水库除险加固工程中电气设备改造措施

水库除险加固工程中电气设备改造措施

水库除险加固工程中电气设备改造措施摘要:由于受到各种因素的影响，目前我国很多大中型水库出现老化病害的情况非常严重，很多水库已经成为了病险水库，所以，这些水库都被纳入到除险加固的行列当中，在这当中电气设备的更新以及改造占据了较大的比重。基于此，本文主要结合实例对水库除险加固工程中电气设备的改造措施进行了探讨。关键词:水库除险加固工程；电气设备；改造措施Abstract：Duetovariousfactors,atpresentourcountryalotoflargeandmedium-sizedreservoirsoccurwithagingdiseaseisveryserious,alotofreservoirhasbecomeadangerousreservoir,so,thesereservoirshavebeenincorporatedintothereinforcementoftheranks,inwhichtheelectricalequipmentupdateandtransformoccupiesalargeproportionof.Basedonthis,thisarticlewithexamplesofreservoirreinforcementprojectofelectricalequipmentrenovationmeasuresarestudied.Keywords：Reservoirreinforcementproject;Electricalequipment;Reformmeasures8n中图分类号：TV62文献标识码：A文章编号：随着我国国民经济的不断发展，现代化水平逐渐提高，要求水库应该向着更加安全可靠的方向运行，全面充分的发挥出其综合效益，所以，在除险加固的同时更要提高防洪的相关标准，通过采用更加科学先进的技术手段来提高水库的整体运行和管理水平。1实例概况某水库的主要职能是灌溉，目前还兼有防洪、城市用水以及水产养殖等综合利用功能。该水库的构成主要有：大坝、副坝、非常溢洪道以及正常溢洪道、东西输水灌工程等。自工程建成开始蓄水运行之后，充分发挥了该工程的综合效益，有效的缓解了下游承受的防洪压力，并且较好的解决了灌溉区域内农田的灌溉问题以及城镇的用水问题。不过由于受到了某些历史条件的限制，水库遵循的防洪标准无法达到现行规范的相关要求；坝基以及坝肩等部位的渗漏现象较为严重；坝下埋管的管壁出现开裂渗水的现象；闸门以及一些埋件的锈蚀情况严重，启闭设备以及其他的电气设备过于陈旧；在安全监测以及信号调度等方面采用的设施不够完善，无法满足水库日常运行管理过程中的基本要求。在经过相关部门的批准之后，决定把该工程纳入到除险加固行列当中。2电气设备存在的问题8n该水库目前使用的电气设备大约运行了30余年，虽然有效的发挥出其应有作用，但是由于运行时间过长，老化现象非常严重，大部分设备已经接近甚至超出了其运行的极限范围，不仅无法满足水库正常运行的要求，还限制了水利工程的综合效益发挥，水库当中存在着严重的安全隐患问题。与此同时，在水库枢纽工程中只有一台容量在30kVA的变压器，无法满足目前的生产、办公、管理以及生活等各方面的用电需求，所以决定在进行除险加固的过程中，对目前所使用的供电设备进行适当的改造。3电气设备改造措施3.1总体方案的具体布置情况按照该水库在进行除险加固过程中的设计状况，初步拟定新增两台变压器，在水库管理处设置一台变压器，该变压器的容量达到了100kVA，主要的负荷范围包括住宅区的生活用电和办公用电、东输水管当中的启闭机用电以及部分生产用电；在本次设计中将以往的开敞式溢洪道改建成3孔带阀门控制的形式，这就提高了对溢洪道的控制要求，所以需要在溢洪道管理室中另外设置一台变压器，该变压器的容量达到了50kVA，负荷范围主要包括坝顶的照明、溢洪道以及西输水管等。8n此外，为了提高漏期溢洪道负荷供电的安全可靠性，需要再设置1台柴油发电机组作为该工程的备用电源，该柴油发电的容量在50kW，要求备用电源与主电源在电气上能够进行互相闭锁。在对电气二次设备进行设计的过程中，要对信号系统、控制系统以及继电保护等根据常规的自动化水平进行设计。而对闸门的控制要利用远方集中监控的形式。3.2电气一次系统的具体布置情况（1）电气一次系统的布置情况。当地的变电站集中供应水库电源，而且有10kV架空输电线路建立于水库大坝周围，能够通过户外跌落式高压熔断器将电源引入到本水库中的变电站。为了确保供电的安全性以及运行过程中的灵活性和经济性，把供电负荷有效的划分为两个区域，每个区设置一台变压器，在经过初步的计算之后，水库管理处变压器的具体容量是100kVA，能够满足短期内的水库需求，在后期还可以再增加一台变压器；溢洪道管理室变压器的具体容量是50kVA。