摘 要：水電站進(jìn)行了增效擴(kuò)容改造，對(duì)水輪機(jī)、調(diào)速器、勵(lì)磁、高低壓開關(guān)柜、電腦自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了更新；對(duì)其新電接點(diǎn)壓力表的運(yùn)行情況進(jìn)行了總結(jié)。
1 概述
河北省邯鄲市東武仕水電站座落在東武仕水庫(kù)大壩下游右岸，是東武仕水庫(kù)水利樞紐工程的一個(gè)組成部分，屬壩后式電站，在京廣鐵路和磁縣縣城以西約７ｋｍ的東武仕村，距離邯鄲市３８ｋｍ。電站裝機(jī)容量２×３２００ｋＷ，多年平均發(fā)電量１０００萬(wàn)ｋＷ·ｈ。１９７５年正式投產(chǎn)發(fā)電，至２０１４年已運(yùn)行近４０ａ，機(jī)電電接點(diǎn)壓力表老化嚴(yán)重，發(fā)電運(yùn)行存在極大安全隱患。２０１２年列入水利部農(nóng)村水電站增效擴(kuò)容改造項(xiàng)目：中央專項(xiàng)補(bǔ)助資金４４８萬(wàn)元，省級(jí)財(cái)政補(bǔ)助資金２２４萬(wàn)元，市級(jí)財(cái)政補(bǔ)助資金１５０萬(wàn)元，東武仕水電站自籌資金８７．５４萬(wàn)元。
電站機(jī)電電接點(diǎn)壓力表改造范圍：２臺(tái)水輪機(jī)、２臺(tái)主變壓器、勵(lì)磁電接點(diǎn)壓力表、調(diào)速器電接點(diǎn)壓力表、計(jì)算機(jī)監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)、３５ｋＶ升壓站電氣電接點(diǎn)壓力表及高低壓開關(guān)柜等。２０１３年完成前期準(zhǔn)備工作，２０１４年電接點(diǎn)壓力表改造完成。東武仕水電站通過增效擴(kuò)容改造達(dá)到了以下效果：水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪突破傳統(tǒng)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，量身定做高效新轉(zhuǎn)輪，流量應(yīng)用范圍更寬，效率更高。機(jī)組運(yùn)行安全性能大大提高，提升了水電站安全運(yùn)行保證率。
降低了運(yùn)行人員成本。
東武仕水電站通過增效擴(kuò)容電接點(diǎn)壓力表改造，水輪機(jī)效率提高２０％，每年的發(fā)電量提高３００多萬(wàn)ｋＷ·ｈ，增加效益近２００萬(wàn)元。該項(xiàng)目的完成使水電站運(yùn)行多年的機(jī)電電接點(diǎn)壓力表實(shí)現(xiàn)徹底更新?lián)Q代，電站煥然一新；為電站以后的長(zhǎng)期安全發(fā)電及全市工農(nóng)業(yè)用水調(diào)節(jié)服務(wù)提供了長(zhǎng)遠(yuǎn)的支撐和保障，是全省項(xiàng)目完成#好#快、效益#高、竣工驗(yàn)收#早、科技含量#高的項(xiàng)目，特別是高科技電接點(diǎn)壓力表的應(yīng)用稱為全省水電系統(tǒng)創(chuàng)新亮點(diǎn)。為此，２０１５年全省小水電現(xiàn)場(chǎng)學(xué)術(shù)觀摩會(huì)在東武仕水電站召開，成為全省增效擴(kuò)容的典型和樣板。
２調(diào)速器電接點(diǎn)壓力表
東武仕水電站調(diào)速器增效擴(kuò)容改造前使用的是ＣＴ—４０型調(diào)速器，該調(diào)速器是我國(guó)在２０世紀(jì)７０年代根據(jù)前蘇聯(lián)專家提供的圖紙，自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一種中型機(jī)械液壓調(diào)速器。在運(yùn)行過程中，反應(yīng)遲鈍，不靈敏，操作緩慢；如手動(dòng)開機(jī)時(shí)，開度手柄連續(xù)轉(zhuǎn)幾圈沒有反應(yīng)，再轉(zhuǎn)１圈，導(dǎo)葉忽然開大，轉(zhuǎn)速過高；關(guān)之亦然，不容易控制轉(zhuǎn)速，機(jī)組并網(wǎng)時(shí)間長(zhǎng)，運(yùn)行不穩(wěn)定，不能滿足自動(dòng)化的要求。
增效擴(kuò)容改造選擇的是天津科音自控電接點(diǎn)壓力表公司生產(chǎn)的ＰＣＣ可編程智能調(diào)速器，型號(hào)為ＹＺＦＴ—３０００／１６，壓力１６ＭＰａ。該調(diào)速器簡(jiǎn)單可靠，使用方便，反應(yīng)靈敏，并網(wǎng)速度快；和“無人值班（少人值守）”電腦自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)兼容匹配好，實(shí)現(xiàn)了在主控室一鍵開停機(jī)的要求；在運(yùn)行過程中，表現(xiàn)良好，但也存在一些故障現(xiàn)象。
