淺談農村小水電站技術管理

淺談農村小水電站技術管理莆田市蘆溪水電管理處安辦

摘要：技術管理是對小水電站生產中的一切技術活動進行科學的治理和嚴密的組織，使科技轉化為生產力，從而提高經濟效益。提高效益的保障是安全，安全的核心是管理。關鍵詞：淺談小水電站技術管理

技術管理是對小水電站生產中的一切技術活動進行科學的治理和嚴密的組織，使科技轉化為生產力，從而提高經濟效益。提高效益的保障是安全，安全的核心是治理，治理的結果是效益。而技術治理又是一門集知識、智力、技術密集型的專業(yè)。在我縣，非凡是私人投資興建的小型水電站，重建輕管現象十分突出，在項目建設期一般都由若干專業(yè)技術人員組成的治理機構進行運作，一旦項目建成投產就實行企業(yè)");">企業(yè)治理。由于參加電站運行治理的人員多數都是業(yè)主的親朋戚友，這些人一般都是沒有相關專業(yè)知識的社會青年或農民，文化程度低、技術素質差，大部份末受正規(guī)培訓，缺乏應有的知識。隨著體制改革、社會進步和科學技術的發(fā)展，各種先進技術、設備的廣泛應用，在小水電站運行中對技術治理的依靠越來越強，要求也越來越高。筆者認為我縣小水電站的技術治理可從以下幾方面加強。

1．建立建全技術組織管理制度

１）小水電站應建立廠站、車間、班組三級技術治理工作網，實行分級負責治理，責任到人。建立技術信息的收集，事故及故障分析、整理、反饋制度。定期或不定期開展技術經驗交流，工作總結，技術革新及合理化建議等活動。組織有關專業(yè)技術人員對活動成果進行分析、歸類并進行技術攻關。

２）建立設備運行、維護、檢修的統(tǒng)計分析制度。由于小水電站的裝機規(guī)模及機組容量較小，在運行中往往忽視對機組設備的運行、檢修和事故或故障的統(tǒng)計分析。建立健全各項制度，加強技術治理對設備的運行狀況、檢修及事故或故障等進行統(tǒng)計分析，有利于采取針對性的措施來提高設備的利用率，減少設備損壞率，起到增收節(jié)支的作用。

３）小水電站的技術質量是保證機組安全運行的保障。主要體現在保證機組檢修質量。水電廠設備檢修后，應嚴格實行班組、車間、廠站自檢與互檢相結合的三級驗收制度。其驗收內容應包含檢修項目、更換設備名稱、數量、部位、技術參數等記錄。質量評價以及檢修人員、驗收人員簽名。并提交設備檢修記錄、試驗報告及大修總結報告等資料，分類歸檔保存。

４）技術檔案管理。技術檔案應由專業(yè)人員負責治理，確保其資料的完整性、系統(tǒng)性、準確性，應認真收集和整理歸類有關文書數據、圖表，機組的原始數據資料（設計、施工、安裝、調試、試運行記錄、設計文件圖紙資料、運行、檢修、試驗、檢驗記錄等）。非凡注重收集散落在各工作面、車間、班組的數據，并將其分類匯編歸檔，同時還應建立健全文檔查閱制度。

５）組織專業(yè)人員認真編寫有關運行規(guī)程《水輪機及輔助設備運行規(guī)程》、《電氣設備運行規(guī)程》、《水工建筑物運行規(guī)程》；并嚴格按規(guī)程執(zhí)行，定期對運行人員進行考核、考試。

2．加強運行管理，完善管理制度

１）根據國家的法律、法規(guī)和有關規(guī)程，結合本廠的實際制定《安全生產治理崗位責任制》、《生產事故調查實施細則》、《生產治理辦法》、《電廠及變電站通訊中斷事故處理辦法》、《反事故措施計劃》、《工作票、操作票簽發(fā)制度和工作許可制度》等以適應生產經營治理的需要。在運行中嚴格執(zhí)行“兩票”、“三制”（操作票，工

作票，交接班制，巡回檢查制和設備缺陷治理制），做好設備運行記錄，改正不良的習慣操作行為。同時還應建立運行分析制度，即對運行中通過儀表指示、運行紀錄、設備巡檢和操作等反映的各種問題和現象進行分析，及時找出產生各種問題和現象的原因、規(guī)律，并采取相應措施及對策。

