浅谈针对小水电特点采取的生产运行管理举措

●龙伟健

浅谈针对小水电特点采取的生产运行管理举措

●龙伟健

一、概述

大唐广源水力发电有限公司（简称广源公司）成立于2009年2月，是中国大唐集团广西分公司（简称大唐广西分公司）下属的水电管理公司，负责管理2008年收购的10家水电控股公司，拥有20座中小型水电站，共51台机组，包括轴流转桨式、轴流定浆式、灯泡贯流式、混流式、冲击式等各种类型；总装机容量701.76MW，单机容量最大为65MW，最小为0.63MW；单机容量在20MW以下的机组为41台。各水电厂分布在广西10个县市及贵州荔波县的10条大小河流上。

二、背景

各小水电站的基本特点：其一，电厂分散，地处偏远山区，对外交通、通讯条件比较差，生活生产条件简陋；其二，电站水库库容小，径流式电厂较多，山区陡涨陡落的水情给水电厂防洪防汛带来的压力较大；其三，小水电企业的资金总量少，加上近年投产的电厂处于还贷高峰期，资金压力比较大；其四，设备、人员和管理方面，概括起来就是“三多三少”（机组多，高可靠性机组少；难题多，可借鉴经验少；员工多，高素质人才少）。但是小水电也有其自身优势，主要在于设备相对简单，电厂对电网系统的影响相对较小，因此可以遵循“简单、实用、高效”的原则，针对一些具体问题，研究制定相应的运行管理举措。

三、拦污栅清淤管理

每年进入丰水期后，来水量大、漂浮杂物多，水电厂机组进水口都会不同程度的出现淤积现象，尤其是低水头河床式电厂淤积最为严重，水头损失常会超过20%，机组出力下降较大。而大部分电厂出于节省前期投资的考虑，都未设置有清污机。为尽可能减少弃水电量，保证丰水期机组多发、满发，根据现有条件，提出了以下指导意见。

（一）密切留意强降雨预警等水情信息，加强水库调度

在保证不产生弃水的前提下，各厂应根据实际状况，于每场洪水到来之前和洪水消退之后，各安排进行一次机组进水口拦污栅清淤。

（二）估算拦污栅清淤所造成的弃水损失电量

各厂应首先根据以往拦污栅清淤的经验，得出机组停运进行拦污栅清淤所需的时间T；其次依据本厂既有的水头出力曲线，以前一天的平均水头，对应得出停运机组的理论平均出力P，乘以停运时间T，估算出拦污栅清淤所造成的弃水损失电量，以此作为当天是否进行拦污栅清淤的参考值（以下简称为A）。

1.根据本厂既有的水头出力曲线，以前一天的平均水头确定理论平均出力，乘上一天24小时，估算出前一天的理论发电量（以下简称为B）。（此计算方式仅适用于当有弃水，且机组尽水头满发的情况下）

2.以前一天的理论发电量B减去前一天的实际发电量C，计算出理论水头损失电量D，再乘上修正系数0.88，得出因拦污栅淤积所造成的水头损失电量的估值E。

3.总结公式：E=（B-C）×0.88，式中B=P×24；当E＞A，即当拦污栅淤积造成一天的水头损失电量，大于拦污栅清淤所造成的弃水损失电量时，可考虑进行拦污栅清淤工作。

在丰水期，清淤工作每周至少开展1次。

四、备用柴油发电机组运行维护管理

柴油发电机组作为事故备用应急电源，属于防洪度汛、厂房排水、机组黑启动等方面的关键设备，是水电厂在危急关头的最后一道防线，在应急启动时必须做到万无一失。特别是大部分小水电站只有一回出线，与电网连接薄弱，备用柴油发电机组的重要性显得更为突出。为此，专门研究制订了关于备用柴油发电机组运行维护管理方面的规定。