（１）故障現(xiàn)象：在北方農(nóng)村水電站，一般情況下，機(jī)組都不是常年２４ｈ運(yùn)行，一些機(jī)組處于長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)狀態(tài)。等到再開機(jī)時(shí)（開機(jī)方式為自動(dòng)化一鍵開機(jī)），預(yù)先在電腦上設(shè)置機(jī)組負(fù)荷，用一鍵開機(jī)并網(wǎng)后，出現(xiàn)：“從自動(dòng)化監(jiān)控后臺(tái)電腦上升負(fù)荷，負(fù)荷升不上去，調(diào)速器改為手動(dòng)方式，把負(fù)荷升上去，再改回自動(dòng)方式，負(fù)荷自動(dòng)下降到零。”
原因及處理：機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間在通電狀態(tài)，程序出現(xiàn)死機(jī)。將機(jī)組停下來，把調(diào)速器交直流電源同時(shí)停掉，過一會(huì)再送上，重新啟動(dòng)程序一切正常。建議：機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)后，在開機(jī)前，把交直流電源同時(shí)停掉一會(huì)兒，再送上，讓程序重新啟動(dòng)一下，再開機(jī)。
（２）故障現(xiàn)象：機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)后，按照以往規(guī)定，油泵電源停掉，調(diào)速器儲(chǔ)能罐壓力慢慢降至零。在做開機(jī)準(zhǔn)備工作時(shí)，送上調(diào)速器電源，啟動(dòng)油泵，壓力建不起來；停掉油泵電源，反復(fù)啟動(dòng)幾次，壓力表指針慢慢起來，然后快速升至額定壓力。
原因及處理：由于長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)，調(diào)速器壓力罐內(nèi)沒有壓力，造成安全閥彈簧長(zhǎng)期在壓力釋放狀態(tài)；啟動(dòng)油泵時(shí)，安全閥排油，壓力建不起來。停機(jī)時(shí)，油泵電源沒停，使壓力罐始終在運(yùn)行狀態(tài)。停機(jī)后，調(diào)速器雖然在運(yùn)行狀態(tài)，但是不工作，只要不漏油，油泵啟動(dòng)時(shí)間間隔會(huì)很長(zhǎng)。建議：長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)時(shí)，油泵電源別停，使壓力罐在正常運(yùn)行狀態(tài)，保持額定壓力。
（３）故障現(xiàn)象：２０１６年７月，開２號(hào)機(jī)時(shí)，在自動(dòng)化監(jiān)控電腦上一鍵開機(jī)，開機(jī)流程正常進(jìn)行；到并網(wǎng)時(shí)，勵(lì)磁電壓正常調(diào)節(jié)，調(diào)速器沒有反應(yīng)，不調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。#后，采取手動(dòng)并網(wǎng)方式并網(wǎng)。原因：經(jīng)檢查，是調(diào)速器的空載參數(shù)為１８％（機(jī)組空載時(shí)的開度不超過１８％，超過１８％調(diào)速器不動(dòng)作），設(shè)置偏小。東武仕水電站是壩后式水電站，正常水庫(kù)水位在１０４～１０８ｍ之間，機(jī)組空載開度是１４％左右，所以設(shè)置空載開度是１８％。但是本次開機(jī)時(shí)，水庫(kù)水位比正常#低水位１０４ｍ又低了１ｍ，當(dāng)導(dǎo)葉開度達(dá)到１８％，機(jī)組轉(zhuǎn)速還達(dá)不到額定轉(zhuǎn)速，被限制住，造成調(diào)速器不動(dòng)作。
處理：重新設(shè)置調(diào)速器參數(shù)，將空載參數(shù)由１８％增至２５％，運(yùn)行正常。
建議：在設(shè)置調(diào)速器各種參數(shù)時(shí)，要全面考慮機(jī)組運(yùn)行的各種水頭、流量，使參數(shù)滿足各種運(yùn)行工況；當(dāng)參數(shù)不能滿足各種運(yùn)行情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整。
３勵(lì)磁電接點(diǎn)壓力表
東武仕水電站增效擴(kuò)容改造后應(yīng)用的勵(lì)磁電接點(diǎn)壓力表由河北工業(yè)大學(xué)電控廠生產(chǎn)，勵(lì)磁
電接點(diǎn)壓力表型號(hào)是ＦＷＬＺ—Ｓ／２Ｃ。該勵(lì)磁裝置具有相互好立的兩個(gè)硬件通道，并且每個(gè)通道內(nèi)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)和手動(dòng)調(diào)節(jié)方式，保障了運(yùn)行的可靠性。裝置與后臺(tái)自動(dòng)化系統(tǒng)連接兼容匹配良好，機(jī)組并網(wǎng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)快速、穩(wěn)定，運(yùn)行良好。
