简论站在箱式小水电站在老电站技术改造中运用

【摘要】本文旨在研究箱式小水电站在老电站技术改造中的应用分析，对箱式小水电站技术进行详细地阐述，为我国电力事业的发展提供一些可行性的思路。
【关键词】箱式小水电站；老电站；技术改造；应用
箱式小水电站作为小型水电站的代表，主要是指将水轮机、励磁系统、调速系统、发电机、开关、机组控制保护系统等多种设备集合在一起，形成一个完整的运行系统，安置在集装箱内的箱式的小型水电站。

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这种箱式小水电站可通过简单的安装以及操作就可以应用于整座水电站的发电工作，具有操作简单、体积小、实施方便等特点，不仅可以应用于新型水电站的使用上，还可以对老水电站实施技术改造，有利于资源的优化配置，提高整体水电发电设备的安全性以及自动型，对于增加经济效益与社会效益起到了巨大的促进作用。箱式小水电站的装机容量大约在1001—12000kw之间。在设计上以及设备装置上都采用全自动化和紧凑型的优化安排，这在一定程度上节约了人力资源，无需人员操作和看管，就可自动完成整体水电站的运行，应用范围广。

一、箱式小水电站的主要装置及技术实施

1.箱式小水电站厂房的主要布置

箱式小水电站的布置主要采用金属箱或集装箱作为生产厂房，代替了传统的利用钢筋水凝土建造的厂房，不仅打破了传统厂房的建设方向，更在设计思路是一种新的创新，为节约空间，节省人力资源提供了便利的条件。箱式小水电站的厂房在设计上主要遵循两个条件：一是保证小水电站的稳定运行。二是保证即使没有钢筋混凝土厂房，设备依然安全运转。其中箱式小水电站的箱式整装模式主要利用了如下四种技术：①箱体的防潮、散热技术。②箱体结构的抗震和稳定技术。③箱体结构的易装配、低成本的结构装置技术。④箱子主体和引水管道之间的变形协调技术。这四种技术共同构成了箱式小水电站的整体运行，充分发挥了自身的独特优势。同时，箱式小水电站的集装箱主体由于空间小，占地面积有限，所以在装置上不同于传统的钢筋混凝土结构具有随意性，而更强调了结构紧凑、空间利用率高以及噪音较低、设备运行稳定的特点。这就需要在实际应用时，注意对集装箱内箱体结构的不断调整，以满足设备稳定运行的基本要求。箱式小水电站技术的另一个特点就是完全可以运用无人看管和值班的方式，实施全自动化的运行状态。但是这种全自动化的运行对于整体发电机组的安全性以及可靠性要求较高。特别是针对湿度和温度较高的状态下，电气自身的元件应采用高性能的配置，以适应不同环境下的安全运行。面对水电站发电机故障时，可采取自动开关机的设置，充分保障小水电站的安全，以免出现不必要的安全事故。

2.小水电站电子负荷调节器的主要设置

由于小水电站的自身优势，所以在地理位置的安排上，主要应用在大水电站涉及不到的偏远地区，可有效解决偏远地区供电难的问题，缓解了各地区之间用电不平衡的状态。但是这种偏远地区的小水电站大多属于孤立运行的水电站。因此在自我符合调节功能以及自动化程度上都提出了更高的要求。现今我国使用的负荷自动调节器多为电子负荷自动调节器，是一种独立运行的水轮发电装置，具有诸多优势：①电子负荷自动调节器可促进水轮机组简化结构，降低成本，提高自动化装置的性能。②电子负荷自动调节器可采用自身的调节功能形成调节组合柜，用来抑制负荷运行时所出现的频率差异，调整了水轮发电机组在独立运行时的安全性和稳定性，有助于延长整个机组的使用寿命，具有十分积极的意义。
我国箱式小水电站主要利用了先进的计算机操控技术以及和电子电力技术，将电子负荷调节器控制在一定范围内，使之按照恒定功率进行运转，维持整体运行的平稳。另外，在主机发电的同时还配有数字显示屏幕，以随时调整电子负荷调节器的主要参数。我国水电发电设备的主要参数为：频率测量范围在5—100hz；频率调节范围在48—52hz，测量的主要精度在0.01hz；调节级数为256。电子负荷调节装置主要利用斩波的形式，进行调节，将控制装置的电压提供给继电器，设置导通比，完成功率的调节作用，使之达到调节级数为8位，256级的要求。

二、箱式小水电站在老电站技术改造中的应用

笔者选取某老电站为分析对象，具体阐述箱式小水电站在老电站技术改造中的应用。某老水电站建设于1957年。主要装置有冲击式发电机组2台。其中包括：QJ20—W—55/1×6型号的水轮机；TSWN85/31—6型号的发电机。飞逸转速设置在2400r/min，额定转速设置在1000r/min，绝缘等级为B/B。调速装置型号为TT—75型，利用手动进行控制进水的闸阀。小水电站电机的单机容量为320kw，400v出线，0.17m3/s流量。用压钢管直径在300mm，整体水头是265m。
老水电站设备由于多年运转，以造成了设备功能下降，利用率较低的现象，早已超出了规定的报废年限，处于基本瘫痪状态。
我们采用箱式小水电站的技术对老电站进行相应的改造。首先选择箱式小水电站的安装位置，我们结合老电站的地形以及周围建设情况，将位置确定在老水电站的检修设备之间，且周围分布着老水电站的厂房和宿舍，方便工作人员的工作和生活。同时，选取的位置距离老水电站的机组只有10m左右，并可观测到尾水的排放情况，有利于整体箱式小水电站的建设。另外，将发电设备装置在集装箱内，建造集装箱基础，在周围安装电缆，并配合箱体内的出现电缆以及压力钢管送往变压器内，妥善安装集装箱内的设备，将发电机组的容量改造为320kw，这样基本就完成了箱式小水电站的安装工作。箱式小水电的改造主要采用了水斗式的水轮机以及高速发电机装置，通过对电子负荷调节器以及操作器的安装达到协调整个机组的负荷作用。针对老电站的改造工程还包含以下几方面：①对于老水电站进行箱式小水电的应用。②将原始的发电机出线放置在变压器内。③将钢管进行相应延伸，添加进水主阀，起到水量调节的作用。④配合集装箱的安装，建造与之相符的基础和尾水的出口通道。
总结
箱式小水电站在老电站技术的改造主要是建立在老水电站部分可利用的设备基础上，对原有的设备进行更换或取代。应用箱式小水电站技术，实行孤立和并网共同运行的状态，提升整体水电站的运行质量和运行效率，以达到保护环境，最大限度地节省资金和能源的最终目的，真正实现资源的优化配置，为我国电网建设作出贡献。
参考文献
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