（一）运行管理

1.各电厂应明确本厂备用柴油发电机组应急启动需具备的条件、供电范围及运行方式。

2.为避免柴油发动机的频繁长时间空载试机导致内部产生过量积碳，引发启动困难、负载能力下降等问题，特别规定如下：

（1）枯水期每月末在本月无应急启动时，进行1次空载试机。

（2）汛期在7天内无应急启动时，每周空载试机1次。

（3）空载试机的运转时间为5分钟。

（4）每年2月前，做提升闸门或带负荷试机一次，并测试负载突变。

（5）备用柴油发电机组须记录运转时长等各项有关数据情况，参照表1填写。

3.备用柴油发电机组试机操作须填用操作票。内容包括启动前检查项目，如油位、液位的检查，具体操作步骤。

4.备用柴油发电机组必须列入运行日常巡回检查范围，包括各部位外观检查，冷却液位、机油位、启动电瓶液位电压、燃油量检查等。

5.每年定期开展备用柴油发电机黑启动应急演练，运行值班员必须人人过关。

（二）维护管理

1.室内型的柴油发电机组，要选择安装在厂区地势较高的独立机房或隔间，并设置通风散热装置；机房地面和墙面刷漆或贴瓷砖，每月定期清扫除尘，保持室内整洁干燥。

2.柴油发电机组清扫工作至少每月开展一次。做好相应安全措施，清除外表油水渍及污物，通风网清洁除尘，电气部分进行清扫除尘，紧固接线端子和连接件。

3.柴油发电机组定子绝缘每周或启动前测量一次，至厂用母线的动力电缆绝缘每周也要测量一次。发现绝缘电阻降低的，必须采取相应措施。

4.备用柴油发电机组的启动电瓶，要使用以厂用交流为电源的充电装置进行浮充，每周检查补液。有条件的电厂，可多备一组容量相同的启动电瓶，单独存放。

5.柴油发电机组的故障及缺陷处理由维护班负责。

6.柴油发动机润滑油每年更换一次。冷却液及滤清器，过滤器等部件，可参照配套使用说明书，按实际累计运行小时数进行保养更换。

7.常规检修为每年一次，如无异常情况一般不安排解体性检修。发电机部分及相应动力电缆可按《电力设备交接及预防性试验规程》进行预防性试验。

8.汛期的柴油储备必须满足72小时以上连续运行，交通条件较差的电厂应适当增加柴油储油量。日常维护工作中应注意清洁储油容器底部的沉淀物。

五、小水电机组孤网运行应对措施

目前大部分小水电的送出端与电网的联系极为薄弱，均为单回出线，当对侧变电站因故与主网解列时，将转为单电厂孤网运行方式。在保证机组安全稳定运行的前提下，为充分发挥经济效益和社会效益，研究制定了小水电机组孤网运行指导意见。

（一）“功率调节”转为“频率调节”

单电厂孤网运行时，因自身容量较小，地区负荷的波动将产生较大的频率变化，因此，应将调速器由“功率调节”转为“频率调节”模式，即在各台运行机组调速器参数设置中，将“频率跟踪方式”由“网频”修改为“频给”，并检查“频给”，设置为“50Hz”。

（二）各机组分级调频

根据孤网运行的特点，采用各台机组分级调频方式，以适应孤网运行时频率变化的情况，避免多机并联于孤网时，发生功率振荡，为此将单电厂各台运行机组划分三个调节等级，分别为一类机（#1机）、二类机（#2机）、三类机（其他台机），按以下调节等级分别进行调速器参数设置和有功给定。

1.一类机：应选取容量最大的机组作为I类机，承担孤网时的调频任务。频率死区设为：0.05Hz，有功给定≤50%额定功率。

2.二类机在负荷波动超过I类机调频容量时介入，频率死区设为：0.3Hz，有功给定≤60%额定功率.

3.三类机：频率死区设为最大值，有功给定依水情而定。应选取容量最小的机组作为III类机，带基荷，不参与频率调节。

（三）孤网运行时注意事项

1.机组正常运行中转为孤网运行的，应先将调速器改“机手动”，记录好相关参数后，再进行修改确认，最后将调速器改“自动”。

2.孤网运行时，预留的全厂旋转备用容量，不小于单机的实际出力。3.将I类机励磁调节器改

“手动”（恒励磁电流调节）运行，无功摆动较大时，可同时将II类机励磁调节器改“手动”运行，无功输出不小于30%额定无功功率。

4.与调度加强联系，密切监视机组运行状况，积极进行机组间的负荷分配调整，避开机组振动区运行，避免机组产生过负荷、逆功率等现象。

5.线路跳闸未重合成功时，应只保留单机带厂用电，同时尽快将其余机组解列，保持旋转备用状态，联系调度对线路试送电一次成功后，再依据调度指令，分别将各台机组恢复并网。

6.出现较大负荷波动，超出电厂调节容量，造成机组振荡时，应及时请求调度进行负荷调整，或将机组解列。

7.加强对调速器电液转换装置，特别是步进电机，控制电磁阀等元件的巡回检查和温度测量，孤网运行时间超过24小时的，应每天对不同类机组进行调频模式切换。

六、结语

在对小水电运行特点的深入认识的基础上，通过这些有针对性的措施后，广源公司深入挖掘设备潜力，全面优化机组运行方式，不断提高机组运行的经济性水平，在确保安全的前提下，进一步实现了小水电的经济效益最大化。从2010年开始，广源公司下属龙溪、草头坪、宝坛、鲤鱼滩、龙兴、大七孔等6个电厂先后荣获大唐集团公司“规范化管理小水电厂”称号，拦污栅清淤管理和备用柴油发电机组运行维护管理作为其中的重要亮点，得到了充分的肯定。

（作者单位：大唐广源水力发电有限公司）