時(shí)間：2023-03-28 14:59:33
緒論：在尋找寫(xiě)作靈感嗎？愛(ài)發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇水電站設(shè)計(jì)論文，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
六百丈二級(jí)水電站位于安徽省石臺(tái)縣舒溪河上游的龍井河上，屬于龍井河梯級(jí)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，也是“十五”期間石臺(tái)縣農(nóng)村水電電氣化建設(shè)的骨干電源工程。該站是利用上游的六百丈一級(jí)水電站發(fā)電尾水，直接引入渠道至龍井河下游集中落差發(fā)電的引水式電站。六百丈一級(jí)站建有年調(diào)節(jié)水庫(kù)，來(lái)水面積為18．1km2，總庫(kù)容660萬(wàn)m3，興利庫(kù)容424萬(wàn)m3，裝機(jī)容量2×800kW，具有不完全年調(diào)節(jié)性能，擔(dān)任池州地區(qū)電網(wǎng)的調(diào)峰任務(wù)。
六百丈二級(jí)水電站的樞紐工程有：引水渠道、壓力前池、壓力鋼管、廠房及升壓站等。電站設(shè)計(jì)引用流量1．92m3?s，設(shè)計(jì)水頭53．9m，總裝機(jī)容量2×400kW，工程于2002年7月開(kāi)工建設(shè)，2003年5月并網(wǎng)發(fā)電，總工期僅10個(gè)月。
2方案選擇
六百丈二級(jí)水電站工程已于1997年經(jīng)安徽省水利廳以皖水〔1997〕316號(hào)文批復(fù)了初設(shè)報(bào)告，同意興建。但由于工程總投資較大，單位電能投資效益較差等原因，遲遲未能開(kāi)工建設(shè)。
2001年11月，受石臺(tái)縣水務(wù)局委托，安徽省水電科技咨詢中心水電技術(shù)咨詢部會(huì)同石臺(tái)縣水務(wù)局勘測(cè)設(shè)計(jì)室，共同承擔(dān)了該工程施工圖的設(shè)計(jì)咨詢?nèi)蝿?wù)。在本次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，根據(jù)實(shí)際情況的變化以及從提高電站運(yùn)行效益、降低工程造價(jià)、實(shí)現(xiàn)減員增效等方面的考慮，對(duì)原初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了一定的改進(jìn)。
原初步設(shè)計(jì)文件中六百丈二級(jí)水電站是通過(guò)2910m渠道引至石臺(tái)縣七都鎮(zhèn)查上橋附近，集中水頭約61．39m，電站總裝機(jī)為2×500kW，設(shè)計(jì)多年平均發(fā)電量341萬(wàn)kW·h。但通過(guò)實(shí)地勘察發(fā)現(xiàn)，該渠道后段占用較大范圍的林場(chǎng)土地，設(shè)計(jì)征地賠償較大，工程實(shí)施有一定的難度。故在本次設(shè)計(jì)中將渠道總長(zhǎng)由原先的2910m，縮減至2081m，避開(kāi)了林場(chǎng)土地，相應(yīng)設(shè)計(jì)水頭減少至53．9m，電站裝機(jī)容量更改為2×400kW，設(shè)計(jì)多年平均發(fā)電量為240萬(wàn)kW·h。同時(shí)電站電氣部分裝置由高壓改為低壓，工程總投資由原先的718．86萬(wàn)元降至398．86萬(wàn)元，其中建筑工程總投資為169．12萬(wàn)元，機(jī)電設(shè)備及安裝工程投資110．86萬(wàn)元（其中自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)投資20萬(wàn)元），金屬結(jié)構(gòu)安裝工程投資38．55萬(wàn)元，臨時(shí)工程、征地補(bǔ)償費(fèi)及其他費(fèi)用80．33萬(wàn)元，主要設(shè)計(jì)參數(shù)比較（見(jiàn)表1）。
3渠道泥沙問(wèn)題的解決
在我省山區(qū)小型水電站的建設(shè)過(guò)程中，尤其是低壩引水式電站，泥沙淤積問(wèn)題非常嚴(yán)重，嚴(yán)重威脅小水電站的運(yùn)行和使用效益。六百丈二級(jí)電站位于我省皖南山區(qū)，由于雨量豐富，常常有大量山坡上的泥沙被沖入渠道內(nèi)，長(zhǎng)期下去會(huì)影響渠道的輸水能力，加快水輪機(jī)組的磨損和銹蝕，不利于電站的運(yùn)行管理。
該工程引水渠道斷面尺寸為2．0m×1．3m，且引水渠道較長(zhǎng)，原先僅在壓力前池設(shè)置攔沙坎和沖沙孔，根據(jù)類似經(jīng)驗(yàn)，沖沙效果不太理想。后決定在渠道樁號(hào)1＋730處設(shè)置沉沙池1座，尺寸為長(zhǎng)10．0m，寬4．0m，前后漸變段長(zhǎng)為1．5m，深0．7m。同時(shí)在渠道與壓力前池銜接處增設(shè)攔污柵1座，柵條間距較壓力鋼管進(jìn)水口處攔污柵尺寸稍大，主要用于攔截落入渠道的樹(shù)枝、石塊、動(dòng)物尸體等。通過(guò)運(yùn)行發(fā)現(xiàn)對(duì)泥沙有較好的沉淀作用，大大減輕了前池的工作負(fù)擔(dān)。
4區(qū)間來(lái)水的利用
六百丈二級(jí)水電站屬于中高水頭的發(fā)電站，因此增加流量對(duì)增加電站的發(fā)電量，提高電站的發(fā)電效益有很大幫助。因此在設(shè)計(jì)中，在引水渠道渠首處建小型漿砌石擋水壩1座，壩頂為開(kāi)敞式溢流，壩高2．5m，長(zhǎng)10．1m，工程總投資僅1．02萬(wàn)元。引用六百丈一級(jí)電站和二級(jí)電站之間的區(qū)間來(lái)水約0．1～0．2m3?s，主要補(bǔ)充六百丈二級(jí)電站枯水季節(jié)的發(fā)電來(lái)水，有效提高了電站的發(fā)電效益和運(yùn)行穩(wěn)定性。
5自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置
六百丈二級(jí)水電站廠房為地面式，廠房?jī)?nèi)安裝2臺(tái)HLD46－WJ－50型水輪機(jī)和2臺(tái)SFW400－6?850型發(fā)電機(jī)。電站建成后通過(guò)35kV線路T接于六百丈一級(jí)電站至池州地區(qū)6510變電所的35kV輸電線路上。
關(guān)鍵詞：小水電站；設(shè)計(jì)；經(jīng)驗(yàn)
1水輪機(jī)的選擇
