电源电站永久设备的性能实现

小水电2012年第5期(总第167期) 技术交流 电源电站永久设备的性能实现 张五泉(中电投云南国际电力投资有限公司 云南昆明650224) 赵伟(中国电力投资集团公司 北京市100140) 【摘要】详细介绍了缅甸伊江电源电站永久设备的设计、安装及管理工作，针对缅句的实际情况，在设备选型及材料 选择上做到了择优选用，取得很好的效果。 【关键词】水电站设备选型设备管理缅甸 1工程概况 电源电站位于缅甸北部克钦邦其培市附近，在 伊洛瓦底江(简称伊江)上游干流 恩梅开江(级支流其培河(汇区域，是伊江密支那以上流域七级水电 项目的施工电源。 电源电站为引水式电站，由大坝、引水系统和 厂房等组成。大坝正常蓄水位740 大坝高 475 址多年平均流量401 m3s，电站装机容 量333 坝位于其培河上南乌村，距其培 镇约12 站厂房位于恩梅开江左岸，距上游 其培镇约9 离下游密松水电站约62 离上游其培水电站约20 电站为地面式厂房，共布置3台立式冲击式水 轮发电机组，机组单机容量33 出电压等级 为1 10 得一提的是，电站初期运行方式为孤 网运行，如果电源电站停电，整个系统只能依靠 800 ，恢复系统供电。 2水力机械 21水轮发电机纽 冲击式水轮机适合于高水头小流量电站。水斗 收稿日期：20120524 作者简介：张五泉(1980一)，男，工程师，主要从事水电 站机电管理工作。 水轮发电机组的调节范围比混流式机组的调节范 围大，总效率比斜击式水轮发电机组的总效率出力 高。选择水斗冲击式水轮发电机组可以满足低负荷 的运行调节要求。主机性能保证要求输出功率在 431483 轮机应能在空载及51 34 电源电站采用重庆水轮机厂有限公司生产的 500发 电机，从现场72 型号机组 在低负荷(大约003005 围内能运行， 且瓦温、振摆在设计范围内，但上导瓦温在运行时 达到60C，温度偏高，从整体看机组在低负荷运 行工况下相对稳定。 22调速器 电源电站采用武汉长江控制设备研究所生产的 C 463型冲击式水轮机调速器设备，该调速 器采用喷针及折向器的多重调节与控制，其调节 控制系统包括：喷针调节、折向器控制、启动喷针 数和动作方式的选择以及机组带负荷时喷针数的选 择及切换。在机组甩负荷时，其折向器快速切断射 流，喷针可缓慢关闭，这样既可减小机组的转动惯 量和避免过高的机组速率上升，又可降低引水管道 的压力上升，但机组减速缓慢导致机组从甩负荷开 始到转速稳定的调节时间较长。 23进水阀 电源电站采用天津国际机械有限公司生产的 400卧轴液控重锤球阀，每台水轮机 配水环管前装设有1个。球阀的公称直径为 1 400 计压力等级为60 是为了 21 技术交流 保证机组在过速或厂用电源消失等紧急事故时，能 快速切断水源，实现机组可靠停机，保护机组安 拿。进水阀试验工作压力按最大升压为合同上规定 的进水阀最大工作水压计算，出厂试验压力为 90 验持续时间均为10 渗漏。 电源电站球阀的操作机构是由接力器、重锤、 连杆及开阀锁定装置组成。操作机构有足够的容量 在60120 S(可调)将球阀开启，并在需要关闭 的情况下，利用重锤势能在60120 s(可调)分 快、慢两阶段将球阀平稳关闭。电站设置关闭时间 为72 S，开启时间为78 s，能够在全厂失电的情况 下实现自动关闭，确保电厂安全。 电源电站进水阀试验工作压力按最大升压为合 同上规定的进水阀最大工作水压计算，试验工作压 力P 约为56 据公式计算，试验压力P 约为2515+(5625)125=7625 考虑电站压力钢管压力试验压力为70 水 锤力最大的进水阀试验压力不应低于压力钢管的试 验压力，因此试验要求按照合同为90 验 持续时间均为10 电源电站3号进水阀在厂内试验启、关正常， 但在现场安装后无法实现自动关闭，经检查为活门 球阀加工存在凸起，导致卡阻，无法实现关闭；后 经厂家现场检查处理，实现了可靠自动关闭功能。 24厂房桥机 根据机组起吊重量，选用了1台12525 车电动吊钩桥式起重机，跨度为160 m，可满足 电站3台机组及其辅助系统设备的安装、运行维护 和检修的吊装任务。 