摘 要：水電站進(jìn)行了增效擴容改造，對水輪機、調速器、勵磁、高低壓開(kāi)關(guān)柜、電腦自動(dòng)化監控系統進(jìn)行了更新；對其新電接點(diǎn)壓力表的運行情況進(jìn)行了總結。
1 概述
河北省邯鄲市東武仕水電站座落在東武仕水庫大壩下游右岸，是東武仕水庫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年已運行近４０ａ，機電電接點(diǎn)壓力表老化嚴重，發(fā)電運行存在極大安全隱患。２０１２年列入水利部農村水電站增效擴容改造項目：中央專(zhuān)項補助資金４４８萬(wàn)元，省級財政補助資金２２４萬(wàn)元，市級財政補助資金１５０萬(wàn)元，東武仕水電站自籌資金８７．５４萬(wàn)元。
電站機電電接點(diǎn)壓力表改造范圍：２臺水輪機、２臺主變壓器、勵磁電接點(diǎn)壓力表、調速器電接點(diǎn)壓力表、計算機監控自動(dòng)化系統、３５ｋＶ升壓站電氣電接點(diǎn)壓力表及高低壓開(kāi)關(guān)柜等。２０１３年完成前期準備工作，２０１４年電接點(diǎn)壓力表改造完成。東武仕水電站通過(guò)增效擴容改造達到了以下效果：水輪機轉輪突破傳統規范標準，量身定做高效新轉輪，流量應用范圍更寬，效率更高。機組運行安全性能大大提高，提升了水電站安全運行保證率。
降低了運行人員成本。
東武仕水電站通過(guò)增效擴容電接點(diǎn)壓力表改造，水輪機效率提高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。該項目的完成使水電站運行多年的機電電接點(diǎn)壓力表實(shí)現徹底更新?lián)Q代，電站煥然一新；為電站以后的長(cháng)期安全發(fā)電及全市工農業(yè)用水調節服務(wù)提供了長(cháng)遠的支撐和保障，是全省項目完成#好#快、效益#高、竣工驗收#早、科技含量#高的項目，特別是高科技電接點(diǎn)壓力表的應用稱(chēng)為全省水電系統創(chuàng )新亮點(diǎn)。為此，２０１５年全省小水電現場(chǎng)學(xué)術(shù)觀(guān)摩會(huì )在東武仕水電站召開(kāi)，成為全省增效擴容的典型和樣板。
２調速器電接點(diǎn)壓力表
東武仕水電站調速器增效擴容改造前使用的是ＣＴ—４０型調速器，該調速器是我國在２０世紀７０年代根據前蘇聯(lián)專(zhuān)家提供的圖紙，自行設計生產(chǎn)的一種中型機械液壓調速器。在運行過(guò)程中，反應遲鈍，不靈敏，操作緩慢；如手動(dòng)開(kāi)機時(shí)，開(kāi)度手柄連續轉幾圈沒(méi)有反應，再轉１圈，導葉忽然開(kāi)大，轉速過(guò)高；關(guān)之亦然，不容易控制轉速，機組并網(wǎng)時(shí)間長(cháng)，運行不穩定，不能滿(mǎn)足自動(dòng)化的要求。
增效擴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可編程智能調速器，型號為ＹＺＦＴ—３０００／１６，壓力１６ＭＰａ。該調速器簡(jiǎn)單可靠，使用方便，反應靈敏，并網(wǎng)速度快；和“無(wú)人值班（少人值守）”電腦自動(dòng)化監控系統兼容匹配好，實(shí)現了在主控室一鍵開(kāi)停機的要求；在運行過(guò)程中，表現良好，但也存在一些故障現象。
（１）故障現象：在北方農村水電站，一般情況下，機組都不是常年２４ｈ運行，一些機組處于長(cháng)時(shí)間停機狀態(tài)。等到再開(kāi)機時(shí)（開(kāi)機方式為自動(dòng)化一鍵開(kāi)機），預先在電腦上設置機組負荷，用一鍵開(kāi)機并網(wǎng)后，出現：“從自動(dòng)化監控后臺電腦上升負荷，負荷升不上去，調速器改為手動(dòng)方式，把負荷升上去，再改回自動(dòng)方式，負荷自動(dòng)下降到零。”
原因及處理：機組長(cháng)時(shí)間在通電狀態(tài)，程序出現死機。將機組停下來(lái)，把調速器交直流電源同時(shí)停掉，過(guò)一會(huì )再送上，重新啟動(dòng)程序一切正常。建議：機組長(cháng)時(shí)間停機后，在開(kāi)機前，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(kāi)機。
（２）故障現象：機組長(cháng)時(shí)間停機后，按照以往規定，油泵電源停掉，調速器儲能罐壓力慢慢降至零。在做開(kāi)機準備工作時(shí)，送上調速器電源，啟動(dòng)油泵，壓力建不起來(lái)；停掉油泵電源，反復啟動(dòng)幾次，壓力表指針慢慢起來(lái)，然后快速升至額定壓力。
原因及處理：由于長(cháng)時(shí)間停機，調速器壓力罐內沒(méi)有壓力，造成安全閥彈簧長(cháng)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(lái)。停機時(shí)，油泵電源沒(méi)停，使壓力罐始終在運行狀態(tài)。停機后，調速器雖然在運行狀態(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(cháng)。建議：長(cháng)時(shí)間停機時(shí)，油泵電源別停，使壓力罐在正常運行狀態(tài)，保持額定壓力。
