一、改造前电站状况
西藏六O六水电站位于西藏自治区林芝地区工布江达县境内,该电站原属国家六O六电台项目的配套工程,为一径流引水式电站,装机3台,单机出力1250kW,总装机容量为3750kW.该电站1971年开工建设,1973年第一台机组投产发电,1974年7月26日竣工,至今电站已运行近30余年.
1．改造前电站的运行状况
电站从1973年投运后机组年发电量在340万kW·h左右,发电利用小时数较低.同时由于机组长期处于低负荷及低效率运行区,造成水轮机转轮空蚀严重,导致机组出力下降.且多年没有进行必需的设备维护与更换,机组也未进行过大修,设备大多为超年限运行,机组的许多元器件目前在市场上已无备品备件购买.由于电站是上个世纪70年代的设计,电站运行控制几乎全是手动操作,给电站运行带来非常大的不便.
2．改造前电站水工设施情况
六O六水电站引水渠长度2.4km,最大引用流量为30m3/s.经过几十年的运行其水工建筑物存在着不同程度的损坏,电站引水渠道多处漏水,不能满足电站正常运行的需要.
3．改造前电站电气部分
电器设备严重老化,直接威胁全厂的安全发供电,辅助设备的完好率只有51%,继电保护设备投入率不足80%,而且准确性、可靠性很差.
电站的接线方式为扩大单元接线,发电机出口电压为3.15kV,出线为10kV和35kV两个电压等级,35kV出线1回备用2回,10kV出线5回,lOkV为直供线路.电站的发电机电压(3.15kV)配电装置和10kV配电装置均为70年代初生产的GG-1A高压开关柜,内配SN2-10断路器,无任何防护措施.35kV开关站内断路器采用多油断路器.0.4kV厂用电系统采用的BSL-1产品.
4．改造前金属结构
电站的金属结构闸门及启闭设备主要分布于首部枢纽、前池、尾水等部位.闸门锈蚀严重止水老化,个别闸门有局部变形,影响了闸门的止水效果,启闭设备也老化严重.
三、电站改造设计情况
为了充分挖掘六O六水电站的潜力,以满足当地用电负荷增长的需求,西藏自治区电力公司决定对电站机组、机电设备及保护系统进行改造,并增加计算机监控系统,六O六水电站机电设备改造的原则和范围及改造后的机组参数为:
1．改造原则
(1)解决影响安全生产的主要问题,提高电站安全运行水平;
(2)按照“无人值班(少人值守)”考虑,提高电站自动化水平;
(3)在满足负荷的基础上,结合改造,考虑机组增容.
2．改造范围
(1)水轮发电机组除埋入部分外全部更换,适当增加单机引用流量,从而增加机组单机容量,经反复计算和论证,电站单机容量可由原来1250kW增容至1600kW;
(2)更换辅助系统设备,提高自动化水平;
(3)发电机出口电压采用10.5kV,更换相应部分电气设备;
(4)改造35kV电气设备,预留雪卡电站施工电气间隔,采用户外布置方式;
(5)更换发电机励磁系统和调速器;
(6)电站监控系统按“无人值班(少人值守)”原则设计.采用以计算机监控系统为主.
(7)改造全厂保护系统,发电机、主变和35kV、10kV线路保护采用微机保护,辅助设备采用PLC控制方式;
(8)完善电站照明设施,增设上、下游水位监测装置;
(9)改造和更换取水口、压力前池、尾水闸门及启闭设备和电气控制部分.
3．改造后的主要机电设备参数
(1)水轮机主要参数
在额定水头21m,额定转速272.7r/min时,水轮机的额定输出功率1.72MW.
在额定水头21m,发额定出力为1.72MW时,保证原型水轮机的效率不低于91.5%.相应工况的模型效率不低于92%.
噪声规定值在全部运行工况下,水轮机机坑地板上方1m处的噪声不超过85dB(A).距尾水管进入门1m处的噪声不超过90dB.