水輪機(jī)是水電站一個(gè)十分重要的設(shè)備，水流的動(dòng)能和勢(shì)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能就是通過(guò)水輪機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。水輪機(jī)選擇合理與否，直接影響到機(jī)組的效率和運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性。
1.1機(jī)組臺(tái)數(shù)的選擇
農(nóng)村小水電站機(jī)組臺(tái)數(shù)與電站的投資、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用、發(fā)電效益以及運(yùn)行人員的組織管理等有著密切的關(guān)系。通過(guò)多年設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：農(nóng)村小水電站機(jī)組臺(tái)數(shù)一般為1～4臺(tái)，且型號(hào)應(yīng)盡量相同，以利于零部件通用和維修管理方便，其中每座電站2臺(tái)機(jī)組居多。
1.2水輪機(jī)型號(hào)的選擇
水輪機(jī)型號(hào)的選擇合理與否，直接影響到水輪機(jī)的運(yùn)行效率、汽蝕和振動(dòng)等。選擇型號(hào)時(shí)，既要考慮水輪機(jī)生產(chǎn)廠家的技術(shù)水平和運(yùn)輸?shù)姆奖愠潭?，又要確保水輪機(jī)常處于較優(yōu)的運(yùn)行工況，即盡量處于水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線圖的高效區(qū)。尤其是機(jī)組運(yùn)行時(shí)，水頭的變化不要超過(guò)水輪機(jī)性能表的水頭范圍，否則會(huì)加劇水輪機(jī)汽蝕和振動(dòng)，降低水輪機(jī)效率。
1.3機(jī)組安裝高程的確定
水輪機(jī)的安裝高程不能超過(guò)水輪機(jī)允許的最大吸出高度，否則會(huì)引起水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的汽蝕、振動(dòng)等不良現(xiàn)象，因而縮短機(jī)組的運(yùn)行壽命。
（1）臥式機(jī)組：安=Z下+hs-/900-D/2
（2）立式機(jī)組：安=Z下+hs-/900
式中Z下——尾水渠最低水位（m）；
hs——水輪機(jī)理論吸出高度（m），查水輪機(jī)應(yīng)用
范圍圖及hs=f(H)曲線；
D——水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑（m）；
——水電站廠房所在地的海拔高程（m）。
為了消除或減輕水輪機(jī)汽蝕，可將計(jì)算出的安降低0.2～0.3m確定安裝高程。
2電氣主接線的擬定
小水電站的電氣主接線是運(yùn)行人員進(jìn)行各種操作和事故處理的重要依據(jù)之一。農(nóng)村小水電站裝機(jī)容量往往有限，一般裝機(jī)臺(tái)數(shù)不超過(guò)4臺(tái)，相應(yīng)電站的電壓等級(jí)和回路數(shù)以及主變的臺(tái)數(shù)都應(yīng)較少。考慮到小水電站（尤其是單機(jī)100kW以下的微型電站）的機(jī)電設(shè)備供應(yīng)比較困難，運(yùn)行和管理人員的文化、業(yè)務(wù)素質(zhì)普遍較差，從進(jìn)站到熟練掌握操作、檢修、處理故障及優(yōu)化運(yùn)行等也有一個(gè)過(guò)程。因此，農(nóng)村小水電站的電氣主接線在滿足基本要求的前提下，應(yīng)力求采用簡(jiǎn)單、清晰而又符合實(shí)際需要的接線形式。
對(duì)于1臺(tái)機(jī)組，宜采用發(fā)電機(jī)—變壓器組單元接線；對(duì)于2～3臺(tái)機(jī)組，宜采用單母線不分段接線，共用1臺(tái)主變；對(duì)于4臺(tái)機(jī)組，宜采用2臺(tái)主變用隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行單母線分段，以提高運(yùn)行的靈活性。
3電氣測(cè)量及同期裝置
并入電網(wǎng)運(yùn)行的小水電站電氣測(cè)量應(yīng)包括：三相交流電流、三相交流電壓（使用換相斷路器和1只電壓表測(cè)量三相電壓）、有功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電能、無(wú)功電能、勵(lì)磁電流和勵(lì)磁電壓等的監(jiān)視和測(cè)量。發(fā)電機(jī)的測(cè)量、監(jiān)視表計(jì)、斷路器、互感器及保護(hù)裝置等裝在控制屏上（發(fā)電機(jī)控制屏）；電網(wǎng)的表計(jì)、斷路器、同期裝置等裝在同期屏上（總屏）。
保護(hù)裝置
農(nóng)村小水電站主保護(hù)裝置的配置應(yīng)在滿足繼電保護(hù)基本要求的前提下，力求簡(jiǎn)單可行、維護(hù)檢修方便、造價(jià)低及運(yùn)行人員容易掌握等。
4.1過(guò)電流保護(hù)
單機(jī)750kW以下的機(jī)組，可以采用自動(dòng)空氣斷路器的過(guò)電流脫扣器作為過(guò)流及短路保護(hù)，其動(dòng)作整定值可以通過(guò)調(diào)整銜鐵彈簧拉力來(lái)整定，整定值一般為發(fā)電機(jī)額定電流的1.35～1.7倍。為了提高保護(hù)的可靠性，還可采用過(guò)流繼電器配合空氣斷路器欠壓脫扣器作過(guò)流及短路保護(hù)，繼電器線圈電源取自發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的1組（3只）電流互感器，繼電器動(dòng)作值亦按發(fā)電機(jī)額定電流的1.35～1.7倍整定。
原理：當(dāng)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)短路故障時(shí)，通過(guò)過(guò)流繼電器線圈的電流超過(guò)其動(dòng)作值，過(guò)流繼電器常閉接點(diǎn)斷開(kāi)，空氣斷路器失壓線圈失電而釋放，跳開(kāi)空氣斷路器主觸頭，切除故障元件——發(fā)電機(jī)。
4.2欠壓保護(hù)
當(dāng)電網(wǎng)停電時(shí)，由于線路上的用電負(fù)荷大于發(fā)電機(jī)容量，此時(shí)電壓大幅度降低，空氣斷路器欠壓線圈欠壓而釋放，跳開(kāi)空氣斷路器，以防電網(wǎng)來(lái)電造成非同期并列。
4.3水阻保護(hù)