（１）在改造前，機(jī)組勵(lì)磁采用勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁，磁場(chǎng)變阻器調(diào)節(jié)勵(lì)磁電壓；在做開機(jī)準(zhǔn)備工作中，用５００Ｖ搖表?yè)u勵(lì)磁絕緣時(shí)，是合上滅磁開關(guān)，把控制部分、勵(lì)磁機(jī)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一塊搖絕緣。機(jī)組改造后是微機(jī)可控硅勵(lì)磁方式，控制部分是可控硅元件、ＰＬＣ等微電子元器件組成，所以搖絕緣一定要跳開滅磁開關(guān)，以免損壞控制部分微電子元器件，影響運(yùn)行。
（２）機(jī)組長(zhǎng)期停機(jī)時(shí)，有時(shí)屏幕死機(jī)，出現(xiàn)亂碼。在開機(jī)前，停掉勵(lì)磁控制柜所有的交直流電源，當(dāng)重新送電后，使程序重新啟動(dòng)，保持正常工作。機(jī)組停機(jī)后，勵(lì)磁柜控制電源別停，使柜子的元器件在送電狀態(tài)，以免長(zhǎng)時(shí)間停電，微電子元器件損壞。
（３）當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)準(zhǔn)備開機(jī)時(shí)，勵(lì)磁柜送上交直流電源后，一定要檢查柜子的狀態(tài)（見圖１）。
正常情況是：通道Ⅰ（上排第２個(gè)）和通道Ⅱ（下排第２個(gè)）指示燈有一個(gè)亮，電壓調(diào)節(jié)（上排第３個(gè)）和電流調(diào)節(jié)（下排第３個(gè)）有一個(gè)亮，逆變指示燈（下排第４個(gè)）亮。開機(jī)并網(wǎng)前一般是通道Ⅰ、電壓調(diào)節(jié)、逆變指示燈亮。當(dāng)勵(lì)磁柜全部停電，再上電后，故障燈亮，這時(shí)這幾個(gè)指示燈都不亮，或一個(gè)亮。需要按一下通道Ⅰ按鈕、電壓調(diào)節(jié)按鈕或者逆變按鈕，使勵(lì)磁柜在開機(jī)前處于正常狀態(tài)。
４電腦自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)
東武仕水電站增效擴(kuò)容應(yīng)用的是南京鈦能有限公司生產(chǎn)的“無人值班（少人值守）”電腦自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，出現(xiàn)故障能自動(dòng)處理，確保了機(jī)組發(fā)電安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。
（１）該計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)是由２臺(tái)監(jiān)控電腦組成，同時(shí)運(yùn)行，每一臺(tái)電腦上都能操作，顯示運(yùn)行狀況。在運(yùn)行過程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)電腦運(yùn)行緩慢、操作不動(dòng)、開關(guān)量沒有正常變化等。原因是程序長(zhǎng)時(shí)間處于運(yùn)行靜止?fàn)顟B(tài)，重新啟動(dòng)電腦就可解決問題。建議間隔一段時(shí)間２臺(tái)電腦交替重新啟動(dòng)一下，保持電腦自動(dòng)化監(jiān)控正常運(yùn)行。
（２）該系統(tǒng)把機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)分位四種狀態(tài)：停機(jī)狀態(tài)、空轉(zhuǎn)狀態(tài)、空載狀態(tài)、發(fā)電狀態(tài)。每一種狀態(tài)都有特定的條件（見圖２）。
在實(shí)際運(yùn)行過程中，當(dāng)電網(wǎng)或電接點(diǎn)壓力表原因發(fā)生故障時(shí)，機(jī)組處于兩種狀態(tài)之間，如停機(jī)狀態(tài)到空轉(zhuǎn)狀態(tài)之間（轉(zhuǎn)速＜９５％）、空轉(zhuǎn)狀態(tài)到空載狀態(tài)之間（轉(zhuǎn)速＜９５％，機(jī)端電壓＜９０％）、電腦自動(dòng)化圖２發(fā)電機(jī)狀態(tài)系統(tǒng)判定為不定態(tài)，此時(shí)系統(tǒng)沒有應(yīng)對(duì)措施，流程不能正常進(jìn)行。待到機(jī)組過渡到空轉(zhuǎn)或停機(jī)狀態(tài)，符合空轉(zhuǎn)或停機(jī)的條件，系統(tǒng)判定為空轉(zhuǎn)或停機(jī)態(tài)，才能做出正確的處理。建議機(jī)組處于不定態(tài)時(shí)，值班人員立刻改變機(jī)組的運(yùn)行情況，讓機(jī)組過渡到#近狀態(tài)，讓系統(tǒng)做出正常的處理指令。
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