２）優(yōu)化調度提高效率。小水電站在運行中應正確處理發(fā)電用水與澆灌、防洪等關系，實行優(yōu)化調度。一是及時準確了解上游水文站的水文預告資料，并根據上游調節(jié)庫容下泄流量對來水量進行分析，作好次日負荷猜測，確定運行方式；二是合理利用電站有效庫容，盡可能提高上游水位運行；三是利用豐枯、峰谷電價政策，盡量做到早晚高峰多發(fā)電，提高綜合電價水平；四是機組的組合運行方式，按效率高、耗水低優(yōu)先的原則，保證機組在高效區(qū)運行，以獲得最大的經濟效益；

五是配合調度部門做好經濟運行方案，并要充分利用水資源，最大限度地發(fā)揮電站發(fā)電效益。

３）抓安全促生產，安全生產以人為本。小水電站技術治理工作應始終把安全放在首位，應建立健全安全生產組織制度，采取一系列行之有效的措施，強有力的制度來約束人。狠抓落實，用血的教訓說明安全生產與每個職工切身利益密切相關，使職工增強執(zhí)行規(guī)程制度的自覺性。并對各類大小事故按照“三不放過”的原則認真開展調查分析及時寫出調查報告和事故通報。用安全規(guī)章制度約束人，用事故教訓教育人，以獎優(yōu)罰劣激勵人。在職工中形成“抓安全就是抓生產的綜合性治理”，從而使職工做到安全生產警鐘長鳴。

3．加強維護檢修管理

小水電站的維護及檢修必須貫徹預防為主的方針，切實做到“應修必修，修必修好”，切忌“硬拼、硬撐”。在“質量第一、安全第一”的前提下，結合本廠實際進行挖潛，技術更新，技術改造工作。

逐步把恢復設備性能轉變到改進設備性能上來，延長檢修周期，縮短檢修工期，保證設備的檢修質量。要努力學習新技術，把握新工藝，熟悉新材料的物理化學性能及使用方法；改革傳統(tǒng)的檢修方法和步驟，充分利用網絡計劃技術，制定檢修網絡圖，使檢修質量提高，工期縮短，耗材降低，工力減少。

4．加強技術監(jiān)督

小水電站的技術監(jiān)督是運用各種科學試驗方法，對各種設備進行定期或不定期的檢驗和檢測，了解把握設備的技術狀況及在運用中的變化規(guī)律，保證設備有良好的技術狀況。小水電站的技術監(jiān)督包括儀表、絕緣、金屬、化學等監(jiān)督。要害對儀表、絕緣、金屬三項的監(jiān)督。儀表監(jiān)督是對各類電器儀表定期進行校驗、調整、修理，保證各類儀表和計量表計的完整性和精確性。絕緣監(jiān)督是為了防止電氣絕緣損壞，定期或不定期地對電氣設備、防雷和接地等進行預防性檢測和試驗，并對其運行狀況進行監(jiān)督。金屬監(jiān)督是監(jiān)督各種金屬部件在運行中的性能變化，非凡是水輪機的氣蝕和泥沙對轉輪的破壞和磨損，易磨部位的磨損情況等。由于小水電站專業(yè)技術人員和檢測設備缺乏，技術監(jiān)督還是一個薄弱環(huán)節(jié)，有待于進一步加強。

5．加強職工培訓，提高整體素質

小水電站雖小但仍屬技術密集型企業(yè)，對人的素質要求并不低。小水電站規(guī)模小，機組容量小，人員少；不少人員身兼電氣、機械和運行工作，檢修人員也身兼電氣、機械檢修兩職，有的廠站甚至沒有檢修工，設備檢修時才抽調運行人員出來參加檢修。隨著科學技術的發(fā)展，不少小水電站已廣泛應用先進的設備和技術，現有職工缺乏應有的知識，在工作中感到吃力。所以加強職工的技術培訓，提高職工的技術水平是小水電站發(fā)展的必由之路。技術培訓可采取以下幾種方法：