當(dāng)發(fā)電機(jī)因某種原因(如短路、長(zhǎng)期過(guò)載、電網(wǎng)停電等)突然甩負(fù)荷后，機(jī)組轉(zhuǎn)速會(huì)迅速升高，這種現(xiàn)象叫飛逸。如果不及時(shí)關(guān)閉調(diào)速器和勵(lì)磁，可能造成事故。一般未采用電動(dòng)調(diào)速的農(nóng)村小水電站可利用三相水阻器作為該保護(hù)的負(fù)荷。
水阻器容量按被保護(hù)機(jī)組額定功率的70%～80%左右考慮。如果水阻容量過(guò)大，機(jī)組甩負(fù)荷瞬間，將對(duì)機(jī)組產(chǎn)生較大的沖擊電流和制動(dòng)力，影響機(jī)組的穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)可能造成機(jī)組基礎(chǔ)松動(dòng)。反之，如果水阻容量過(guò)小，達(dá)不到抑制機(jī)組飛逸轉(zhuǎn)速的目的。水阻器采用角鋼或鋼板制成三相星型、三角型均可。
對(duì)于單機(jī)125kW及以下的電站，水阻池內(nèi)空，以長(zhǎng)為機(jī)組臺(tái)數(shù)×（0.7～1）m，寬為（0.7～1）m，深為0.6～0.8m為宜，同時(shí)考慮機(jī)組容量大小，應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)（如3～5min）不致于將池中的水煮沸。
在調(diào)試水阻負(fù)荷大小時(shí)，應(yīng)在水中逐漸施加水阻劑，調(diào)試水阻負(fù)荷，直到達(dá)到要求為止。
4.4變壓器過(guò)載、短路保護(hù)
變壓器高壓側(cè)采用跌落式熔斷器（或SN10-10型少油斷路器）作過(guò)載、短路保護(hù)。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，額定電壓為6～10kV的跌落式熔斷器只能用在560kVA及以下的變壓器,額定電壓為10kV的跌落式熔斷器只能用在750kVA及以下的變壓器。當(dāng)變壓器容量超過(guò)750kVA時(shí)，應(yīng)采用油斷路器。跌落式熔斷器熔絲按下列公式選擇：
當(dāng)Se＜100kVA時(shí)，熔絲額定電流=（2～2.5）×高壓側(cè)額定電流；當(dāng)Se≥100kVA時(shí)，熔絲額定電流=（1.5～2）×高壓側(cè)額定電流。
4.5變壓器的防雷保護(hù)
關(guān)鍵詞：小水電站；設(shè)計(jì)；經(jīng)驗(yàn)
1水輪機(jī)的選擇
水輪機(jī)是水電站一個(gè)十分重要的設(shè)備，水流的動(dòng)能和勢(shì)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能就是通過(guò)水輪機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。水輪機(jī)選擇合理與否，直接影響到機(jī)組的效率和運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性。
1.1機(jī)組臺(tái)數(shù)的選擇
農(nóng)村小水電站機(jī)組臺(tái)數(shù)與電站的投資、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用、發(fā)電效益以及運(yùn)行人員的組織管理等有著密切的關(guān)系。通過(guò)多年設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：農(nóng)村小水電站機(jī)組臺(tái)數(shù)一般為1～4臺(tái)，且型號(hào)應(yīng)盡量相同，以利于零部件通用和維修管理方便，其中每座電站2臺(tái)機(jī)組居多。
1.2水輪機(jī)型號(hào)的選擇
水輪機(jī)型號(hào)的選擇合理與否，直接影響到水輪機(jī)的運(yùn)行效率、汽蝕和振動(dòng)等。選擇型號(hào)時(shí)，既要考慮水輪機(jī)生產(chǎn)廠家的技術(shù)水平和運(yùn)輸?shù)姆奖愠潭?，又要確保水輪機(jī)常處于較優(yōu)的運(yùn)行工況，即盡量處于水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線圖的高效區(qū)。尤其是機(jī)組運(yùn)行時(shí)，水頭的變化不要超過(guò)水輪機(jī)性能表的水頭范圍，否則會(huì)加劇水輪機(jī)汽蝕和振動(dòng)，降低水輪機(jī)效率。
1.3機(jī)組安裝高程的確定
水輪機(jī)的安裝高程不能超過(guò)水輪機(jī)允許的最大吸出高度，否則會(huì)引起水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的汽蝕、振動(dòng)等不良現(xiàn)象，因而縮短機(jī)組的運(yùn)行壽命。
（1）臥式機(jī)組：安=Z下+hs-/900-D/2
（2）立式機(jī)組：安=Z下+hs-/900
式中Z下——尾水渠最低水位（m）；
hs——水輪機(jī)理論吸出高度（m），查水輪機(jī)應(yīng)用
范圍圖及hs=f(H)曲線；
D——水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑（m）；
——水電站廠房所在地的海拔高程（m）。
為了消除或減輕水輪機(jī)汽蝕，可將計(jì)算出的安降低0.2～0.3m確定安裝高程。
2電氣主接線的擬定
小水電站的電氣主接線是運(yùn)行人員進(jìn)行各種操作和事故處理的重要依據(jù)之一。農(nóng)村小水電站裝機(jī)容量往往有限，一般裝機(jī)臺(tái)數(shù)不超過(guò)4臺(tái)，相應(yīng)電站的電壓等級(jí)和回路數(shù)以及主變的臺(tái)數(shù)都應(yīng)較少?？紤]到小水電站（尤其是單機(jī)100kW以下的微型電站）的機(jī)電設(shè)備供應(yīng)比較困難，運(yùn)行和管理人員的文化、業(yè)務(wù)素質(zhì)普遍較差，從進(jìn)站到熟練掌握操作、檢修、處理故障及優(yōu)化運(yùn)行等也有一個(gè)過(guò)程。因此，農(nóng)村小水電站的電氣主接線在滿足基本要求的前提下，應(yīng)力求采用簡(jiǎn)單、清晰而又符合實(shí)際需要的接線形式。
對(duì)于1臺(tái)機(jī)組，宜采用發(fā)電機(jī)—變壓器組單元接線；對(duì)于2～3臺(tái)機(jī)組，宜采用單母線不分段接線，共用1臺(tái)主變；對(duì)于4臺(tái)機(jī)組，宜采用2臺(tái)主變用隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行單母線分段，以提高運(yùn)行的靈活性。