转轮为组焊结构,材料采用0Cr13Ni4Mo的不锈钢,水轮机转轮叶片采用数控加工技术.
(2)调速器装置
调速器选用微机电液调速器,单调双通道(自动通道和电手动通道),调速器柜和油压装置成组合式型式.油压装置的额定油压为2.5MPa,调速器调节功为18000N·m.选用微机电液调速器,单调双通道(自动通道和电手动通道).机械液压部分为电液随动系统,电气部分调节规律为并联PID.
(3)励磁装置
机组励磁装置,采用自并激静止可控硅励磁系统.励磁变压器直接并联在发电机机端,经过三相可控硅整流桥向机组供给励磁电流,采用微机型励磁调节器装置.
(4)保护装置
电站的保护装置根据《国家电力公司200—9—28发布防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》,对电站发电机、主变压器、厂用变、lOkV母线保护、35kV出线保护、lOkV出线保护采用了微机保护装置,发电机主要采用纵差保护、发电机复合电压闭锁过流保护等九种保护方式三种告警方式,主变采用纵差保护、复合电压启动的过电流保护等八种保护方式和二种告警方式,其它保护方式在这里就不做具体介绍.
(5)计算机监控系统
电站的计算机监控系统按无人值班(少人值守)的运行方式进行改造.电站采用全分布开放式网络控制系统.系统分站级控制层以及现地控制单元层.两层之间采用以太网总线,构成高可靠的网络系统.网络通信采用高性能的网络交换机进行连接,LCU与交换机间的网络介质为屏蔽超五类双绞线,具有较高的传输速率和良好的抗电磁干扰能力.
系统操作员工作站两套,并以互为热备用方式工作,完成对整个电站的计算机监控系统的管理,对整个电站的运行监视和闭环控制,发布操作命令,各图表曲线的生成,事故、故障信号的分析处理等功能.电站监控系统按上级调度中心远方自动方式、厂站级远方自动方式和现地自动方式三种运行方式运行.
系统投入运行后,使全站运行管理达到无人值班(少人值守)的改造目标.
(6)机电设备改造前后设备技术参数对比(见表1)
7)金属结构
六O六电站的闸门使用了30余年,本次改造对闸门进行了防腐喷铝处理,同时更换了闸门启闭机.
四、电站改造后的运行情况
电站经过增容改造后,由于水轮机的转轮采用新型转轮并经了数控加工技术,转轮的效率高于改造前的效率.
电站改造后首台机组于2005年10月投入运行.经运行试验,当水头在21m时,机组的出力达到额定1600kW,甩满负荷时,最大转速上升率小于45%,满足规定值.当水头达到22m时,机组的出力达到了1720kW,甩满负荷,最大转速上升率小于50%,满足规定值.机组最大出力达到了1800kW.机组的振动、摆度、全部达到合同要求.
2006年2月最后一台改造机组投运.2~4月份足西藏的枯水期,受来水的限制,三台机组不能同时发电.根据流量大小,电站在这个季节采用两台机组发电,另一台机组备用的运行方式.目前,电站能带负荷2500-2600kW.在机组改造前的枯水季节,电站只能带2200kW的负荷,电站经过增容改造后,5月到次年1月,电站负荷可到5400KW.西藏林芝地区电网是一个以水电为主的电网,没有火电,到了冬季网内电力十分紧张,通过电站的增容改造,缓解了林芝电网的供需矛盾.
电站安装结束后,经现场测试水轮机机坑地板上方1m处的所测噪声小于85dB(A).距尾水管进人门1m处的噪声小于95dB.发电机噪音在发电机盖板上方1m处测量的总噪声级小于85dB.
电站改造后增加的计算机监控系统代替了原来的手动操作.电站未改造前机组的开停机、并网、有功、无功的增减、电气一次设备的投切都需要运行人员到现场进行手动操作,如果操作一旦不正确,会影响到整个林芝电网的供电、甚至垮网.供电可靠性、安全性、灵活性都比较差.六O六电站经过自动化改造后,机组自动化系统实现了远距离控制和现场手动操作机组的启动、运行、正常停机、报警和事故停机,满足了机组启动时间和机组停机时间的要求.能由一个操作指令使机组自动完成从停机至发电、发电至停机以及出现事故时能自动停机的任何一
种运行操作.