１）派員參加省級水電主管部門舉辦的各種專業(yè)培訓班；２）利用每年冬閑時間舉辦水電技術短訓班；３）參加大中專院校的函授、證書班學習；４）采用請進來的辦法與省市內院校聯(lián)合辦學，采取函授與面授相結合，使職工能在理論學習中工作，在工作實踐中提高；５）結合職工受教育程度的實際情況，有針對性地采用干什么學什么的崗位培訓方法；６）請廠內的老師傅或其他單位的技術人員以傳幫帶的方式進行。

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淺析農村小水電站的技術改造

我國農村小水電站多數建于60年代至80年代，至今運行已有三十年左右，發(fā)電機的絕緣老化、發(fā)熱增加、滑環(huán)嚴重冒火；水輪機轉輪等過流部件磨損、變形，或雖幾經補焊但葉片變厚、變粗糙與原設計誤差較大，機組效率嚴重下降；有的是歷史原因機組選型不配套，水量浪費、出力不足，效益低下，水電站還由于受以前的電價政策和設計思想的局限，選擇裝機容量時均偏小，現在的更新改造可以結合增容改造來進行。結合小水電的實際，談談老水電站的更新改造思路。

一、水輪發(fā)電機組的改造

水輪機的轉輪是水電站實現水能轉變成機械能的關鍵部件，不同的水頭，不同的流量就要用不同的轉輪。而且同一只轉輪在過流量發(fā)生變化時其效率也發(fā)生變化，如果轉輪選擇失當，即會導致效率下降，不但不能提高電站經濟效益，反而會帶來一些負面影響，如發(fā)生振動、氣蝕等。上世紀七八十代，由于科技發(fā)展的限制，水輪機型譜的不全，需要的水輪機難以如意配套；也由于物資的缺乏，計劃經濟指標下達的有限，設計水電站時有時只能勉強湊合，如某個水電站設計水頭110米，選用的水輪機型號為XJ-W-55/1×12.5,較高效率的轉速應該是750轉,但由于當時物資缺乏,選用了1000轉的發(fā)電機，造成效率低下，在更新改造時應重新配套。因此，在進行電站增容改造過程中，應根據電站水頭、流量等條件進行詳細分析，在保證各項參數相適應情況下更換效率高、過流量大的轉輪，以滿足增容要求，同時選擇新型轉輪的流道和轉輪直徑與原機組基本相同。對反擊式水輪機中的軸流定漿式機組可通過調整葉片裝置角、修整葉片流線，對混流式水輪機則采用更換水輪機轉輪，來達到滿足增大過流量加大機組出力之目的；對沖擊式水輪機則采用改變噴嘴口徑，改進葉輪，加大流量，達到增加出力之目的。為滿足發(fā)電機改造的需要，增容后宜保持機組轉速不變。根據水輪機制造廠改造水輪機轉輪的經驗，一般出力可增加20%以上。

發(fā)電機定子的改造，要使發(fā)電機達到增容目的，對原繞組必須進

行改變，必須增大定子繞組線徑，達到降低定子繞組電阻，使定子繞組電阻發(fā)熱總量不高于原繞組，以此來達到電機增容。由于發(fā)電機定子線槽尺寸裕度限制，對增容所需增大線規(guī)存在一定局限性。對此，在改造過程中，可以采用以下技術措施：一是改變絕緣浸漆工藝，提高絕緣等級為F級，采用耐電壓高介質損耗低的絕緣材料，減薄絕緣層厚度，騰出空間；二是采用特有烘漆工藝填充線圈間和線圈與鐵芯的空隙，增加線圈的散熱能力降低溫升；對于小型機組還可通過改變勵磁方式，去掉電機附加繞組線圈，改為靜止可控硅勵磁；加大通風量和提高功率因數，裝設無功補償裝置，提高有功輸出功率，保持定子繞組發(fā)熱總量不變。通過上述技術措施，一般發(fā)電機均可增加一個容量等級。