3電氣測(cè)量及同期裝置
并入電網(wǎng)運(yùn)行的小水電站電氣測(cè)量應(yīng)包括：三相交流電流、三相交流電壓（使用換相斷路器和1只電壓表測(cè)量三相電壓）、有功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電能、無(wú)功電能、勵(lì)磁電流和勵(lì)磁電壓等的監(jiān)視和測(cè)量。發(fā)電機(jī)的測(cè)量、監(jiān)視表計(jì)、斷路器、互感器及保護(hù)裝置等裝在控制屏上（發(fā)電機(jī)控制屏）；電網(wǎng)的表計(jì)、斷路器、同期裝置等裝在同期屏上（總屏）。
4保護(hù)裝置
農(nóng)村小水電站主保護(hù)裝置的配置應(yīng)在滿足繼電保護(hù)基本要求的前提下，力求簡(jiǎn)單可行、維護(hù)檢修方便、造價(jià)低及運(yùn)行人員容易掌握等。
4.1過(guò)電流保護(hù)
單機(jī)750kW以下的機(jī)組，可以采用自動(dòng)空氣斷路器的過(guò)電流脫扣器作為過(guò)流及短路保護(hù)，其動(dòng)作整定值可以通過(guò)調(diào)整銜鐵彈簧拉力來(lái)整定，整定值一般為發(fā)電機(jī)額定電流的1.35～1.7倍。為了提高保護(hù)的可靠性，還可采用過(guò)流繼電器配合空氣斷路器欠壓脫扣器作過(guò)流及短路保護(hù)，繼電器線圈電源取自發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的1組（3只）電流互感器，繼電器動(dòng)作值亦按發(fā)電機(jī)額定電流的1.35～1.7倍整定。
原理：當(dāng)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)短路故障時(shí)，通過(guò)過(guò)流繼電器線圈的電流超過(guò)其動(dòng)作值，過(guò)流繼電器常閉接點(diǎn)斷開(kāi)，空氣斷路器失壓線圈失電而釋放，跳開(kāi)空氣斷路器主觸頭，切除故障元件——發(fā)電機(jī)。
4.2欠壓保護(hù)
當(dāng)電網(wǎng)停電時(shí)，由于線路上的用電負(fù)荷大于發(fā)電機(jī)容量，此時(shí)電壓大幅度降低，空氣斷路器欠壓線圈欠壓而釋放，跳開(kāi)空氣斷路器，以防電網(wǎng)來(lái)電造成非同期并列。
4.3水阻保護(hù)
當(dāng)發(fā)電機(jī)因某種原因(如短路、長(zhǎng)期過(guò)載、電網(wǎng)停電等)突然甩負(fù)荷后，機(jī)組轉(zhuǎn)速會(huì)迅速升高，這種現(xiàn)象叫飛逸。如果不及時(shí)關(guān)閉調(diào)速器和勵(lì)磁，可能造成事故。一般未采用電動(dòng)調(diào)速的農(nóng)村小水電站可利用三相水阻器作為該保護(hù)的負(fù)荷。
水阻器容量按被保護(hù)機(jī)組額定功率的70%～80%左右考慮。如果水阻容量過(guò)大，機(jī)組甩負(fù)荷瞬間，將對(duì)機(jī)組產(chǎn)生較大的沖擊電流和制動(dòng)力，影響機(jī)組的穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)可能造成機(jī)組基礎(chǔ)松動(dòng)。反之，如果水阻容量過(guò)小，達(dá)不到抑制機(jī)組飛逸轉(zhuǎn)速的目的。水阻器采用角鋼或鋼板制成三相星型、三角型均可。
對(duì)于單機(jī)125kW及以下的電站，水阻池內(nèi)空，以長(zhǎng)為機(jī)組臺(tái)數(shù)×（0.7～1）m，寬為（0.7～1）m，深為0.6～0.8m為宜，同時(shí)考慮機(jī)組容量大小，應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)（如3～5min）不致于將池中的水煮沸。
在調(diào)試水阻負(fù)荷大小時(shí)，應(yīng)在水中逐漸施加水阻劑，調(diào)試水阻負(fù)荷，直到達(dá)到要求為止。
4.4變壓器過(guò)載、短路保護(hù)
變壓器高壓側(cè)采用跌落式熔斷器（或SN10-10型少油斷路器）作過(guò)載、短路保護(hù)。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，額定電壓為6～10kV的跌落式熔斷器只能用在560kVA及以下的變壓器,額定電壓為10kV的跌落式熔斷器只能用在750kVA及以下的變壓器。當(dāng)變壓器容量超過(guò)750kVA時(shí)，應(yīng)采用油斷路器。跌落式熔斷器熔絲按下列公式選擇：
當(dāng)Se＜100kVA時(shí)，熔絲額定電流=（2～2.5）×高壓側(cè)額定電流；當(dāng)Se≥100kVA時(shí)，熔絲額定電流=（1.5～2）×高壓側(cè)額定電流。
板橋電站為在建山區(qū)小型水電站,設(shè)計(jì)正常工作水頭為110米,是典型的高水頭小型水電站,電站明鋼管（光滑管）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析在山區(qū)高水頭小型水電站壓力鋼管結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析中具有很好的代表性。
一、初擬壓力鋼管內(nèi)徑
已知Q設(shè)=1.4m3/s，取V經(jīng)為3.5m/s
即：D==0.713m
按《水利發(fā)電》中介紹的經(jīng)驗(yàn)公式：
D=7√（1.03Qmax/H）=0.816m
式中:Qmax設(shè)計(jì)正常引用流量
H毛水頭
為計(jì)算方便，取D=800mm作為試算內(nèi)徑。
板橋電站壓力鋼管縱斷面圖
二、水損計(jì)算
1）進(jìn)口水頭損失
h1=Σ·=0.024m
式中：Σ取0.05
V===3.11m/s
2）攔污柵水頭損失
h2=ζ·=0.066m
式中：ζ=KIβ·（）1.33+β2（）1.33Isin2=1.94
V===0.816
3）管道水損
管中流速：V==Q設(shè)/=2.78m/s
流速水頭：=0.394m
2#鎮(zhèn)墩彎管末端至前池鋼管起點(diǎn)：
=90L1=130.974m
C=R1/6=（）1/6=68.83m12/s
入==0.0165
hf1=入··=1.064m
hj1=(ζ1+ζ2+ζ3+ζ4)=0.276m
式中：ζΣ11#彎管水損系數(shù)為0.1
ζ22#彎管水損系數(shù)為0.1
ζ3平板門槽水損系數(shù)為0.4
ζ4前池彎管水損系數(shù)0.1
即：hw1=hf1+hj2=1.34m
2#鎮(zhèn)墩彎管末端至岔管軸線交點(diǎn)段：
L2=69.747m入=0.0165
