造成导体接触不良，有时发热情况较为严重。
4水电站增效扩容改造方案
对于以上问题，不能采取通用照搬照抄方式进行改造，需要根据电站的特殊性，最好在设计电站改造方案前能够组织人员到电站现场进行调研和实地踏勘工作，了解电站的主接线图、保护配置，了解设备的实际情况和用户的实际需求。
1)了解电站设备的使用年限，目前运行过程中存在的问题，现有设备是否满足自动化控制要求。
2)对于已有监控系统的电站，需要了解目前系统的配置和使用情况，确定上位机、LCU,UPS、控制台等主要设备型号的规格和数量等；了解机组的装机容量、出口电压和出口电流大小；确定机组和公用开关站LCU的SOE,DI,AI,DO,TI等I/O通道点数，确定交流采样、计量点等数量和具体位置；确定同期点位置；确定屏柜尺寸和现场安放位置。
3)对于保护系统，需要了解现有保护设备的型号和具体的保护功能配置，确定保护方案和组屏方案，以及屏柜安放位置。
4)对于调速器设备，则需要了解现有调速器系统的厂家型号，确定调速操作功等相关参数，了解现有设备的控制方式，是否具备远方控制和通讯功能。
5)对于励磁系统，需要了解励磁电压和励磁电流，是否具有远方控制和通讯功能。
6)电站辅助设备系统，了解现有辅机控制系统的自动化程度，相关信号是否运行可靠，油泵和水泵的运行信号是否能够可靠上送，确认自动化元件是否满足要求；确定电动机的功率和数量；控制箱的尺寸样式和安放位置。
7)如果用户此次不涉及电缆改造，则需要考虑原来的测点位置及电缆长度，以及电缆在机柜内的位置布局。
8)根据现场了解的情况，结合用户的实际预算，制作性价比高的解决方案。
此外，对于电站还有工业电视改造要求的，则需要结合现场情况，确定摄像头布局位置和数量，以及电源线和通信线的走线方式及大致长度。对于有些水电站是流域开发的，可以考虑进行集中控制或远方控制，对各电站的通信通道需要进行确定，对原有各电站的监控系统进行了解，看是否能够接入集控系统。
5机组增容改造获得的成就
5.1机组安全发电
机组通过增容改造后，水轮机的水力功能、振动功能、汽蚀功能将会大大改善。因为使用了新技术、新材料、新工艺，让绝缘等级提高了，优化了通风条件、散热条件，将大大降低了发电机事故率;机组运行时的不安定原因获得透彻改变，延长大修周期，降低大修费用。
5.2经济效益
增容改造不但让机组可以安全稳发，形成直接的经济效益。比如增加系统事故备用容量，因为这电量是在系统出现事故的状况下提供的，它既避免了系统事故的扩大，又防止了事故停机，使电站效益提高了。
6落实质量监督，保证工程质量
6.1贯彻执行监督机制
及时申报质量和安全监督有关手续，落实工程质量与安全监督措施，明确和落实参建各方的质量和安全职责，主动接受监督。
6.2落实工程质监措施
督促参建单位严格按照批准的设计文件、图纸和有关技术标准组织施工。对重要隐蔽或关键部位单元工程，工程监理和现场技术员应及时按照规程规范要求验收签证，确保工程质量安全。
7结语
综上所述，随着经济的快速发展，我国的电力需求也在不断上升，电能作为促进我国国民经济快速发展的重要动力。在进行水电站增效扩容改造的过程中，工程建设人员应结合工程实际情况进行深入的研究分析，提出针对性的措施解决实际问题，提升增效扩容的实际效力。
参考文献
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论文作者:舒春雷
论文发表刊物:《科技中国》2016年8期
论文发表时间:2016/10/19
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