發(fā)電機轉子的改造，由于當發(fā)電機容量增加20%-25%時，其空載勵磁功率并沒有增加，一般只需增加10%左右的勵磁功率即可。轉子線圈常采用翻新改造的方案。將原舊線圈退火處理，一方面軟化銅排，另一方面燒去舊絕緣。轉子線圈重新熱壓，并將其絕緣等級提高為F級。由于老匝絕緣材料厚，一般線圈翻新時可增加10%-15%的匝數。通過增加匝數，提高絕緣等級措施后，轉子繞阻一般可擴容20%～25%。發(fā)電機改造后的技術參數和烘漆工藝。發(fā)電機增容后，必須通過電磁計算和試驗來提供發(fā)電機的技術參數，如勵磁電流、電壓、發(fā)電機效率、定子電流、允許溫升、短路比、定子漏抗等，供發(fā)電站進行短路計算、繼電保護計算及調整各種保護整定值。發(fā)電機增容改造中浸漆烘焙工藝也是發(fā)電機增容的關鍵技術措施之一。發(fā)電機在運行過程中，定子線圈端部要承受很大的電磁力，如果浸漆不透，烘焙不干，定子線圈端部要受到很大的電磁力，會發(fā)生扭曲變形，造成匝間短路、甚至造成整臺發(fā)電機報廢的重大事故。采用強迫流動浸漆工藝，使浸漆透徹，在烘焙上采用循環(huán)熱風打入電機進行循環(huán)加熱，達到整個電機線圈受熱均勻、固化程度高的工藝要求，保證烘漆質量。

二、發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的改造

要使發(fā)電機安全和穩(wěn)定地運行，發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的性能是關鍵，早些年使用的三次諧波式、相復勵變壓器式、雙繞組電抗分流式、可控硅半波整流等幾種勵磁裝置，由于調節(jié)性能差，易引起振蕩，不適

應機組并網運行，同時其故障較多影響機組安全運行，所以必須加以更新改造。勵磁裝置的改造應根據原有勵磁方式進行改造，如把雙繞組電抗分流式勵磁改造成可控硅分流的電抗分流，此裝置在雙繞組電抗分流式的基礎上增加了可控硅分流的自動電壓調節(jié)器，空載電壓調節(jié)范圍大，并網后運行穩(wěn)定，無功功率調節(jié)方便。安裝在發(fā)電機上結構簡單緊湊，不需另占地方。在主斷路器跳開后不失磁，發(fā)電機仍有端電壓。在電網停電時仍有電源供給調速器，能迅速將機組關閉，省去了備用電源。如原先的勵磁裝置是半波整流的則可改造成可控硅全波靜止勵磁裝置，其性能良好，但結構相對較復雜。由于主斷路器跳開時聯(lián)動跳開滅磁開關，使機組無電壓，故這種勵磁裝置尚需備用交流電源或配置TC操作器。三、調速系統(tǒng)的改造

并網小型水電站一般不參與調頻，調速器僅作用于正常開、停機、調節(jié)正常有功負荷以及事故停機。所以普遍采用手、電兩用操作器，其結構簡單、投資省而又隨機配套，操作與維護簡單，但是如果與可控硅勵磁裝置配合，則因為事故停機時發(fā)電機主開關聯(lián)動跳滅磁開關，發(fā)電機沒有機端電壓，其電動操作器就失去操作電源無法關機,造成飛車事故。彈簧蓄能型水輪機操作器是一種技術較先進的新型調速器，由電機（或手動）驅動，經傳動機構和蓄能彈簧推動接力器活塞來控制機組開機、停機、并網、增減負荷等。當接到各類事故信號和遠方緊停命令時均能失壓脫扣，自動關機。關機時間根據不同電站“調保計算”要求，可在2～28S內整定。在無電源情況下，同小型調速器失去油壓一樣，可手動開機升壓后即改電動操作，而緊急停機則不必手動，仍可同有油壓時的小型調速器一樣，能自動緊急關機，并且按照先快后慢的關機模式，使大部份機組能滿足調保計算要求。同時可避免因木石卡塞和手動關機過度損壞導水機構問題；提高了機組運行的安全性。再配上STK-W-3可達到自動調節(jié)的目的，是一種值得推廣使用的調速裝置。四、主變壓器的改造

