湖北魏家洲水电站现代化技术改造之心得（尹刚）

时间：2022-02-19 15:19:18 浏览量：次

1概述

湖北省长阳县魏家洲水电站始建于1978年，1980年投产，设计水头52M，单机2.3个流量；共装有3台卧式机组，改造前发电机容量为3×800kW，6.3kV侧为单母线接线；一台主变压器，容量为3150kVA，35kV出线一回；近区变一台35/0.4kV, 容量为800kVA。由于历史的原因，电站自动化程度很低，控制保护都为常规设备。由于设备配套不完善，电站的实际最大出力只能达到2300KW。

经20多年运行，电站设备都已严重老化，不能满足电站安全运行要求，且经济效益也达不到设计要求。2003年，湖北省水利厅农电处投入电气化资金100万元，电站自筹35万元，由湖北省地方水电公司主持对该站进行了全面技术改造，经多方共同努力,各项指标均满足规范要求，达到了预期效果。

2设备改造前的准备

2.1在设备改造前组织水工、水机、电气等相关专业的专家对电站的现状和存在的问题进行专题研讨，按照少人值守的要求，请设计院提出技改方案，并请参加技改的厂家现场答疑，综合多方意见后报省厅主管部门批准。

2.2在改造方案确定和设备订货前我们进行了大量的调查研究，对每一设备的成本、利税、后期的服务和性价比进行详细分析，对参与改造的厂家生产能力和技术水平及其售后服务进行了考察。

2.3在改造过程中我们参与了厂家技术方案的选定和生产过程的监控,对质量和时间进行严格控制,并实时协调各相关厂家之间的联接问题。保证了现场连接的顺利实施。

2.4在经费上精打细算,在保证质量和厂家合理利润的前提下,尽量减少一切无关费用的发生。所签合同的设备价均比其它电站改造费用低30％以上，而设备的改造质量要求并未降低, 整个改造共计投入资金135万元。设备经这几年的运行，一切正常,不但增加了出力,而且已基本达到少人值守的要求。

3设备的改造

3.1水轮机的改造

3.1.1更新转轮。采用新型转轮替换原转轮，提高水轮机效率，增加过流能力，达到增加机组出力的改造目的，并显著改善机组运行工况，加宽机组稳定运行范围。新改造后的转轮有较宽的稳定运行范围、较强的抗空蚀能力、较高的水力效率。改造前实际最大出力2300KW，改造后最大出力可达2500KW，单机最大出力以达900KW。可以更好地适应电站水头和出力变化要求，在更大的负荷区间高效工作而不产生有害的水力振动和严重空蚀。

3.1.2更换、修复磨损的过流部件。由于机组已运行20多年，过流部件不同程度的发生严重空蚀及磨损，容积损失大大超出标准范围，直接影响着水轮机工作的效率。采用更换前后盖板、更换密封环及主轴密封副；修复导叶翼型、重新调整导叶立面和端面间隙、更换导叶轴套、重新钻铰导叶定位销孔等，使其符合新机组出厂国家标准。

3.1.3改造水轮机流道，选择适用的新转轮，使其符合相关技术标准要求。

3.1.4水轮发电机组的主轴通过强度校核计算，强度符合改造后增加出力的要求。

3.2发电机的改造

3.2.1发电机定子。重新设计制作定子线圈，增大定子线圈线径截面，使用新型高科技绝缘材料，提高线圈绝缘等级，使其达到F级绝缘等级；各接头及过桥线、引出线均改锡焊为银焊。

3.2.2发电机转子。转子抽芯拆卸解体，重新称重配挂磁极，转子重新进行整体绝缘处理。

3.2.3发电机引出线部件。更换刷握及碳刷等部件，更换发电机引出线，提高引出线载流能力，以符合改造后机组运行要求。

三台水轮机和发电机的改造费用共为66万元。每台平均的改造费用为22万元,而每台机改造后增加的发电出力为100 kW。

3.3电气一、二次设备的改造

3.3.1对原一次设备只更换了35KV出线高压断路器，将原DW-35多油断路器更换为真空断路器，对其它一次设备都进行了全面大修。投资约五万元。

3.3.2改造前电站中控室原有8面屏柜，其中四面常规继电保护屏，分别为：1、2、3号发电机保护屏和主变线路保护屏；现全部更换为LCU屏，现减少为5面：机组自动控制保护屏3面，微机线路、主变保护屏1面，同期监控屏1面。

3.3.3电站配置一套微机监控系统，取代原来的常规控制、测量方式。一台上位机（工控机），一台针式打印机，一套UPS，三套机组LCU和一套公用LCU（同期监控屏），LCU内PLC采用欧姆龙产品。将原机械电能表更换为电子式电能表（具有通信功能），实现了数据上传。全套微机监控系统加微机保护及辅助设备的控制设备只用了28万元。