其它电气设备采用国内较先进的开并设备,其中35kV开关采用SF6型,10kV开关采用KYN型柜体.开关、刀闸均增加辅助接点,将电动操作、各种状态量远传至监控上位机,满足二次设备采集、控制需要,达到综合自动化要求,实现了现地与远方的操作和控制,同时现地均设有闭锁装置,以防误操作.电站主变压器的油位指示表、温度表等附件也实现远方监视及信号远传功能.
改造机组经过这一段时间的运行,现场测量的各项指标均能满足规定值.电能质量也达到的规范要求.
五、电站增容改造后的社会和经济效益
1．电站增容改造后的社会效益
(1)电站增容改造后促进供电区域农牧业和乡镇企业的发展及国民经济总产值的增长,改善农牧区产业结构.
(2)增加地方财政收入,扩大积累,繁荣地方经济,促进农村经济结构向商品化发展.
(3)改善农牧区劳动力结构,增加能源供应,扩大生产,增加就业人员,稳定社会秩序.
(4)负荷构成以生活用电为主,因此供电对提高人民生活水平、促进民族团结、维护社会治安、稳定社会秩序具有极其重要的意义.
(5)水电是清洁能源,电站增容后,以电代替木材、牛粪等燃料,改善当地能源结构,保护当地生态资源,净化空气,美化环境,保护水资源,促进生态良性循环.
(6)电站增容后,对推广电化教育,发展电影、电视、广播事业有积极影响,从而有利于普及文化知识,提高人民文化素质,改善人民文化生活,提高人民的政治觉悟和政策水平,促进农牧区科学技术及人才的发展.
2．电站增容改造后的经济效益
六O六水电站共三台机组,技改前单机额定最大出力只能达到1250kW,但是由于机组经过30余年的运行,机组的出力已经达不到机组的实际出力要求,技改后水轮发电机组单机最大出力可以增加到1800kW,电站增加总装机容量1650kW,电站年利用小时为5000h、电价按0.45元/kW·h计,技改后的经济效益初略估算全年增加发电量825万kW·h,则每年可为电站多增加371.25万元的经济效益.从上面估算可以看出,六O六水电站本次机电设备改造,投资时间短,产生效益快,投资回报率高,具有较高的经济效益.
选择最优改造方案是六O六电站改造取得最佳长期经济效益的首要保证,机电设备选型应建立在充分技术咨询和调研的基础上,对改造所采用技术的先进性和设备的可靠性应综合分析.本次技术改造立足水工结构保持不变,对电站需要维修的水工建筑物进行维修处理,更换先进的机电设备,实现电站综合自动化,增加电站效益的原则进行,从而使电站改造后能安全、稳定、高效率运行,同时减少电站运行人员,创造长期的社会效益和经济效益.
六、结束语
西藏六O六电站机电设备增容改造,水轮发电机组、调速器、励磁等设备于2004年8月先后进行了设备的招投标工作,2005年10月首台机组发电,12月第二台机组发电,2006年2月第三台机组发电.电站经各方面的测试,均达到了合同和国家规范的要求,在林芝电网发挥突出的经济效益.电站实现了综合自动化,提高了电站运行人员的技术水平,减少了劳动力的投入,提高了电站的经济效益.该电站在西藏自治区是第一座机电设备增容改造的电站,也是西藏首座采用数控加工转轮技术的水电站.在西藏自治区内还有许多电站也是经过了几十年的运行,有的电站机电设备运行,既不稳定也不安全,均需要进行改造.西藏六O六水电站机电设备的改造成功,也为西藏今后一些老电站的增容改造取得了一些好的经验,并奠定了一个良好的基础.
|
网友评论：（只显示最新10条。评论内容只代表网友观点，与本站立场无关！）