hf2=入··=0.567m
hj2=(ζ1+ζ2)=0.335m
式中：ζ1岔管局部水損系數(shù)為0.75
ζ23#彎管局部水損系數(shù)為0.1
Hw2=hf2+hj2=0.902m
岔管軸線交點(diǎn)中心O點(diǎn)至支管漸變段
L3=1.5mD=800入=0.0165
V==1.39m/s
=0.0975
hf3=入··=0.003m
支管漸變段（D800—D500）
Ď=650mmŪ=2.48m/s
D1=800mmD2=500mmV1=1.39m/s
V2==3.57m/sC2=（）1/6=63.63m1/2/s
入==0.0193Q取50L4=1.715m
hf4=入··=0.04m
hj4=ζ.=0.004m
式中ζ=0.025/（8sim）=0.072
hw4=hf4+hj4=0.044m
漸變段末端至閘閥末端段
L5=4.675mD=500mmV2=3.57m/s入=0.0193
hf5=入··=0.117m
hj5=(ζΣ1+ζ2)=0.32m
式中：Σ1為1350彎管水損系數(shù)
（ζ1=I0.131+0.1632（）7/2I（））1/2=0.0936
取p=1.96/mR=2.0mQ=450)
水損系數(shù)ζ2=0.4
hw5=hf5+hj5=0.437m
即前池進(jìn)口至2#鎮(zhèn)墩灣管末端
H凈1=1346.45-1.34-1261.53=83.58m
岔管軸線交點(diǎn)O處
H凈2=1346.45-1.34-0.902-1229.985=114.263m
支管閘門未端
H凈3=1346.45-1.34-0.902-0.003-0.044-0.437-1229.842
=113.922m
工作凈水頭
H凈=123.922—1.5=112.422m
三、水擊壓力計(jì)算
1管壁厚度擬定
水電站（8-5）式；δ=γHD/2φ[σ]
H=123.922m
φ=0.85
[σ]=127.5*103*0.75KPa
取8mm計(jì)算厚度,再考慮銹蝕等原因,各管段壁厚取值如下:
Ⅰ#δ=10mmD=0.8mV=2.78m/s
L1=130.974m
Ⅱ#δ=12mmD=0.8mV=2.78m/s
L2=69.747m
Ⅲ#δ=12mmD=0.8mV=1.39m/s
L3=1.5m
Ⅳ#δ=12mmD=0.65mV=2.48m/s
L4=1.715m
Ⅴ#δ=12mmD=0.5mV=3.57m/s
L5=4.675m
1）判別水擊類型
取Ts=5sα0取1435m/s
a1==1070m/s
a2==1111m/s
a3==1111m/s
a4==1156m/s
a5==1206m/s
②ā=
=1087.12m/s
V最大==2.785m/s
ρ==1.247
Q==0.0956
水擊波的相tΥ==0.383
TΥ<Ts=5s故發(fā)生間接水擊
導(dǎo)葉由全開(kāi)到全關(guān)時(shí)
I始=1pI始=1.247σ=0.0956
查圖表知，將產(chǎn)生末項(xiàng)正水擊
I始=0.5pI始=1.345×0.5=0.6725
即查表知，發(fā)生第一相水擊
3正水擊壓力升高值
Z間末==0.101
閘閥未端水擊壓力升高值
Δh1閘末=Z間末H0=0.101×123.922=12.516m
H01=123.922+12.516=136.438m
按直線分布規(guī)律：
岔管軸線交點(diǎn)O處
Δh岔0=×Δh閘末=20.732m
H02=114.263+12.042=126.305m
2#鎮(zhèn)墩彎管軸線交點(diǎn)處
Δh2#=×Δh閘末=7.83m
H03=83.58+7.85=91.411m
末跨1-1斷面
Δh1-1=×Δh閘末=11.69m
H1-1=111.705+11.69=123.395m
末跨2-2斷面
Δh2-2=×Δh閘末=11.514m
H2-2=110.305+11.514=121.819m
本計(jì)算只對(duì)鋼管作結(jié)構(gòu)計(jì)算，在進(jìn)行壓力鋼管、線路布置時(shí)已滿足規(guī)范規(guī)定管線高于最低壓力線的要求，故不需作負(fù)水擊值計(jì)算。
四、明鋼管（光滑管）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析
1、鋼管穩(wěn)定校核
f=0.01－0.012m＞==0.0062
故鋼管穩(wěn)定，不需設(shè)置剛性環(huán)。
末跨鋼管布置圖
2、鋼管未跨跨中斷面受力分析（1—1）斷面
1）1—1斷面環(huán)向力計(jì)算
P=rH=9.8×123.395=1209.271(Kpa)
式中：r—水容重9.8KN/m3
H—包括水擊升高值在內(nèi)的凈水頭。
2）1—1斷面法向力計(jì)算
管身米重：g管=πDδγОγ=3.14×0.8×0.012×7.85×103×9.8
=2.31（kN/m）
每米長(zhǎng)水重：g水=πD2γ=4.92（kN/m）
支墩承受的法向力η=（g管+g水）LcoS2
=(2.31+4.92)×6×coS28.001700
=38.3（kN）
3）軸向力計(jì)算
A1=gLSina=2.31×60.885×Sm28.0017=66.03（kN）
式中L為未段鋼管長(zhǎng)度
溫度升高時(shí)，9個(gè)支墩對(duì)管壁的磨擦力為：
A3=（g管+g水）*L*9*fО*coSa
=（2.31+4.92）×6×9×0.5×coS28.00170
=172.357（kN）
伸縮節(jié)接頭管壁受的車向水壓力為：
A7=πDδ¹γH=3.14×0.8×0.012×9.8×93.101=27.503（kN）
式中δ¹—伸縮節(jié)處管壁厚度0.012m
H—伸縮節(jié)處水頭93.101m
溫度升高時(shí)，伸縮節(jié)接頭填料對(duì)管壁的磨擦力為：
A8=πDb1fγ¹H¹=3.14×0.8×0.1×0.3×9.8×93.101
=68.757（kN）
3、未跨中1—1斷面應(yīng)力校核
1）徑向內(nèi)水壓力在管壁中產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力：
σz1=γR/f(H-Rcos2cosφ)(Kpa)
式中：γ—水容重9.8KN/m3
R—鋼管內(nèi)半徑0.4m
H—1-1斷面中心水頭123.395m
φ—管壁某計(jì)算點(diǎn)半徑與垂直線的夾角
在管頂（φ=0）處
σz1=(123.395-0.4cos28.00170cos00)
=40193(Kpa)
在管水平軸線（φ=1800）處
σz1=(123.395-0.4cos28.00170cos1800)
=40424(Kpa)
2）法向力在管壁中產(chǎn)生的抽向力σX1
σX1=-cosφ=
=-
=-3811(Kpa)
=3811(Kpa)
式中：M—1-1斷面彎矩
W—鋼管橫斷面條數(shù)
