摘要：近些年来，我国农业经济发展速度不断加快，部分小型水电站已经不能够满足农村经济发展需求，为了保证小型水电站更加安全可靠的运行，提升农村水资源的利用率，对小型水电站进行增效扩容至关重要。对于小型水电站改造人员来讲，在实际工作当中，要结合小型水电站运行特点，采用合理的增效扩容改造技术，进一步提升小型水电站的运行效率。鉴于此，本文主要分析小型水电站增效扩容改造关键技术的具体应用，从而有效减少水资源的浪费。
关键词：小型水电站；增效扩容改造；关键应用技术
1小型水电站增效扩容改造现状分析
1.1缺少先进的科学技术
目前，大多数的小型水电站修建时期相对比较早，现有的水轮机调控技术无法更好的满足实际发展需求，而且各项技术运行指标存在一定的缺陷和不足，发电性能与实际情况存在一定的差距。水电站经过多年运行，设备严重老化，虽现有的水电站数量和机组台数比较多，但是水轮机的运作效率相对比较低，发电效率也是逐年降低，无法实现对水能资源的有效利用，致使其经济效益无法得到保障。
1.2选型缺乏合理性，影响水电站运作状态
①在对小型水电站进行建设过程中，大多数是以乡村为主来划分组网范围，从而实现对所在地区的简易供电，以更好的满足当地农民的基本需求。但是发电机的选型与地区的水能实际含量存在明显的差距，这样会造成水能资源无法得到充分地利用。如今，随着电网区域联网的不断发展，现有的电站装机容量问题越发明显，影响了小型水电站的运作状态。②由于受到配电作业、产品制造及结构设计等方面的影响，部分小型水电站的运行状态不太理想，如果他们长时间的超负荷工作，将会导致内部零件出现非常明显的破损，从而降低发电机运行效率。
1.3设备较为落后
小水电大多数建于20世纪70-80年代，有些更早。受当时设备制造、设计及技术水平的限制，且经过多年的运行，电气老化严重、绝缘性差、控制保护方式落后，可靠性差，严重影响电网安全，远远满足不了现代电力系统发展要求。
如：电力设备中的主变选择损耗相对比较高的变压器，当长时间运行时将会导致其绝缘性能降低，致使防爆炸性能减弱。高压电气设备基本上选择油式断路器，维修周期短，维修花费的时间长，既影响生产，又污染环境。更严重的是，用作灭弧介质的变压器油在电弧的作用下是可燃的，在一定条件下会产生高压可燃性气体，及至发生爆炸。轻则损坏设备与建筑物，重则伤人。此外，油断路难于避免油的泄漏，影响设备的升级。以前的水电站采用传统的设计理念和机械操作方式，安全运行稳定性不能保证，同时，在监控和保护过程中，通常采用老式机械式继电器、电压表等元件，安全可靠性差、易发生误动，并且动作速度滞缓、自动化程度不高，这些都将制约小水电站的进一步发展。
2小型水电站增效扩容改造关键应用
2.1确定水电站扩容幅度
在确定小型水电站扩容幅度的过程当中，工作人员主要注意以下问题：①根据水电站内部的太网结构特点，做好相应的优化工作，一旦发现水电站内部的太网结构存在较多缺陷，则可以利用先进的信息管理设备，将水电站中的RS485接口直接转变为太网接口，不断提升水电站内部的通信效率。②利用微机调速设备，准确计算小型水电站内部的扩容幅度。除此之外，在计算小型水电站扩容幅度时，相关工作人员还要结合水电站内部微机保护装置的运行情况，在指定位置安装可编程控制设备，在提升水电站CPU数字信号处理效率的同时，保证水电站扩容幅度计算数值更加精确。
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2.2合理设计水轮机选型
想要更好的提升小型水电站运行效率，减少水资源的浪费，做好水电站水轮机选型工作非常的重要。在设计水电站水轮机选型的过程的当中，工作人员需要注意以下问题：①结合水轮机的运行时间，定期检查与维修，对于运行时间比较长的水轮机，要及时更换，并根据地区的地形条件与气候条件，选择相应型号的水轮机。②针对运行速率较慢的水轮机，进行有效的改造，将水能够更好的转变为电能。
通过合理设计水电站水轮机选型，能够更好的提升水电站发电效率，减少能源的损耗。对于水轮机选型人员来讲，要根据水轮机的使用时间、运行状态与节能效果，进行综合分析，针对运行速率较慢的水轮机，要及时调整，在提升水电站水轮机总体运行效率的前提之下，不断减少年均弃水量。在科学技术迅猛发展的今天，水电站中的水轮机结构越来越复杂，对相关技术的人员的专业技能要求越来越高，为了更好的提升水电站中水轮机的运行效率，技术人员需要根据水电站年均发电量，不断优化水轮机内部结构，如：转轮采用不锈钢材料制作，降低叶片空蚀，增加抗腐性能，提升运行效果，发挥它的经济效益，真正达到节能增效的目的。
2.3对发电机组进行改造，提高电气设备性能
在对发电机组进行改造过程中，最好根据实际情况选择新型工艺技术，并根据发电机组运行过程中所存在的问题制定有效的措施给予解决，以达到改善线路电能传输效率的目的，更好的提高发电机组的运行效率。同时，借助新技术制成的转子或定子线圈，可以实现对冷却系统的有效改善，促进空气的有效流通，进一步提高转子风扇的运行速度，提高发电机的工作效率，必要时也可以通过增加转子或定子的铁心长度来有效提高其电磁功率，或可通过改造发电机定、转子绝缘为“F”级，在绝缘允许的承受范围提高发电机出力，从而达到增效扩容的效果。对于水轮机与发电机不匹配的问题，可以考虑对其进行整体更换，该过程中需要对原有设备的条件给予考虑，以确保水轮机与发电机的整体运行效率，降低对电气设备的不必要投资。
2.4配置自动化控制系统
在微机调速器中，通常会采用高油压可编程调速器，其不仅可以有效提高其调节精度，自动调节和控制，实现机组频率测量与调节、跟踪系统频率，满足水轮机发电机组在各种工况下稳定运行，而且还可以避免燃油大量浪费。储能罐最好选择高压痰气罐，可以有效降低投入成本，保证小型水电站的正常运行。同时，要做好输水系统的核算工作，并采取措施加强对水轮机输水系统的有效控制，并从水力和调节保证参数等角度来使核算工作，以确保核算结果的准确性。随着科学技术和水电站改造的不断更新，采用微机监控系统，提高自动化水平，该系统不仅具备基本的监控和数据采集功能，还可以实现机组自动准同期、调速、励磁、功率调节等功能，能有效提高水电站运行综合效率与机组安全稳定运行，减少日常维护工作量，并促进了无人或少人值守管理的建设。
结语
综上所述，为了进一步提高小型水电站的运行效率，使其满足时代发展需求，则需要对其开展增效扩容改造技术，尤其是对水轮机、发电机等的改造，这样不仅可以有效扩大小型水电站的实际容量，而且还可以提高当地水资源的有效调配与利用，从而有效提高当地水利发电系统的经济效益，更好的推动我国经济建设的发展。
参考文献：
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[3]原文林，万芳，马跃先.农村小型水电站增效扩容改造关键应用技术研究[J].中国农村水利水电，2015（10）：190-193.
论文作者:黄素华
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
标签：水电站论文; 水轮机论文; 效率论文; 机组论文; 发电机论文; 水能论文; 转子论文; 《基层建设》2019年第32期论文;