（2）电气主接线的设置。10kV架空输电线路经过户外跌落式高压熔断器由输电线Ⅰ接到变电站中的负荷开关处。此外，低压侧在经刀开关、互感器以及断路器之后接到了0.4/0.23kV低压母线，在连接的过程中主要是采用了单母线分段的方式，最后根据实际情况确定出低压出线回路数。3.3主要一次设备的具体选择情况8n(1)配电设备的选择。通常配电设备包括两种，分别是装配式和成套配电装置，而根据该水库的实际情况，成套配电装置会更加合适。在做了详细的市场调查之后，跟该水库相类似的配电站到目前为止大多会采用成套型箱式变电站，其箱体的构成主要有：高压室、低压室以及变压器室。在这当中高压室里面安装了定型高压柜，主要包括熔断器、机械连锁装置、负荷开关以及避雷器四个部分。而低压室当中主要是定型低压柜，并安装了总开关、计量柜以及多路出线分开关，方便日常的运用。（2）电动机的选择。首先应该计算阀门的启门力。在操作溢洪道工作闸门时，主要利用了液压启闭机，而且3孔工作闸门共同使用一套液压装置，此外还在液压泵站当中设置2台7.5kW的电动机。（3）备用电源的选择。由于溢洪道是水库中的防洪重点工程，所以为了提高在汛期供电的可靠性，需要设置一台柴油发电机组作为备用电源，要求该发电机组的容量在50kW，并经电缆以及断路器之后接入到箱式变电站当中的低压动力线上，要求在电气上闭锁。3.4电气二次回路的设计在对二次回路当中的测量系统、监视系统、控制系统以及信号系统等进行设计时，需要以常规自动化水平作为基本设计要求，并且按照相关规范，由生产厂家将其设置在变电站的低压室当中。3.4.1计算机监控系统的具体配置情况8n在该水库中，计算机监控系统选择了分层分布式硬件结构，通过模块化进行编程，最终实现自动监测、调控以及保护，提高电站的自动化运行水平。(1)上位机的作用。上位机的主要作用就是完成全厂自动化的运行以及管理，对历史数据进行存档、归档以及检索，并自动生成报表，出现故障及时报警，此外，还能够调度自动化系统的联网。(2)机组控制保护单元。它由各个不同的模块共同构成，用户可以根据实际工作需要选择模块。通过花费较少的费用就能够灵活的进行控制。操作控制可以划分为保护控制以及后备保护，每个模块都有一个微处理机以及容错安全回路，并且带有所需的操作软件，目的是对某一个操作功能进行有效的控制，另外每个标准控制柜当中都有相应的水轮机或者发电机的控制模块，每个模块都设置有专门的接线端子，接线操作比较简单，有利于后续的维护。把一个显示模块在控制柜面板上进行固定，并将该模块与柜里的所有模块进行通讯，提供相关的操作、测量以及保护数据显示功能。在所有模块连接完成并设定相应的参数之后，系统就能够正常运行。（3）微机型变压器保护装置能够对复合电压过电流进行保护，对油温过高的现象进行保护，还可以对主变动差进行保护。（4）微机线路保护装置能够对过电流进行保护，并对功电流闭锁电压速断进行保护。3.4.2直流系统的更新8n在完成水库的改造工作之后，为了确保事故照明、继电保护以及微机监控系统所使用的直流电流具有一定的可靠性，进一步更新了老式的直流系统，最终采用型号为KZBT-220V的成套直流装置。3.4.3机组自动化系统的具体情况（1）励磁系统。在将机组进行改造之后，将原有的励磁机取缔，采用了可控硅励磁方式。其功率元件主要通过全控桥进行接线，并且在正常停机的时候采用了逆变灭磁的方式，在事故停机的时候采用了灭磁开关的方式。（2）调速器液压操作器的应用。基于并网电站，最终选择了高油压液压操作器。该液压控制柜通过利用脉冲状态下的直流电磁阀，对接力器产生直接的推动作用，简化了系统结构，工作具有较高的可靠性，通过使用气囊式蓄能器，有效的减少了采用高压气系统的维护费用，布置较为方便。与此同时，需要根据用户的具体需要对机组的制动系统进行有效的控制。（3）同期功能。通过自动准同期的方式，要求在每台发电机的出口断路器设置相应的同期点，利用TCM以及GPM模块中具有的同期功能对同期进行检查。由于电站采用的是自动控制模式，因此不需要在主变高压侧的断路器设置同期点，而是通过三相一次重合闸的方法，利用检无压重合来检测同期重合的具体功能。4结语该水库在经过改造之后，不仅有效的提高了电站具有的自动化水平，8n达到了无人值班的目的，并且还提高了水库运行过程中的安全性，进一步减轻了水库枢纽的运行强度，减少了电站的投资费用以及运行费用，提高了整个水库的综合效益。参考文献[1]周生祥.峡口电站自动化监控系统更新改造[J].中国农村水利水电,2005,(12).[2]殷豪,楚清河,陈德新.小型水电站计算机监控系统实施现状与分析[J].中国农村水利水电,2005,(09).[3]王卫峰.引水式小型水电站枢纽电气布置方案的探讨[J].中国农村水利水电,2005,(02).[4]胡承斌,李小勇,张文强.石泉水电厂计算机监控系统改造综述[J].中国农村水利水电,2004,(07).8