3）軸向力在橫斷面上產(chǎn)生的軸向應(yīng)力σX2
∑А=А1+А3+А7+А8=66.03+172.357+27.503+68.757
σX2=-=-=-11101(Kpa)
4）內(nèi)水壓力在管壁產(chǎn)生的徑向壓應(yīng)力為
σY=-p=-rcA-rcosφ1=-9.8[123.395-0.4cos28.00170cos]
=(Kpa)
5）跨中斷面1-1的剪應(yīng)力ZX2
Q=0即ΤX2=0
6）跨中斷面1-1的復(fù)合應(yīng)力校核
總軸向應(yīng)力
σX=σX1+σX2=-11101=(Kpa)
總環(huán)向應(yīng)力
σZ=(Kpa)
總徑向應(yīng)力
σX=(Kpa)
各向剪應(yīng)力均為零
根據(jù)規(guī)范要求，采用第四強(qiáng)度理論進(jìn)行強(qiáng)度校核。
σ=
≤φIQI=0.85×127.5×103=108375(Kpa)
φ=00處
σ=
=49690Kpa<108375Kpa符合規(guī)范要求
φ=1800處
σ=
=44984Kpa<108375Kpa符合規(guī)范要求
4、未跨支座附近2-2斷面應(yīng)力校核：
1）2-2斷面徑向內(nèi)水壓力生產(chǎn)的環(huán)向應(yīng)力為：
σz1=(H-rcosacosφ)
式中：H—2-2斷面中心水頭129.995m。其余符號(hào)同前。
在管頂（φ=00）處：
σz1=(129.995-0.4cos28.00170cos00)=42349(Kpa)
在管水平軸線（φ=900）處：
σz1=(129.995-0)=42465(Kpa)
在管底（φ=1800）處：
σz1=(129.995-0.4×cos28.00170cos1800)
=42580(Kpa)
2）軸向力在橫斷面上產(chǎn)生的軸向應(yīng)力（同跨中斷面）：
σx2=-11101(Kpa)
3）法向力在管壁中產(chǎn)生的抽向力
σX1=-cosφ=0(Kpa)（φ=900）
4）內(nèi)水壓力在管壁產(chǎn)生的徑向壓應(yīng)力為：
σY=-p=-9.8（129.96-0.4cos28.00170cosφ）=-1274(Kpa)（φ=900）
5）斷面2-2的剪應(yīng)力：
剪力
Q=（g管+g水）Icosa=19.15
剪應(yīng)力
Tx2=sinф=sinф=1270(Kpa)
6）支座斷面2-2的復(fù)合應(yīng)力校核：只需校核ф=900處的應(yīng)力即可，因ф=00、1800處應(yīng)力以跨中斷面（1-1斷面）控制。
總軸向應(yīng)力σX=σX1+σX2=-11101Kpa（ф=900）
總環(huán)向應(yīng)力
σz=42465Kpa（ф=900）
總徑向應(yīng)力
σY=-1274Kpa（ф=900）
剪應(yīng)力
Tx2=1270Kpa
TxY=0
Txz=0
根據(jù)第四強(qiáng)度理論，校核2-2斷面復(fù)合應(yīng)力（ф=900）
σ=
=49391(Kpa)<φ[σ]=108375(Kpa)
符合規(guī)范要求。
五、結(jié)論
通過(guò)計(jì)算分析，電站明鋼管結(jié)構(gòu)是符合穩(wěn)定要求的。結(jié)合其它已建工程的設(shè)計(jì)工作，筆者主要有以下幾點(diǎn)體會(huì)：
1．對(duì)于無(wú)壓引水式高水頭小型水電站，工作水頭大于150米的明鋼管，導(dǎo)葉由全開(kāi)到全關(guān)時(shí)發(fā)生第一相水擊；工作水頭大于150米的明鋼管，導(dǎo)葉由全開(kāi)到全關(guān)時(shí)將產(chǎn)生末相正水擊。
2．對(duì)于山區(qū)小型水電站，根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)工作經(jīng)驗(yàn)，《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》壓力鋼管內(nèi)徑擬定公式僅實(shí)用于單機(jī)組情況，對(duì)于供多機(jī)組的壓力鋼管按《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》公式擬定內(nèi)徑，實(shí)踐證明其計(jì)算值一般都有點(diǎn)偏小。
甘溪三級(jí)水電站位于浙江省臨安市甘溪中游，是甘溪梯級(jí)開(kāi)發(fā)的第三級(jí)水電站，屬典型的中水頭引水式電站。工程樞紐主要由渠首樞紐、無(wú)壓輸水隧洞、前池、高壓管道、發(fā)電廠房和尾水渠組成。電站裝機(jī)容量2×400kW，設(shè)計(jì)水頭34．6m，單機(jī)最大過(guò)流量1．5m3/s。多年平均發(fā)電量223萬(wàn)kW·h，年利用小時(shí)數(shù)2788h。電站出線T接至10kV甘溪線并網(wǎng)，輸電線路長(zhǎng)度為500m。
甘溪是天目溪的一條支流，上游建有甘溪一級(jí)水電站和甘溪二級(jí)水電站。甘溪一級(jí)水電站裝機(jī)容量2×160kW，壩址控制流域面積19．6km2，水庫(kù)總庫(kù)容214萬(wàn)m3。甘溪二級(jí)水電站裝機(jī)容量3×500kW，利用集雨面積33．5km2。甘溪流域內(nèi)雨量充沛，多年平均降雨量1625mm。多年平均氣溫15．6℃，極端最高氣溫41．6℃，極端最低氣溫－13．2℃。
甘溪三級(jí)水電站渠首樞紐位于甘溪二級(jí)水電站尾水出口下游20m處，壩址控制流域面積40．3km2，區(qū)間引水集雨面積2km2。多年平均流量1．18m3/s，年徑流量3721萬(wàn)m3。壩址設(shè)計(jì)洪水流量386m3/s（P＝10％），校核洪水流量522m3/s（P＝3．33％）。工程區(qū)地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，出露基巖為奧陶系上統(tǒng)於潛組頁(yè)巖和砂巖，河床處砂礫石覆蓋層厚1～3m，山坡處覆蓋層厚0．5～2m，兩岸臺(tái)地覆蓋層較厚。河道中水質(zhì)清澈，泥沙含量很少。
2方案選擇
2．1壩址選擇
甘溪三級(jí)水電站是甘溪二級(jí)水電站的下一個(gè)梯級(jí)電站，壩址選擇的原則為：1）滿足與上級(jí)電站尾水位的銜接；2）滿足進(jìn)水閘和溢流堰的布置要求；3）不淹沒(méi)耕地和房屋；4）使渠首樞紐工程造價(jià)最低。根據(jù)地形地質(zhì)條件，壩址選定在甘溪二級(jí)水電站尾水出口下游20m處，該段河床寬約35m，壩型采用漿砌石溢流壩。
2．2廠址選擇
