源口一级水电站技改增容及自动化改造与实施.docxVIP

源口一级水电站技改增容及自动化改造与实施浙江武义县水利水电勘测设计所浙江武义县源口水库管理处郎敏付薇莉王晓明摘要源口一级水电站技改增容及自动化改造是武义水电农村电气化县建设主要项目，是浙江省八个自动化试点电站之一。电站存在装机容量偏小、机型老化、效率低、绝缘老化和自动化程度低等问题，急需更新改造。改造原则是投资少、周期短，使用成熟的新技术和先进设备。实施计划周密，取得了明显的经济效益，实现了电站运行管理自动化、信息数字化。关键词水电站技改增容自动化改造实施一、概况二、水电站技改增容及自动化改造的必要性源口一级水电站为武义县源口水库坝后式电站。该电站建于1978年，电站装机容量2000kW（2×800kW+1×400kW），电站多年平均发电量697万kW·h。电站设计水头31m，流量8.5m3/s。源口水库总库容2360万m3，水库控制集雨面积91km2，后从另外流域引入水量年均2000万m3，发电水量充沛，原装机规模相对偏小，而水库调节库容相对不大，年均弃水多达2000万m3。1.电站存在的问题源口一级水电站经20多年的运行，机电设备已陈旧，主要存在如下问题：（1）水轮机转轮汽蚀严重，效率大为降低，尤其是3#机组，限于当时条件，选型不当，其转轮运行工况与电站实际工况偏差较大，致使运行效率降低，转轮叶片局部已剥落。（2）发电机绝缘老化严重，其定子线圈为Ｂ级沥青绝缘，等级低、性能差、极易受潮。另外，由于热老化、电老化、机械老化等多种因素的影响，使发电机定子线圈许多位置出现绝缘层流胶发空、裂纹以及槽楔、线圈线绑扎松动等现象，无法满足机组安全运行的要求。发电机转子线圈对地和匝间绝缘老化也较严重。（3）电站主变为SJSL-4000/35，属国家明令淘汰产品，尤其在1989年冬季检修期间，10kV线圈绕组发现匝间短路，虽经修复，但隐患仍存，严重危及机组安全运行。（4）老式配电柜达不到“五防”要求，油开关、隔离开关等一次设备已陈旧老化，均属淘汰产品，直流系统为铅酸蓄电池，占地多，维护工作量大，不符合环保要求。2.水量利用率偏小由于水库控制集雨面积达91km2，多年平均来水量1.2亿m3，另从相邻流域引水24km2，引入水表1源口一级水电站原机组主要参数表60《中国农村水电及电气化》2006.2技术电站改造TECHNOLOGY量年均达2000万m3以上，而水库正常库容仅为2160万m3，水库多年平均弃水量多达2000万m3，致使水量利用率低，只有对电站进行增容，才能增加发电量，减少水资源浪费。3.农村水电现代化建设的需要源口一级水电站建于1978年，自动化程度偏低，不符合水利部《农村水电技术现代化指导意见》提出的“在农村水电站发电、供电和经营管理全面采用现代技术，实现无人值班、少人值守”的要求，进行自动化改造，对提高电站自动化程度，减轻运行人员的劳动强度，提高电站运行管理水平是非常有必要的。为970kW，3#机为480kW，同时，原水轮机经20多年的运行，转轮叶片磨损，空蚀损坏，效率下降，现状出力比理论计算更低，因而须更换新转轮，才能满足增容的要求。根据电站运行水头20～38m的范围，查《中小型轴流式混流式水轮机转轮系列型谱》，适合电站增容且效率较高的转轮型号有H240、HL240C、HLF13，因此，1#、2#机初选H240-WJ-74、HL240C-WJ-74，HLF13-WJ-74三种机型，3#机初选HL240-WJ-52、HL240C-WJ-52、HLF13-WJ-52三种机型分别进行综合分析比较，详见表2、表3：表21#、2#水轮机三种机型参数比较表三、电站技改增容及自动化改造方案1.原则的确定根据源口一级水电站的实际情况，从经济性、合理性和时限性考虑，应满足下列原则：原电站土建工程尽量保持原状，以减少投资并缩短工期；原主机组基本尺寸保持不变，水轮机利用原蜗壳等水下预埋件，气、水管路基本不变；因地制宜，合理采用国内一些成熟的新技术和先进设备，以适应农村水电技术现代化的需要，提高电站综合自动化水平。2.机组增容的确定根据电站现状运行情况，正常运行水头在32～34m之间，根据流域规划，源口水库上游将建一座正常库容1000万m3左右的水库（F=41km2），减轻本水库的防洪压力，适当提高源口一级站的设计水头是可行的。最终确定电站的设计水头为32m，最大水头38m，最低水头20m。电站装机容量由2000kW增容至2500kW。3.机组技改增容方案的确定（1）水轮机选型。根据电站技改增容的原则，电站引水系统不变，电站由2000kW增至2500kW；水轮机蜗壳、导水机构、尾水管基本不变，更换水轮机转轮；发电机更换定、转子线圈，提高绝缘水平，由原B/B级绝缘提高至F/F级绝缘，发电机极数不变；要求单机机组最重件的吊运重量不超过桥机起吊重量；充分利