（３）故障現象：２０１６年７月，開(kāi)２號機時(shí)，在自動(dòng)化監控電腦上一鍵開(kāi)機，開(kāi)機流程正常進(jìn)行；到并網(wǎng)時(shí)，勵磁電壓正常調節，調速器沒(méi)有反應，不調節轉速。#后，采取手動(dòng)并網(wǎng)方式并網(wǎng)。原因：經(jīng)檢查，是調速器的空載參數為１８％（機組空載時(shí)的開(kāi)度不超過(guò)１８％，超過(guò)１８％調速器不動(dòng)作），設置偏小。東武仕水電站是壩后式水電站，正常水庫水位在１０４～１０８ｍ之間，機組空載開(kāi)度是１４％左右，所以設置空載開(kāi)度是１８％。但是本次開(kāi)機時(shí)，水庫水位比正常#低水位１０４ｍ又低了１ｍ，當導葉開(kāi)度達到１８％，機組轉速還達不到額定轉速，被限制住，造成調速器不動(dòng)作。
處理：重新設置調速器參數，將空載參數由１８％增至２５％，運行正常。
建議：在設置調速器各種參數時(shí)，要全面考慮機組運行的各種水頭、流量，使參數滿(mǎn)足各種運行工況；當參數不能滿(mǎn)足各種運行情況時(shí)，應及時(shí)調整。
３勵磁電接點(diǎn)壓力表
東武仕水電站增效擴容改造后應用的勵磁電接點(diǎn)壓力表由河北工業(yè)大學(xué)電控廠(chǎng)生產(chǎn)，勵磁
電接點(diǎn)壓力表型號是ＦＷＬＺ—Ｓ／２Ｃ。該勵磁裝置具有相互好立的兩個(gè)硬件通道，并且每個(gè)通道內具有自動(dòng)調節和手動(dòng)調節方式，保障了運行的可靠性。裝置與后臺自動(dòng)化系統連接兼容匹配良好，機組并網(wǎng)勵磁調節快速、穩定，運行良好。
（１）在改造前，機組勵磁采用勵磁機勵磁，磁場(chǎng)變阻器調節勵磁電壓；在做開(kāi)機準備工作中，用５００Ｖ搖表?yè)u勵磁絕緣時(shí)，是合上滅磁開(kāi)關(guān)，把控制部分、勵磁機、發(fā)電機轉子一塊搖絕緣。機組改造后是微機可控硅勵磁方式，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(kāi)滅磁開(kāi)關(guān)，以免損壞控制部分微電子元器件，影響運行。
（２）機組長(cháng)期停機時(shí)，有時(shí)屏幕死機，出現亂碼。在開(kāi)機前，停掉勵磁控制柜所有的交直流電源，當重新送電后，使程序重新啟動(dòng)，保持正常工作。機組停機后，勵磁柜控制電源別停，使柜子的元器件在送電狀態(tài)，以免長(cháng)時(shí)間停電，微電子元器件損壞。
（３）當長(cháng)時(shí)間停機準備開(kāi)機時(shí)，勵磁柜送上交直流電源后，一定要檢查柜子的狀態(tài)（見(jiàn)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，電壓調節（上排第３個(gè)）和電流調節（下排第３個(gè)）有一個(gè)亮，逆變指示燈（下排第４個(gè)）亮。開(kāi)機并網(wǎng)前一般是通道Ⅰ、電壓調節、逆變指示燈亮。當勵磁柜全部停電，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、電壓調節按鈕或者逆變按鈕，使勵磁柜在開(kāi)機前處于正常狀態(tài)。
４電腦自動(dòng)化監控系統
東武仕水電站增效擴容應用的是南京鈦能有限公司生產(chǎn)的“無(wú)人值班（少人值守）”電腦自動(dòng)化監控系統，該系統運行穩定可靠，出現故障能自動(dòng)處理，確保了機組發(fā)電安全、穩定、高效運行。
（１）該計算機監控系統后臺是由２臺監控電腦組成，同時(shí)運行，每一臺電腦上都能操作，顯示運行狀況。在運行過(guò)程中，有時(shí)會(huì )出現電腦運行緩慢、操作不動(dòng)、開(kāi)關(guān)量沒(méi)有正常變化等。原因是程序長(cháng)時(shí)間處于運行靜止狀態(tài)，重新啟動(dòng)電腦就可解決問(wèn)題。建議間隔一段時(shí)間２臺電腦交替重新啟動(dòng)一下，保持電腦自動(dòng)化監控正常運行。
（２）該系統把機組的運行狀態(tài)分位四種狀態(tài)：停機狀態(tài)、空轉狀態(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(jiàn)圖２）。
在實(shí)際運行過(guò)程中，當電網(wǎng)或電接點(diǎn)壓力表原因發(fā)生故障時(shí)，機組處于兩種狀態(tài)之間，如停機狀態(tài)到空轉狀態(tài)之間（轉速＜９５％）、空轉狀態(tài)到空載狀態(tài)之間（轉速＜９５％，機端電壓＜９０％）、電腦自動(dòng)化圖２發(fā)電機狀態(tài)系統判定為不定態(tài)，此時(shí)系統沒(méi)有應對措施，流程不能正常進(jìn)行。待到機組過(guò)渡到空轉或停機狀態(tài)，符合空轉或停機的條件，系統判定為空轉或停機態(tài)，才能做出正確的處理。建議機組處于不定態(tài)時(shí)，值班人員立刻改變機組的運行情況，讓機組過(guò)渡到#近狀態(tài)，讓系統做出正常的處理指令。
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