天台县位于浙江省东中部，天气湿润，雨量充沛，多年平均降雨量1500mm。全县水力资本理论蕴躲量14.8万kW，其中可开发哄骗为8.63万kW。我县小水电事业起步于上世纪50年月末期，成长上规模形成建设热潮划分为上世纪七八十代和九十年月中期，到2003年末，全县共建成小水电站57座，总装机容量6.2万kW，占可开发量的71.8。其中年夜部门电站建于7、八十年月，至今已运行了2、三十年，发机电尽缘老化、发烧增加、滑环严重冒火；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、变粗拙与原设计误差较年夜，机组效率严重下降；有的是历史缘由机组选型不配套，水量浪费、出力不足，效益低下，这些电站还由于受那时的电价政策和设计思想的局限，选择装机容量时均偏小，现在的更新改造可以连系增容改造来进行。现连系我县小水电的现实，谈谈老水电站的更新改造思绪。

　　1、水轮发机电组的改造
水轮机

　　水轮机的转轮是水电站实现水能转酿成机械能的关头部件，分歧的水头，分歧的流量就要用分歧的转轮。而且统一只转轮在过流量发生变化时其效率也发生变化，若是转轮选择失当，即会致使效率下降，不单不能提高电站经济效益，反而会带来一些负面影响，如发生振动、气蚀等。上世纪七八十代，由于科技成长的限制，水轮机型谱的不全，需要的水轮机难以如意配套；也由于物资的缺少，计划经济指标下达的有限，设计水电站时有时只能委曲凑合，如桐坑溪二级电站设计水头110米，选用的水轮机型号为XJ-W-55/1×12.5,较高效率的转速应当是750转,但由于那时物资缺少,选用了1000转的发机电，造成效率低下，在更新改造时应重新配套。是以，在进行电站增容改造进程中，应凭据电站水头、流量等条件进行具体分析，在保证各项参数相顺应情况下更换效率高、过流量年夜的转轮，以知足增容要求，同时选择新型转轮的流道和转轮直径与原机组基底细同。对还击式水轮机中的轴流定浆式机组可经由过程调整叶片装配角、修整叶片流线，对混流式水轮机则采用更换水轮机转轮，来到达知足增年夜过流量加年夜机组出力之目的；对冲击式水轮机则采用改变喷嘴口径，改良叶轮，加年夜流量，到达增加出力之目的。为知足发机电改造的需要，增容后宜连结机组转速不变。凭据水轮机制造厂改造水轮机转轮的经验，一般出力可增加20以上。
发机电

　　发机电定子的改造

　　要使发机电到达增容目的，对原绕组必需进行改变，必需增年夜定子绕组线径，到达下降定子绕组电阻，使定子绕组电阻发烧总量不高于原绕组，以此来到达机电增容。由于发机电定子线槽尺寸裕度限制，对增容所需增年夜线规存在一定局限性。对此，在改造进程中，可以采用以下技术措施：一是改变尽缘浸漆工艺，提高尽缘品级为F级，采用耐电压高介质消耗低的尽缘材料，减薄尽缘层厚度，腾出空间；二是采用特有烘漆工艺填充线圈间和线圈与铁芯的空地空闲，增加线圈的散热能力下降温升；对于小型机组还可经由过程改变励磁方式，往失落机电附加绕组线圈，改成静止可控硅励磁；加年夜透风量和提高功率因数，装设无功抵偿装配，提高有功输出功率，连结定子绕组发烧总量不变。经由过程上述技术措施，一般发机电都可增加一个容量品级。

　　发机电转子的改造

　　由于当发机电容量增加20-25时，其空载励磁功率并没有增加，一般只需增加10左右的励磁功率即可。转子线圈常采用翻新改造的方案。将原旧线圈退火处置，一方面软化铜排，另外一方面烧往旧尽缘。转子线圈重新热压，并将其尽缘品级提高为F级。由于老匝尽缘材料厚，一般线圈翻新时可增加10-15的匝数。经由过程增加匝数，提高尽缘品级措施后，转子绕阻一般可扩容20～25。

　　发机电改造后的技术参数和烘漆工艺

　　发机电增容后，必需经由过程电磁计较和实验来提供发机电的技术参数，如励磁电流、电压、发机电效率、定子电流、允许温升、短路比、定子漏抗等，供发电站进行短路计较、继电庇护计较及调整各类庇护整定值。发机电增容改造中浸漆烘焙工艺也是发机电增容的关头技术措施。发机电在运行进程中，定子线圈端部要承受很年夜的电磁力，若是浸漆不透，烘焙不干，定子线圈端部要遭到很年夜的电磁力，会发生扭曲变形，造成匝间短路、甚至造成整台发机电报废的重年夜事故。采用强制流动浸漆工艺，使浸漆透彻，在烘焙上采用轮回热风打进机电进行轮回加热，到达整个机电线圈受热平均、固化水平高的工艺要求，保证烘漆质量。
发机电磁装配的改造　

