[摘要]连系福建省小水电事起步早、成长快，全省电站数目众多、鳞次栉比，共有水电站6000多处，总装机容为1762万kW，但电站装机客都比力小，且因早期资金或技术问题，普遍选用低压机组的现实，论述小型水电站低压机组的装备改造。[要害词]小水电站低压机组技术改造1水轮发机电组改造福建省年夜大都电站建于上世纪七八十年月，水轮发机电组经过二三十年的运行，泛起发机电尽缘老化、发烧增加、滑环严重冒火、端盖无防护罩等问题，影响运行平安；水轮机转轮等过流部件磨损、变形，或虽几经补焊但叶片变厚、变粗拙与原型误差较年夜，机组效率严重下降；有的是历史缘由机组选型不配套，造成出力不足、水浪费，效益差。针对上述问题，近几年我们在建设新电站的同时，凭据具体情况对一些老电站进行了改造。1)增年夜定子线圈导线截面，提高尽缘品级。用环氧粉云母B级尽缘替换原来机组E级尽缘，匝间尽缘由原来每匝半迭包1层云母带改成每匝半迭包2层，以保证有足够匝间耐压水平。采用非线性半导体材料进行防晕处置，使单只线圈起晕电压到达18kV以上，是国家尺度的2．4倍。2)采用“R-R”毗连换位新技术下降定子线圈温升。为了下降环流、下降定子线圈温升和削减附加消耗，采用了“R-T”毗连换位新技术，保证了发机电有功出力满载时，定子线圈温升小于或等于47．5℃。3)下降转子线圈温升。为有用下降转子温升，接纳了2个有用措施：一是在转子线圈直线部位采用了散热匝结构；二是增加了线圈匝数下降转子电流。4)透风冷却系统改造。将原来折斗扇改成弧斗式风扇，提高轴向和径向压头，并合理分配风道，将绕簧式空冷器改成针刺式空冷器。新技术的采用有用地下降了风阻，提高了冷却效果，即使机组满载，温升也在国家尺度划定的范围之内。5)采用新型转轮工艺。如三坐标测控工艺，这是针对农村小水机电组设计的一种既经济简单实用，又有较高精度的转轮叶片制造工艺。首先设计门的工装，将工装配于具有三坐标的镗铣床或摇臂钻床的工作平台上，再将叶片毛坯安放并定位在工装上，哄骗工装和机床的移动配合，可以检测到叶片正、后背肆意位置的空间坐标值。将检测成效直接与叶片型线坐标值进行比力，如误差值超越尺度要求，则在响应位置先用钻头打出响应误差值深度的孔，后对叶片进行铲磨至孔深位置，再哄骗机床和工装进行型线检测，每一个叶片重复2～3遍，直至叶片型线知足设计要求。安然平静县九二水电站、深度水电站等几台水轮机改造的转轮均采用三坐标测控工艺，实践证实，采用这类工艺制造的转轮在投运后，效率、出力、稳定性、气蚀等水轮机性能均到达了设计要求，提高了机组的效率，使电站获得了更好的收益。2发机电励磁装配改造要使发机电平安和稳定地运行，发机电励磁系统的性能是要害，早些年使用的三次谐波式、相复励变压器式等几种励磁装配，由于调理性能差，易引发振蔼，不顺应机组并网运行；同时其故障较多，影响机组平安运行，所以必需加以更新改造。1)改用可控双绕组电抗分流式励磁，并在双绕组电抗分流式的根蒂根基上增加了可控硅分流的自动电压调理器。点是：空载电压调理范围年夜，并网后运行稳定，无功功率调理利便。由因而厂家随机生产，安装在发机电上结构简单紧凑，不需另占地方。在主断路器跳开后不失磁，发机电仍有端电压。在电网停电时仍有电源供给调速器，能迅速将机组关闭，省往了备用电源。在安然平静县近20台发机电上使用成效证实，能够平安、靠得住、稳定地运行。采用这类励磁方式当励磁回路对地一点接地时，接地址与发机电中性点(低压发机电绕组中性点一般都接地)组成回路。励磁电流被分流削减，会发生气组振荡、不能正常建压等故障。所以非凡要对滑环及四周等励磁部位定期清扫，避免励磁回路对地尽缘严重下降而发生接地故障。2)采用可控硅静止励磁装配，如FKL、ZL1A1等型号，其性能秀，但结构相对较复杂。采用自力屏柜增加了安装位置，安插上还需注重整洁和美观。由于主断路器跳开时联动跳开灭磁开关，使机组无电压，故这类励磁装配尚需备用交流电源或设置装备摆设TC操作器。3机组制动改造一般水轮发机电的制动系统由厂家设计，采用气刹或油刹，对小型卧式机组的水电站而言，因机组及厂房结构都很简单，设置门供刹车用的低压供气系统，这在经济上是不合算的，且增加了维护工作；而采用油刹则需设置制动油泵，且排油未便也欠好操作。一些小水电站则采用木棒撬刹，虽然能解决问题，但劳动强度年夜又不平安。2004年安然平静县国强高坑水电站技改时，采用了高压空气制动方式，运行至今，效果秀。国强高坑水电站装机2×800kW，转速1000r／min，配YDT-800型电液自动调速器，系南宁发电装备总厂产物。这类电液调速器是原YT型机械自动调速器的改型，它保留了原本的油压装配(带中心油箱自动补气)和液压随动系统，只是将飞摆、缓冲器等丈、反馈机构改成电力部门而已。这类调速器在自动运行时其电液转换器一直在耗(排)油，这样油压装配需不竭泵油弥补。