水電站的低壓機組通常是經主變升壓后與10kV農村配電線路相連接，過去老電站選用的都是定型10±5%/0.4kV系列配電變壓器。

由于電站地處偏遠山區(qū)，線路長壓降大。發(fā)電機經常需要在較高電壓下運行，才能保證發(fā)送一定的無功負荷。有的電站電壓值高達440V及以上，其危害：一是在高壓下運行使發(fā)電機、變壓器溫升提高、絕緣加速老化，絕緣薄弱環(huán)節(jié)容易擊穿；二是難以發(fā)足無功功率，并影響機組運行的穩(wěn)定性，影響經濟效益；三是老型號變壓器能耗大，且運行年久老化，時常出現故障影響正常發(fā)電，需要及時更新、改造。改造變壓器時應采用低損耗的升壓變壓器，訂購時向廠家特別提出，一般變比為11±5%/0.4kV，從而保證了水電站在正常電壓下運行。為了減少主變空載損耗，保證廠用電和生活區(qū)用電的電壓質量，可另裝廠用變壓器，在電站停運或運行時相互切換。五、配電系統(tǒng)和控制裝置的改造

小水電站低壓機組使用的主斷路器有DZ10、DW10、DW15等空氣斷路器，DZ10塑料外殼式空氣斷路器由于封閉散熱差，易引起發(fā)熱故障，僅用在容量小的機組上。DW10框架式空氣斷路器普遍在使用中，但因短路斷流容量小，時有發(fā)生因短路不能有效斷流，而燒壞電器設備的事故。所以主斷路器應選擇DW15型，機組容量大的宜選用DW17(ME)型，操動機構應選擇電動機預儲能合閘型。電站需長時間滿負荷連續(xù)運行，主斷路器和隔離開關按發(fā)電機額定容量選擇，但尚需一定的裕度，才能確保設備運行的安全可靠。

定型的成套配電裝置把發(fā)電機的配電主回路和控制、保護及水輪機自動回路等二次回路的設備安裝在同一屏內。常用的BKSF型水輪發(fā)電機控制屏我們可以根據電站運行的實際來進行一些改進，如加裝屏頂保護罩和兩側的邊屏，加裝發(fā)電機電流速斷、過速和低頻保護等，還可裝設前池水位監(jiān)測(或能自動按水位調節(jié))裝置，使機組運行在最佳工況點，發(fā)揮最大的經濟效益。六、提高自動化控制水平

提高電站的自動化水平是降低運行成本的一個重要方面。在計劃經濟條件下建設的小水電站，初步設計中考慮自動化水平時，強調了“自動化水平與電站規(guī)模相適應”，客觀地起到了對其限制的作用。這是基于當時的科技發(fā)展水平和運行人員素質較低的情況所決定的。但是，科學技術是不斷發(fā)展的，新設備和新材料、新工藝層出不窮，

敢于使用它們才能促進生產的發(fā)展。

隨著電力市場的發(fā)展，需要增加電站的競爭能力，競價就是要物美價廉。要做到這樣，除了提高供電質量外，還要降低發(fā)電成本，其根本的出路就在于減員增效。關鍵是敢于使用先進自動化設備。選擇適用小型水電站的自動監(jiān)測、控制和保護設備，對其實行遙測、遙信、遙調和遙控，使電站運行實現自動化，做到少人值班或無人值班，提高電站運行的經濟性、可靠性和安全性，是技術更新改造的目的之一。提高電站的自動化水平目前也還有一些困難，比如廠家設備質量不很穩(wěn)定；電站運行工人素質難于保障，人員更難精簡；設備價格較高難于承受等等。這些困難要逐步克服，電站的技術更新改造要上檔次、上水平，不能停留在原有技術水平上，這是毋容置疑的。七、結語

小水電的技術更新改造，首先是更新已經達到使用年限的機電設備和對年久達不到運行標準的水工建筑物進行修復，再就是根據現在變化了的水利電力環(huán)境，改造已不適應現有條件的設備和建筑物。因此，電站的技術更新改造，不僅是在原來的技術水平上以新?lián)Q老，而是一個再創(chuàng)造的過程，實際上牽涉到水力資源配置的重新考慮以及合理利用問題，節(jié)約用水、電力市場需求、環(huán)境保護等問題，尋求適應不斷發(fā)展的社會經濟的需要問題。從這個角度看小水電站的技術更新改造就要以社會經濟發(fā)展對水電的要求為動力，以先進的科學技術為依托，采取多種綜合技術措施，達到節(jié)省資金，見效快捷，提高經濟效益的目的。

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