廠址位于潘家村烏浪口，電站尾水排入支流烏浪溪中。設(shè)計(jì)中對(duì)上廠址方案和下廠址方案進(jìn)行比選，下廠址方案與上廠址方案相比，水頭增加3．6m，電能增加23萬(wàn)kW·h，效益增加9萬(wàn)元，投資增加25．2萬(wàn)元，差額投資經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率35．5％，故選用下廠址方案。
2．3無(wú)壓輸水系統(tǒng)方案選擇
無(wú)壓輸水系統(tǒng)有隧洞方案和明渠結(jié)合隧洞方案兩種布置形式，兩方案的軸線長(zhǎng)度基本相同。明渠結(jié)合隧洞方案是進(jìn)水閘后接長(zhǎng)度為425m的漿砌石明渠，其后仍為隧洞。經(jīng)過(guò)比較，隧洞方案較明渠結(jié)合隧洞方案減少投資6．2萬(wàn)元，隧洞方案日常維護(hù)工作量少，且不占林地，故無(wú)壓輸水系統(tǒng)選用隧洞方案。
3主要建筑物
3．1渠首樞紐
渠首樞紐由攔河堰、進(jìn)水閘和攔沙坎組成。攔河堰為折線型漿砌塊石實(shí)用堰，溢流段長(zhǎng)31．1m，堰頂高程224．63m，最大堰高2．23m，堰頂寬1．5m，上游面垂直，下游面坡度1∶2。堰體采用M7．5漿砌塊石砌筑，外包30cm厚C20混凝土。由于上下游水位差小，溢流堰僅設(shè)置4m長(zhǎng)的漿砌塊石護(hù)坦來(lái)消能，堰體防滲采用混凝土防滲墻。
進(jìn)水閘位于甘溪的左岸，緊鄰甘溪二級(jí)水電站的進(jìn)廠公路，采用側(cè)向引水，引水角15°。設(shè)置1孔寬2m的閘孔，閘底板高程223．35m，后接無(wú)壓隧洞。進(jìn)水閘為胸墻式結(jié)構(gòu)，閘室長(zhǎng)4．46m，設(shè)1道攔污柵和1扇鑄鐵工作閘門，手動(dòng)螺桿啟閉機(jī)啟閉，啟閉機(jī)平臺(tái)高程227．70m。由于河道中泥沙很少，且大部分淤積在上游的水庫(kù)中，渠首樞紐不設(shè)置排沙設(shè)施，進(jìn)水閘前設(shè)有攔沙坎，攔沙坎前考慮人工定期清沙。
3．2無(wú)壓輸水隧洞
進(jìn)水閘至前池之間為無(wú)壓隧洞段，長(zhǎng)2354．947m。根據(jù)地形條件及施工要求，無(wú)壓隧洞段由1號(hào)隧洞、2號(hào)隧洞、3號(hào)隧洞和1號(hào)鋼筋混凝土埋管、2號(hào)鋼筋混凝土埋管組成，1號(hào)隧洞長(zhǎng)124．100m，2號(hào)隧洞長(zhǎng)855．485m，3號(hào)隧洞長(zhǎng)1315．362m。1號(hào)隧洞、2號(hào)隧洞、3號(hào)隧洞之間由鋼筋混凝土埋管連接，1號(hào)鋼筋混凝土埋管長(zhǎng)50m，2號(hào)鋼筋混凝土埋管長(zhǎng)10m。隧洞沿線分布的巖性為奧陶系上統(tǒng)於潛組砂巖、頁(yè)巖互層，上覆巖體厚度30～90m，整體性較好，屬Ⅱ～Ⅲ類圍巖。隧洞斷面采用城門洞型，開(kāi)挖斷面寬2．4m，高2．65m（其中直墻高1．45m，矢高1．2m，半徑1．2m），縱坡為1?2000，洞底采用10cm厚的C15素混凝土找平。隧洞進(jìn)出口及斷層地段采用鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度30cm。連接段鋼筋混凝土埋管采用箱型結(jié)構(gòu)，凈寬1．8m，高2．05m，壁厚0．3m。
在樁號(hào)2＋139．35處設(shè)置溢流支洞，把進(jìn)入隧洞多余的來(lái)水排入支流烏浪溪中。溢流支洞長(zhǎng)65m，斷面呈城門洞型，開(kāi)挖斷面開(kāi)挖寬2．4m，高2．65m。
3．3前池及壓力管道
前池布置在廠房上游的山坡上，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，總長(zhǎng)21．2m。正常運(yùn)行水位223．2m，最低運(yùn)行水位221．9m，前池工作容積94．1m3，邊墻頂高程224．7m。前池進(jìn)水口前設(shè)攔污柵和事故鋼閘門。
壓力鋼管布置在山坡中開(kāi)挖出的管槽內(nèi)，全長(zhǎng)52．68m。因設(shè)計(jì)引用流量不大，壓力鋼管采用一管二機(jī)的供水方式，在廠房外45°卜形分岔成兩支管。選定主管管徑1．2m，鋼板壁厚12mm。支管與蝶閥同直徑，管徑0．8m，鋼板壁厚8mm。壓力鋼管在樁號(hào)管0＋021．44處設(shè)鎮(zhèn)墩，每7米增設(shè)支墩，前池壓力墻及鎮(zhèn)墩后各設(shè)1個(gè)伸縮節(jié)。鋼管槽底寬2．6m，左側(cè)布置踏步，以便于壓力鋼管的日常維護(hù)。
3．4發(fā)電廠房
發(fā)電廠房位于潘家村山麓下，廠房基礎(chǔ)全部座落在基巖上，根據(jù)機(jī)電設(shè)備的布置，采用地面式廠房。廠房?jī)?nèi)布置2臺(tái)臥式水輪發(fā)電機(jī)組，機(jī)組軸線與廠房縱軸線平行，機(jī)組間距7．4m，上游側(cè)布置蝴蝶閥和控制保護(hù)屏，安裝間位于廠房的右端。發(fā)電機(jī)層地面高程188．64m，安裝場(chǎng)地面高程189．60m。因發(fā)電機(jī)層與安裝場(chǎng)之間存在高差，為便于設(shè)備的安裝和檢修，廠房?jī)?nèi)設(shè)1臺(tái)5t的單軌手動(dòng)葫蘆，架設(shè)于屋面大梁下。廠房采用混凝土排架結(jié)構(gòu)，磚墻圍護(hù)，長(zhǎng)22．0m，寬8．7m。
阿勒泰二級(jí)水電站位于新疆阿勒泰地區(qū)克蘭河上，為引水式電站，1982年建成發(fā)電。原方案設(shè)計(jì)上游水位936m，下游水位883.6m，水泥管直徑1.2m，長(zhǎng)度222m。壓力管一管二機(jī)，岔管直徑800mm。前池有市自來(lái)水公司的取水口，尾水出口是T型。電站總裝機(jī)容量為4×800kW，水輪機(jī)型號(hào)為HL220—WJ—50，設(shè)計(jì)水頭50m，最小水頭49m，最大水頭52m，額定出力870kW，設(shè)計(jì)流量2m3/s，額定轉(zhuǎn)速1000r/min，飛逸轉(zhuǎn)速2040r/min，機(jī)組利用小時(shí)數(shù)6846h，保證出力600kW。發(fā)電機(jī)型號(hào)為SFW118/44—6，額定功率800kW，額定電壓6.3kV，額定電流91.7A，額定轉(zhuǎn)速1000r/min，滿載勵(lì)磁電壓38V，滿載勵(lì)磁電流330A，絕緣等級(jí)為B級(jí)，頻率50Hz，相數(shù)為3相，功率因數(shù)0.8(滯后)，定子接法為Y型。機(jī)組整體結(jié)構(gòu)為三支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，水輪機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)連接。
