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浅析黄山市丰乐水电站的增效扩容改造 　　【摘 要】本文对黄山市丰乐水电站增效扩容改造的缘由，关键部位更新改造方案，以及增加自动化控制系统作了详细的分析，对电站改造后提高机组效率，降低损耗，实现自动化，促进水电站的经济、可靠和安全运行具有一定的借鉴意义。 　　【关键词】改造；自动化；效益 　　一、 概况 　　丰乐水库位于安徽省黄山市徽州区丰乐河中游，属新安江流域，是一座具有防洪、灌溉、发电及水产养殖等综合利用功能的中型水利水电枢纽工程，丰乐水库始建于上世纪70年代初，1978年初步建成，水库总库容8430 万m3。黄山市丰乐水电站于1980年建成发电，电站设计装机2×3200kW，1992年通过更换定子线棒，推力瓦等发电机局部改造，使其单机容量由3200kW增至4000kW。电站自发电以来，很好的完成电网调峰调频和系统事故备用任务，作为地区龙头企业和经济支柱，为地区的社会和经济发展做出了应有的贡献。为积极响应水利部“开展农村水电增效扩容改造工作”，以提高综合能效和安全性能、促进水能资源合理利用、维护河流健康为目的，进行增效扩容改造。结合本电站的实际，就改造关键部位和增加自动化控制系统，浅谈水电站的改造思路。 　　二、水轮机的改造 　　水轮机的转轮是水电站实现水能转变成机械能的关键部件，不同的水头，不同的流量就要用不同的转轮。而且同一只转轮在过流量发生变化时其效率也发生变化，如果转轮选择失当，即会导致效率下降，不但不能提高电站的经济效益，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，由于科技发展的限制，水轮机型谱的不全，需要的水轮机难以如意配套；也由于物资的缺乏，计划经济指标下达的有限，设计水电站时有时只能勉强凑合，如某个水电站设计水头110米，选用的水轮机型号为XJ-W-55/1×12.5，较高效率的转速应该是750转，但由于当时物资缺乏，选用了1000转的发电机，造成效率低下，在增效扩容改造时应重新配套。因此，丰乐水电站在进行改造过程中，应根据电站水头、流量等条件进行详细分析，在保证各项参数相适应情况下选择效率高、过流量大的转轮，以满足要求，同时选择新型转轮的流道和转轮直径与原机组基本相同。丰乐水电站原水轮机型号为HL240-LJ-140，是上世纪70年代产品，水轮机运行范围发生了较大变化，实际运行时在34.2m额定水头下不能达到额定出力，额定点理论效率仅89%左右，偏离高效区。本次改造涉及到一些新老部件的匹配问题，经技术征询，拟采用的新转轮，其转轮直径、导叶分布园、导叶数量、导叶高度、蜗壳、尾水管等参数尽可能和原有机组一致或接近，经分析计算并结合各厂商反馈信息，推荐HLTF45、HL3689 、HLTF38三个适合本站改造的转轮模型进行方案比选，该几个模型对应的主要流道尺寸如蜗壳包角、活动导叶高度、导叶数量、分布圆直径、尾水管进口直径等与现状尺寸基本一致，且在其它工程的HL240机组改造上都有过实际应用，因此，用于本站的改造是可行的，且可允许进一步扩大机组容量，结合水能计算综合考虑，可将单机容量增至4300kW，总装机容量8600kW。通过改造，机组性能将得到改善，能耗降低，效率提高，综合出力系数将得到提高，同时机组扩容可增加弃水的利用，水能利用率也相应提高，增加发电效益。 　　三、发电机的改造 　　丰乐水电站原两台发电机为天津发电设备厂上世纪70年代产品，1980年投入运行，1992年对发电机进行了增容改造，通过更换定子线棒，更换推力瓦等，将单机容量由3200kW增到4000kW，其余大部分部件仍基本未动，发电机的定、转子线圈都是B级绝缘。经过多年的运行，部分端部绝缘物出现脆化龟裂，绝缘老化、下降日趋严重，威胁机组的安全运行。另外，发电机转子磁极仍为铝芯绕组，铜铝接头极易烧坏，机组无功出力无法达到额定值，无法满足机组安全可靠运行。本次改造要使发电机达到增容目的，根据水轮机选择结果，发电机单机容量由4000kW增至4300kW，根据水利部“农村水电增效扩容改造项目机电设备选用指导意见”，更新改造后的发电机额定效率不低于95.5%。 　　根据本站具体情况，发电机改造可能的方案有以下三种： 　　方案一： 返厂进行定转子线圈更换，增容至4300kW。 　　将发电机整机运到发电机厂，利用原定子铁芯、转子磁轭，对绕组进行重新设计、加工，在厂内进行定、转子线圈更换。 　　方案二：更换发电机定子铁芯、线圈和转子线圈。 　　将发电机定子铁芯和线圈一并更换，转子利用原磁轭，更换磁极线圈。 　　方案三：整体更换发电机。 　　方案一，优点是费用低，缺点是发电机磁路得不到更多的改善，拆卸、运输、安装工程量大，工期长。 　　方案二，优点是提高发电机效率约0.5%，缺点是提高效率不理想，发电机磁路得