　　要使发机电平安和稳定地运行，发机电励磁系统的性能是关头，早些年使用的三次谐波式、相复励变压器式、双绕组电抗分流式、可控硅半波整流等几种励磁装配，由于调理性能差，易引发振荡，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。

　　励磁装配的改造应凭据原有励磁方式进行改造，如把双绕组电抗分流式励磁改造成可控硅分流的电抗分流，此装配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，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。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。如原先的励磁装配是半波整流的则可改造成可控硅全波静止励磁装配，其性能优秀，但结构相对较复杂。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、　水轮机调速装配的改造

　　并网小型水电站一般不介入调频，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。所以普遍采用手、电两用操作器，其结构简单、投资省而又随机配套，操作与维护简单，可是若是与可控硅励磁装配配合，则由于事故停机时发机电主开联系关系动跳灭磁开关，发机电没有机端电压，其电动操作器就失往操作电源没法关机,造成飞车事故。

　　TC(弹簧蓄能型)水轮机操作器是一种技术较进步前辈的新型调速器，由机电（或手动）驱动，经传念头构和蓄能弹簧推动接力器活塞来控制机组开机、停机、并网、增减负荷等。当接到各类事故旌旗灯号和远方紧停饬令时均能失压脱扣，自动关机。关机时间凭据分歧电站“调保计较”要求，可在2～28S内整定。在无电源情况下，同小型调速器失往油压一样，可手动开机升压后即改电动操作，而紧急停机则没必要手动，仍可同有油压时的小型调速器一样，能自动紧急关机，而且依照先快后慢的关机模式，使年夜部份机组能知足调保计较要求。同时可避免因木石卡塞和手动关机过度损坏导水机构问题；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。

　　4　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，尽缘亏弱环节容易击穿；二是难以发足无功功率，并影响机组运行的稳定性，影响经济效益；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。

　　改造变压器时应采用低消耗的升压变压器，订购时向厂家出格提出，一般变比为11±5/0.4kV，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，保证厂用电和生活区用电的电压质量，可另装厂用变压器，在电站停运或运行时相互切换。

　　5　配电装备和成套装配改造

　　小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，仅用在容量小的机组上。DW10框架势空气断路器普遍在使用中，但因短路断流容量小，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，机组容量年夜的宜选用DW17(ME)型，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量选择，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安装在统一屏内。经常使用的BKSF型水轮发机电控制屏我们可以凭据电站运行的现实来进行一些改良，如加装屏顶庇护罩和两侧的边屏，加装发机电电流速断、过速和低频庇护等，还可装设前池水位监测(或能自动按水位调理)装配，使机组运行在好工况点，阐扬年夜的经济效益。

　　6提高自动化水平

　　提高电站的自动化水平是下降运行成本的一个重要方面。在计划经济条件下建设的小水电站，初步设计中斟酌自动化水日常平凡，强调了“自动化水平与电站规模相顺应”，客观地起到了对其限制的作用。这是基于那时的科技成长水安然平静运行人员素质较低的情况所决议的。可是，科学技术是不竭成长的，新装备和新材料、新工艺层见叠出，勇于使用它们才能促进生产的成长。

　　随着电力市场的成长，需要增加电站的竞争能力，竞价就是要物美价廉。要做到这样，除提高供电质量外，还要下降发电成本，其基本的前途就在于减员增效。关头是勇于使用进步前辈自动化装备。选择适用小型水电站的自动监测、控制和庇护装备，对其实行远测、远信、远和谐远控，使电站运行实现自动化，做到少人值班或无人值班，提高电站运行的经济性、靠得住性和平安性，是技术更新改造的目的。

　　提高电站的自动化水平今朝也还有一些坚苦，好比厂家装备质量不很稳定；电站运行工人素质难于保障，人员更难精简；装备价格较高难于承受等等。这些坚苦要慢慢克服，电站的技术更新改造要上档次、上水平，不能停留在原有技术水平上，这是毋容置疑的。

　　7结语

　　小水电的技术更新改造，首先是更新已到达使用年限的机电装备和对年久达不到运行尺度的水工建筑物进行修复，再就是凭据现在变化了的水利电力情况，改造已不顺应现有条件的装备和建筑物。是以，电站的技术更新改造，不仅是在原来的技术水平上以新换老，而是一个再缔造的进程，现实上牵扯到水力资本设置装备摆设的重新斟酌和合理哄骗问题，勤俭用水、电力市场需求、情况庇护等问题，追求顺应不竭成长的社会经济的需要问题。从这个角度看小水电站的技术更新改造就要以社会经济成长对水电的要求为动力，以进步前辈的科学技术为依托，接纳多种综合技术措施，到达节省资金，生效快捷，提高经济效益的目的。