浅谈小型水电站改造

 　摘 要：我国小型水电站众多，为新中国的现代化建设作出了不可磨灭的贡献，随着科技的发展、时代的进步、电网的发展及环境要求等限制，小型电站生存渐显艰难。但小型水电站以分布广泛、靠近用户、生产成本低及绿色环保等优势在电力系统中仍然具有举足轻重等地位。小型水电站大多修建较早，设备老化、效率低下及安全隐患大等缺点逐渐暴露，已难以满足时代及电网发展的要求，小型水电站技术改已造势在必行。文章以龙溪沟水电站技术改造为例，展现小型水电站现状，分析总结小型水电站技术改造原则、目的及方向，以探析小型水电站技术改造的途径。 

　　关键词：技术改造；小型水电站；安全；自动化 

　　1 概述 

　　所谓小型水电站的技术改造，就是指更新、替换、改进、维修水电站的设备，满足电站安全需求，使其在操作时更加可靠，更加符合科学合理作业的要求，保持工作的先进性，并且为水电站创造更多的经济效益。小型水电站技术改造的优越性在于工程投资成本低、工程任务量小、经济效益明显。 

　　2 我国小水电现状 

　　我国小水电资源十分丰富，论蕴藏量达1.6亿千瓦。小水电资源主要分布在西部地区、边远山区、民族地区和革命老区，在西部大开发中具有突出的区位优势。根据我国水电站工程数量与规模统计数据显示，截至2013年3月，全国已建成小型水电站21571座，占全国水电站总数的97.2%。总装机容量已达到6823.83万千瓦，占全国水电装机容量20.9%[1]。随着时间的推移，由于受技术及时代的限制，早期修建的小型水电逐渐暴露出许多问题。其中自动化程度低需手动操作、生产人员众多工作效率低、设备设施老化故障率高安全隐患大等现象较为突出和普遍，有的电站甚至已不能满足电网安全需求，很多电站长期处于停产、半停产状态，企业长期处于微利甚至亏损状态，发展受到严重制约，小型水电站技术改造已势在必行。 

　　3 小型水电站技改主要原则 

　　3.1 以满足安全生产为技改首要目标 

　　安全生产是电站的首要目标，满足电网要求、消除安全隐患是电站改造的首要目标和基本任务。对不能满足安全运行的设备，必须采取淘汰换新的方法；对于存在的安全隐患，需要采取防范措施消除。例如龙溪沟电站受地理条件限制选址在山崖下，发生过厂房后山体垮塌导致设备损坏安全事件，采取在危险山体地段安装主、被动防护网、厂房室内修建室内通道等措施减轻、消除地质安全隐患影响。而对不能满足安全要求的设备等采取整体更换形式，例如调速器，由于受生产时技术限制及长时间运行调节能力已不能满足要求，将其更换为自带储气罐的数字式液压微机调速器；例如机组进水闸阀，由于无储能装置导致厂用电中断后只能手动操作，存在较大安全隐患，将其更换为液压储能式蝶阀。而直流系统因为由1组单体电压12V蓄电池组供电不能满足安全要求，更换为2组单体电压2V蓄电池组供电等。总之，消除安全隐患、满足安全要求是技改的首要目标。 

　　3.2 以提高电站经济效率为技改主要目的 

　　小型水电站主设备如水轮机、发电机等经过长时间运行工况会逐渐降低，采取更换方式既不经济而且工作量大、周期长，对这类设备主要采取大修的方式使其恢复工况。例如龙溪沟电站机组单机运行时间较长，运行环境较差、设备状态调整频繁，老化、磨损严重，震动较大且不能满负荷运行。导致机组非计划停运次数增加、丰水期弃水严重等极大的影响了电站正常生产，使电站长期处于微利甚至亏损状态。通过对水轮发电机组等设备进行大修，恢复设备工况，使机组非计划停机时间大大缩短、弃水减少，发电量增加，电站经济效率明显好转。 

　　3.3 以提高自动化程度，满足远程监控为技改方向 

　　早期小型水电站由于受时代、技术等因素的限制，大多自动化程度较低，有的甚至为全手动方式，包括机组解并网、负荷调整及开停机操作都需人为手动操作，大大的增加了生产人员工作量及出现误操作的机率，已难以满足现代电网发展的要求。这类电站往往人员较多，技术力量薄弱，人员薪酬占电站开支比例较大，电站经济效率低。随着科学技术的发展，小型水电站微机监控技术已完全成熟，新建电站大多采用全微机控制，既节约人力成本又降低人为因素带来的安全隐患，而且可实现远程监控，可谓一举多得。以龙溪沟电站为例，电站建设规划时为现场值守模式，设备自动化程度不高。但随着上级公司的发展，需要电站将逐步实现无人值班、少人值守模式。要求电站机械设备、电气设备、监控装置、保护装置及辅助设施具有高度可靠性及自动化能力。原有设备中，存在保护装置与监控系统不兼容，厂用电手动切换、上位机重要参数数据不全、渗漏排水泵等助设备需手动控制等一系列阻碍远程监控的问题。技术人员对存在的问题进行梳理、统计，逐一立项设计自动化改造方案。其中较显著的是利用PLC接线简单、控制灵活可靠等优点大量采用PLC控制。龙溪沟电站通过改造已实现了无人值班、少人值守模式。 

　　小型水电站具有自身的特点，注定其技改是一个循序渐进、长期的过程，不可能一劳永逸。但技改是电网发展的要求、是电站自身发展的必由之路。通过龙溪沟电站技改的实施可以看出，消除安全隐患、满足电站、电网安全要求是技改的首要目标；提高电站经济效率是技改的主要目的；而实现电站高度自动化及远程监控功能则是时代发展的要求和趋势。每个小型水电站都有自己的实际状况，所以技改项目不可能完全相同。但只要结合电站实际，遵循改造原则、明确目标、做好规划、确定项目，相信小型水电站的改造就会成功，小型水电站依然是电力系统的生力军。 

　　龙溪沟水电站简介：龙溪沟水电站位于四川省九龙县，装机：2*0.25万千瓦，为引水式电站。始建于2004年3月，2006年6月作为中铁能源五一桥电站施工电源发电。2009年随五一桥电站并入四川电网运行。2015年电站技改基本完成，实现由五一桥水电站远程监控，现场无人值班、少人值守模式。 

　　参考文献 

　　[1]孙振刚，张岚，段中德.我国水电站工程数量与规模[J].中国水利，2013（7）.