3.3.4原同期方式只装设了常规组合同期表，采用手动准同期并网；此次改造增加了微机自动准同期装置，并保留常规组合同期表（更换新的同期表）。电站运行采用微机自动准同期为主，手动准同期为辅的同期方式。

3.3.5保留原直流系统和低压厂用电系统的原有设备，只作常规维护和部分故障设备更换。

3.3.6对中控室的布局进行重新设计和简易装修。现场改造投资约20万（含人工、主附厂房装修；部分电缆、开关、配件的更换等）。

3.4辅机等设备的改造

3.4.1原调速器为机调，可实现自动开停机功能，由于导叶行程的对应状态不准确和其他因素，此功能一直未正常使用；调速油压单元具有油压指示表和配套电动机，但不能实现油泵的自动控制；考虑到资金问题，此次改造将原调速器电气柜更换为微机调节装置，保留原油压和机械部分，只对其进行修复，实现了油泵的自动控制。整个改造达到微机调速器的技术要求,三台调速器改造只投资10万元。

3.4.2励磁系统原为常规多圈旋转电阻式手动励磁调节器，通过手动旋转多圈电阻实现无功的调节；此次改造将原励磁设备整体更换为微机励磁设备，可就地调节和远方调节功能，具备自动起励、灭磁，实现了自动控制调节。三台微机励磁设备（含励磁变）投资11万元。

3.4.3碟阀控制的改造。原蝶阀具有开度位置信号和蝶阀的电动控制行程位置，但行程位置不能准确指示实际蝶阀的全关和全开位置，碟阀长期靠人工现地操作。这次对碟阀的电气回路和反馈行程进行改造，使其具有启动和停止电气控制回路及远方接口，以空节点形式提供启动电机和停止电机的信号，与电站微机监控系统相连。增设碟阀坑水位监测变送器，并根据现场条件，专门设计了现地一体碟阀控制箱，既提高了设备管理水平又便于维修。

3.4.4集水井控制。集水井原来虽原装有水位仪，但从未实现水位显示和水泵的自动控制功能；这次对集水井水泵的控制回路和信号回路进行了改造，更换集水井水位监测变送器，增加了控制水泵电机启停的远方接口，以空节点形式提供给电站微机监控系统，实现了对集水井水泵的自动控制及水位的实时测量。

3.4.5前池和尾水水位监测。电站原来无前池水位、尾水水位的监测；现增设前池水位、尾水水位变送器，并以4—20mA电流的输出信号提供给电站计算机监控系统完成实时测量功能。

3.4.6技术供水原为手动控制进水阀门，无示流信号装置；这次改造加装了进水控制电磁阀和示流信号装置，电磁阀和示流信号都可与电站计算机监控系统通信，实现了技术供水回路的自动控制。

3.4.7原配置的机组轴瓦温度和发电机定子温度常规测量表已不能进行温度测量；通过对水轮发电机组的改造，埋设了新的温度测量元件，并配置了微机温巡装置，实现了温度的自动巡检。

4改造的体会

4.1主设备的改造

整个改造从资金筹备、方案选择到併网发电总共历时三个月；改造是利用枯水期进行，主设备从拆机到投运只用了二个月；除转子和水轮机拉到厂家修理外，其它都在现场完成，而现场设备的改造工作只用了近一个月；这样的改造速度在国内是不多见的。主要在于要有详细的改造方案和科学的工作计划；对相关厂家在进度上实施过程监督，在技术上严格按国家规范把关，在资金上严格的按成本进行核算控制。

4.2监控、保护设备的改造

该电站在较短的时间里就成功投运了计算机监控、保护系统（合同签定后一个月设备就运到现场，厂家一名工程人员在一周内就完成了现场调试工作），实现了监控系统与微机调速器、微机励磁系统和油、气、水系统自动化设备的联调，达到了对水电站主设备的监视、测量、控制、调节、保护等方面的现代化技术改造目的。能够在这么短的时间完成任务,主要是抓了自动化设备出厂前的生产过程监督，我们派有专人驻厂监督，将大量原来习惯到现场解决的问题都在出厂前就得以解决。

4.3资金的控制

改造前我们根据设计要求做了充分的市场调查，首先从材料成本价格了解起。成本清楚了，后面的价格就好谈了。在厂家的选择上我们都是选的国内一流，而设备价格却是最低。另外我们从技术上把握尺度，使改造方案和设备选择始终按高性价比要求进行，可以不换的设备坚决不改，如调速器我们只改了电柜部分。再如励磁变我们就没有采用环氧干变，而是选择了过载能力强的油变。根据需要去改造是我们这次改造的基点。有了一流厂家的配合，才能科学的调整改造方案，才能做到高性价比。这次改造的费用是：

三台水轮机和发电机的改造费用共为66万元，每台平均的改造费用为22万元；

全套微机监控系统加微机保护及辅助设备的自动控制设备只用了28万元；

三台调速器改造只投资10万元；

三台微机励磁设备更新（含励磁变）投资11万元。

推荐访问:湖北水电站技术改造现代化心得