25辅助设备 电源电站辅助系统分为油、气、水三大系统。 水系统分为技术供水系统和排水系统，技术供水系 统采用水泵单元供水，以满足技术供水各用户的用 水要求；排水系统考虑厂内渗漏排水直接排往下 游，机组检修排水采用置于尾水渠的移动式潜水泵 排往下游。电站压缩空气系统由中压气系统和低压 气系统组成，分别对调速系统、进水阀油压装置、 机组制动以及工业用气供气。为保证压缩空气质 量，中压气系统采用工作压力为8 低压气系统采用工作压力为08 22 0129 67 站油系统分 透乎油系统和绝缘油系统，分别为轴 承润滑、调速系统、球阀油压装置和变压器供油。 为贮存净油及备用油，透平油系统设置1个15 油罐、1个【5 缘油系统设置1个 25 n。运行油罐。 3电气“次 31电气接入系统 根据本电站各负荷点外送容量及输电距离，出 线电压等级为】10 厂保证其培电站、密松电 站施工电源的可靠性，电站考虑共出线3回，其中 1回出线至其培电站，1叫出线至密松电站，线备用( 芬虑今后缅甸供电)。电气接人系统满 足密松电 和 墙电站施工要求，也兼顾向缅甸密 支那供电娶求。 32电气主接线 发电机与主变压器采用单元接线，在发电机与 变压器之问设置了发电机断路器；110 母线接线。 33主要设备 发电机主引出线采用隔相共箱式封闭母线，冷 却方式为自然冷却。主变压器选用自然冷却强油循 环油浸式10 4电气_二次 41电站监控系统 电源电站计算机监控系统采用北京中水科水电 科技开发有限公司研制开发的40计算机 监控系统引，按“无人值班(少人值守)”原则设 计。电站前期属孤网运行，对计算机监控系统提出 了新的要求在整体设计、功能实现和设备选型 上，都注意了要适应孤网负荷变化和快速运行稳定 的特点。计算机监控系统历史数据库软件采用商用 数据库软件，在网关工作站内，用于监控系统秒 级、分钟、小时等历史数据存储与检索，为电站的 故障查询提供了良好的操作平台。由于该电站地处 缅甸，为了适应中缅双方运行、维护的方便，系统 开放了中一英文双语系统环境，并可一键切换。 42继电保护 电站继电保护采用微机保护系统，根据发电机 小水电2012年第5期(总第167期) 技术交流 容量及开关站电压等级，所有保护按单套配置。为 了及时、准确地反映电力系统故障情况，设置微机故障录波装置。保护系统总计配置：3 套发变组保护设备、1套母线保护设备、2套 110 备。 43励磁 电源电站采用广州电器科学研究院J州擎天 电气控制实业有限公司开发的第四代微机励磁系统 主要特点是 功能软件化、系统数字化。本系统的数字化不仅体 现在调节器，也体现在功率柜和灭磁柜。发电机正 常停机时采用可控硅整流器逆变灭磁，机组事故时 采用快速直流断路器加非线性电阻灭磁；转子过电 压保护采用可控硅跨接器加非线性电阻构成；励磁 调节器采用双通道微机励磁调： 器；机组起励采用 直流电源起励方式，能确保孤网“黑启动”功能的 实现。 44通信 电源电站通信系统由电力系统通信及枢纽内部 通信两大部分组成。电力系统通信主要利用电源电 站分别与密松电站施工变电所及其培电站施工变电 所之间1 10 光缆，分别开通它们之间的密松电站施工变电所通信容量622 M，通信距离约 140 培电站施工变电所通信容量622 M，通 信距离约20 松电站及其培电站施工变电所 内的枢纽内部通信范围主要包括电站和大坝。电站 的行政通信和调度通信合用1台容量为512线的程 控交换机，设置1个64键的调度台和系统设备，电话用户数量约为200个(其中电站 内约50部电话，其余电话用于业主营地)。大坝不 设程控交换机，利用电站与大坝之间的0 线路下方吊挂1条8 光缆，提供大坝通信和计算机监控系统共同使 用。大坝的电话用户通过它们之间的电话光端机， 将电站程控交换机的电话用户端口延伸至大坝。 5暖通 中控室、通信室、计算机室等常年有人值班的 房间采用全年空调方案；主、副厂房采用机械通风 与事故排烟相结合的方案，消除热、湿负荷；对 主、副厂房中产生余热、余湿特大的部位采用机械 通风与夏季空调的方案；对室内油库、油处理室及 爆气体的房问，采用 独立的机械通风方式。 