由于袖压装配的补气是陪伴着泵油自动完成的，成效又造成补气过需经常排气。在此情况下能否哄骗这类高压气刹车?经查图纸，制动器压力也能知足要求，因而接1个三通，2个截止阀和8m紫铜管(d=10mm)，一试相当理想。可见对小型卧式水轮发机电组的制动在有条件的小水电站，即有自动调速器带中心油箱能自动补气，气刹车也是一种可取的法子，但刹车时要注重：1)转速要降至20％左右才能加闸；2)刹车时要先点刹加闸，否则会使刹车块急速磨损。4水轮01,调速装配改造因并网小型水电站不能调频，调速器仅作用于正常开、停机，调理正常有功负荷和事故停机，所以普遍采用电、手动操作器。这类装配结构简单、投资省而又随机配套，操作与维护利便。假设需要有自动调理功能，则可以配上STK-W-3微电脑控制器，就能到达单机自动调频，并网时按前池水位自动调理有功功率、自动并网合闸等功能。如安然平静县长厅水电站630kW机组中运用了这类控制器后，实践证实这一设置装备摆设是比力理想的。TC操作器是一种技术较进步前辈的新型调速器，除有电、手动操作功能外，其特点是关闭时间可以调理，故障时无电源也能自动关闭导水机构；可凭据电站现实，整定分歧的调保时间值；同时可避免因木石卡塞和手动关机过度损坏导水机构的问题；提高了机组运行的平安性。再配上STK-W-3可到达自动调理的目的，是一种值得推行使用的调速装配。5主变的改造水电站的低压机组凡是是经主变升压后与10kV农村配电线路相毗连，曩昔老电站选用的都是定型10±5％／0．4kV系列配电变压器。由于电站地处偏远山区，线路长、压降年夜，发机电经常需要在较高电压下运行，才能保证发送一定的无功负荷。有的电站电压值高达440V及以上，其风险：一是在高压下运行使发机电、变压器温升提高，尽缘加速老化，尽缘亏弱环节轻易击穿；二是难以发足无功功率，并影响机组运行的稳定性；三是老型号变压器能耗年夜，且运行年久老化，时常泛起故障影响正常发电，需要实时更新、改造。我们在改造时采用了S11系列低消耗的升压变压器，订购时向厂家非凡提出，一般变比为0．4／11±5％kV，从而保证了水电站在正常电压下运行。为了削减主变空载消耗，保证站用电和生活区用电的电压，可另装站用变压器，电站停运或运行时可相互切换。6配电装备和成套装配改造水电站低压机组使用的主断路器有DZ10、DW10、DW15等空气断路器，DZ10塑料外壳式空气断路器由于封锁散热差，易引发发烧故障，仅用在容小的机组上。DW10框架势空气断路器普遍在使用中，但因短路断流容小，时有发生因短路不能有用断流而烧坏电器装备的事故，所以主断路器应选择DW15型。由于发机电组频仍操作，发机电出口断路器选型应选用高靠得住性的产物，可选用ABB、E系列和施耐性M系列框架断路器，操念头构应选择电念头预储能合闸型。电站需长时间满负荷接连运行，主断路器和隔脱离关按发机电额定容选择，但尚需一定的裕度，才能确保装备运行的平安靠得住。定型的成套配电装配简化了设计，它把发机电的配电主回路和控制、庇护及水轮机自动回路等二次回路的装备有序地安装在统一屏内。经常使用的BKSF型水轮发机电控制屏，在使用中尚存在一些欠缺的地方，我们可以凭据电站运行的现实来改良。袒露的盘顶母线和无边屏，是易发生和扩年夜电气故障的隐患，应加装屏顶庇护罩和两侧的边屏。除有发机电电流速断、过电流、过电压庇护外，还应有过速和高用切机庇护。高用切机在频率跨越50 1Hz，庇护就立即动作，避免线路对侧瞬时断电时又重合，此时主断路器未跳开，引发非同期并网冲击；下降事故跳闸后机组转速上升率。为连结机组在高水头运行，提高电站经济效益，在控制屏上应装设前池水位监测(或能自动按水位调理)装配。现在很少采用水电阻耗能庇护法。较普遍运用的是在发闹事故时能快速自动关机，故在屏内装设调速器的电念头回路。调速控制回路除正常操作开、停机外，运行中主断路器跳闸必需迅速自动关机(除正常手动操作外)，这可用合闸记忆回路来实现。电动调速回路电源应在电网电压和机端电压两侧进行切换，保证调速器电源的靠得住性。另外，机组进水阀门的电动控制除在就地操作外，也可在控制屏内进行操作。从此在小水电的设计中选用的机电装备，要充实哄骗已成熟的科研功效，选择那些技术进步前辈、性能秀、靠得住、效率高、消耗低的装备。例如，选择运行范围好、高效率的水轮发机电机组，充实哄骗水力资本提高电站效益。采用TC型操作器、重锤式蝶阀和球阀来提高机组运行的平安靠得住性。低能耗变压器和新型年夜容的低压断路器的使用，为年夜容低压发机电组的平安高效运行斥地了新的道路，但还应起劲提高机组运行的自动化法式。连系我省目削、水电站的现实情况，因地制宜地进行机组技术改造，确保农村小水电站机组的高性能、高和平安靠得住运行，以此促进我省小水电事的健康成长。