6消防 电源电站主要以水消防：勾主，对不适宜水消防 的部位采用移动式灭火器作：勾补充；发电机组等重 要机电设备配置了专用消防设施。鉴于电站地处缅 北雨林，加之当地刀耕火种的种植习惯，电站建设 单位配置了专用消防车；水源通过补水泵从下游尾 水取水，采用消防、生活共水源、共管网的方案。 在全厂还设有火灾报警、广播、排烟等系统。 7金属结构 71 电站建筑金属结构 电站进水口自上游依次设有拦污栅、事故检修 门各1道。拦污栅形式为垂直活动式，孔口尺寸 50 m58 1扇，由进水口顶面布置1台容 量为250 故检修门孔口尺 寸30 m30 m，设1扇平面滑道闸门，动闭静 启，由容量为5001 000 用固定卷扬机比采用门机经济性要好)。闸门未设 置充水阀，引水隧道充水依靠闸门控制系统来提起 闸门开度15 1更好的控制充水速度， 今后可以在进水闸门设计时要求增加充水阀。 水轮机在额定水头4330 m、功率340 过流量为8993 6 m3s，电站3台机共用1条引 水隧道，在厂房前压力钢管分岔，引出3条支管经 球阀至水轮机。考虑计算进水口至岔管、岔管至喷 针水力损失，电站发电输水系统7804 64 m3s，选用引水系统为4 3条 14 虑电站最大水头483 算水锤压力，引水系统工作最大压力560 ， 压力钢管水压变化范围为52560 ，根据压 力变化情况采用了 14 52 345R、 04 在电站进水口事故检修门后为渐变段，其后接 23 技术交流 012力钢管，明露的压力钢管由2个支墩支撑跨过岸 坡冲沟后接人引水隧洞上平段。压力钢管长约 593 m，直径30 m设计水头20 m，由16作，重约70 t(含伸缩节1个)。 电站布置3个尾水出口，3台机组共设1扇尾 水检修门。尾水检修门孔口尺寸25 0 m，为 半面滑道闸门，静水启闭。由厂房下游立柱 2750 72泄洪排砂进水结构 泄洪排砂孔设1扇排砂孔弧形工作门，选用容 量为1 250 程 8O m；设1扇排砂孔事故挡水门，选用容量为 1 600 程13 m(坝 上扬程98 m)。由于控制库水位的需要，工作门要 求局部开启。由于闸门检修的需要，排砂孔事故挡 水门要求开启平压阀平压，冲水平压后，再开启闸 门；为方便排砂孔事故挡水门的检修，在启闭机平 台下方还设有2套30 引水隧洞进水孔设1道进出口拦污栅，选用容 量为250 程12 坝上扬程100 m)；设1道进水口事故检修闸门， 选用容量为800800 扬程30 m(坝上扬程91 m)。拦污栅形式为垂直活 动式平面拦污栅，平时拦污栅置于孑清污时将闸门(或水轮机阀)关闭，采用提栅清污 方式。由于下游水轮机或钢管检修的需要，进水口 事故检修闸门要求小开度开启，冲水平压后，开启 闸门。为方便进出口拦污栅的检修，在启闭机平台 下方还设有引水隧洞出口尾水平台设1道尾水检修门，选 用容量为50 程18 m(坝上扬程15 m)。由于下游水轮机或钢管 检修的需要，闸门要求小开度开启，人工确定冲水 平压后，开启闸门。 8结语 电源电站作为一个准国际项目，设备设计选型 及材料的选择原则就是采用国内成熟技术，有良好 运行业绩的设备。由于电源电站地处缅甸偏僻位 置，所有设备均从中国采购，加之缅甸通关等不规 范，设备材料进场周期长，如果设备及材料选择不 合适将直接导致工程造价的抬高，并且造成延误； 尤其是在缅甸北部，没有任何工业，所有设备材 料，包括螺丝都要从国内进口，如果选择的产品出 现质量问题，后续设备缺陷处理和维护所支出的费 用可能远高于设备本身采购时的费用。 参考文献： 1潘熙和，王丽娟，齐耀华，雷玉波，方斌臣多喷嘴冲 击式水轮机调速器在阿鸠田水电站的应用J水力 发电，2006，32(2)：4548 2刘泳新，颜现波伊江电源电站计算机监控系统的设 计与实现电站机电技术，2011，34(3)：3032 责任编辑吴昊 址皇 址 龇j 皿 业舢 舢舢 上接第16页)统开发过程中所取得的成果，可用 于水电站虚拟辅助设备系统的设计与实现。 参考文献： 1张珏，陈金水基