2二級(jí)水電站存在的問(wèn)題
(1)電站自建成投運(yùn)以來(lái)，引水渠道長(zhǎng)4.56km，基本沿山坡布置，臨外坡為懸空狀態(tài)，采用填方渠道，其中2.5km渠道滲漏嚴(yán)重，每年都要大、小維修多次，維護(hù)費(fèi)用較大，發(fā)電效率低。(2)電站壓力鋼管為覆土埋設(shè)，內(nèi)徑1.2m，長(zhǎng)186m，受當(dāng)時(shí)技術(shù)、工藝水平的制約，防腐處理措施不夠，銹蝕嚴(yán)重，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)局部厚度僅為8mm，比原設(shè)計(jì)12mm銹蝕3～5mm。由于年久失修，在20世紀(jì)90年代，3、4號(hào)機(jī)組壓力管道曾出現(xiàn)過(guò)爆管現(xiàn)象，給電站的安全運(yùn)行帶來(lái)了一定的隱患。(3)尾水渠采用T型，長(zhǎng)度為300m。由于多年疏于維護(hù)，尾水渠產(chǎn)生了淤積，致使電站運(yùn)行尾水位抬高，降低了有效使用水頭，影響了機(jī)組出力。(4)原水輪機(jī)型號(hào)為HL220—WJ—50，套用定型產(chǎn)品，不能滿足電站水工設(shè)計(jì)要求，存在機(jī)型老化、運(yùn)行工況嚴(yán)重偏離、制造工藝落后等(機(jī)組實(shí)際出力700kW)一系列問(wèn)題，造成水輪機(jī)氣蝕嚴(yán)重、效率低下、振動(dòng)噪音大、出力不足。(5)由于地域關(guān)系，河道泥沙含量較大，水輪機(jī)蝸殼、導(dǎo)葉、頂蓋、底環(huán)等過(guò)流部件磨損嚴(yán)重，經(jīng)測(cè)量蝸殼局部厚度僅8～9mm，比原設(shè)計(jì)少4～5mm。密封結(jié)構(gòu)未考慮多泥沙河流運(yùn)行的實(shí)際情況，漏水量大，無(wú)法正常使用。(6)機(jī)組制動(dòng)方式為老式單側(cè)人工手動(dòng)操作，無(wú)法滿足安全運(yùn)行的需求。(7)原電機(jī)設(shè)計(jì)、工藝水平落后，機(jī)組絕緣等級(jí)為B級(jí)，電機(jī)絕緣等部件已接近使用年限，存在較大的安全隱患。
3二級(jí)水電站技術(shù)方案設(shè)計(jì)的選擇
根據(jù)水工建筑目前現(xiàn)狀和河道來(lái)水量水文資料以及上、下游流量變化情況，經(jīng)復(fù)核計(jì)算，確定對(duì)水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等部件進(jìn)行系統(tǒng)改造，使原機(jī)組單機(jī)容量從700kW提高到900kW，發(fā)電量提高29%左右。
3.1機(jī)組參數(shù)的選
根據(jù)電站實(shí)測(cè)參數(shù)，阿勒泰二級(jí)電站毛水頭為52.4m?？紤]到本次改造水工部分的改進(jìn)，水頭與流量均有一定的富余，新機(jī)組設(shè)計(jì)水頭按51m、引用流量按2.5m3/s進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。改造時(shí)充分考慮了電站吸出高度、引用流量、結(jié)構(gòu)尺寸、布置形式、水力參數(shù)等各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的匹配性(見(jiàn)表1)。
3.2水輪機(jī)改造
根據(jù)電站現(xiàn)有水力參數(shù)，適合本次電站改造用的轉(zhuǎn)輪有D74、A551、D41、A616等。通過(guò)對(duì)比，A616機(jī)組具有效率高、氣蝕性能好、超發(fā)能力強(qiáng)、運(yùn)行范圍大等特點(diǎn)，故推薦采用A616轉(zhuǎn)輪。(1)電站水工建筑前期改造升級(jí)完后，水頭及流量均比以前有所增加，本次新轉(zhuǎn)輪制造在滿足現(xiàn)有結(jié)構(gòu)尺寸空間的前提下，通過(guò)選用性能優(yōu)良的模型轉(zhuǎn)輪達(dá)到了增容增效的目的;新轉(zhuǎn)輪在選型上留有較大的余量，沒(méi)有過(guò)于追求水輪機(jī)效率，采用效率修正－2%，可保證增容出力要求。(2)針對(duì)電站泥沙含量較大的問(wèn)題，轉(zhuǎn)輪葉片及下環(huán)采用性能優(yōu)良的0Cr13Ni5Mo不銹鋼材料制作，并在轉(zhuǎn)輪上冠處開(kāi)設(shè)減壓孔以減小推力軸承所承擔(dān)的水推力。(3)機(jī)組尾水部分采用無(wú)尾水接管結(jié)構(gòu)，通過(guò)變徑尾水彎管直接與尾水錐管進(jìn)行連接，減少了電站的改造費(fèi)用。(4)蝸殼、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、密封等部件重新進(jìn)行制作。頂蓋、底環(huán)及導(dǎo)葉配合部位加設(shè)不銹鋼抗磨板，提高其抗磨蝕能力。導(dǎo)葉軸承套采用新型高分子材料制作，該軸承使用溫度為－50～110℃之間，老化壽命大于50a，最大靜載荷可達(dá)70MPa，具有耐磨程度高、承載能力大、拆裝方便等特點(diǎn)。(5)由于電站泥沙含量較大，密封磨損嚴(yán)重，本次改造密封采用間隙、迷宮加盤根的多密封結(jié)構(gòu)，有效地控制了機(jī)組漏水量(見(jiàn)圖1)圖1密封改造示意(6)剎車裝置采用油剎方式，通過(guò)制動(dòng)器與調(diào)速器之間的管路連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的制動(dòng)。
3.3發(fā)電機(jī)改造
(1)更換定、轉(zhuǎn)子線圈。線圈按F級(jí)制作，原B級(jí)允許溫升80K，F(xiàn)級(jí)為105K。另外，通過(guò)更換絕緣材料，提高發(fā)電機(jī)絕緣耐熱溫度，達(dá)到增容改造的目的。(2)定子線圈雙層疊繞組結(jié)構(gòu)，F(xiàn)級(jí)絕緣，導(dǎo)線采用單絲雙膜優(yōu)質(zhì)薄膜自粘性銅扁線(原機(jī)組采用玻璃絲線)，對(duì)地絕緣為環(huán)氧云母帶連續(xù)絕緣，并經(jīng)熱模壓成型，再經(jīng)防電暈工藝處理;整體機(jī)械強(qiáng)度好，絕緣性能優(yōu)良，增加了定子線圈匝間可靠性，滿足了電站的使用要求。(3)原發(fā)電機(jī)型號(hào)為SFW118/44—6，通過(guò)計(jì)算定子線規(guī)可放大8%，轉(zhuǎn)子線規(guī)可放大9%，如此一來(lái)，可有效降低電機(jī)溫度，以達(dá)到增加容量的目的。(4)轉(zhuǎn)子線圈重新制作時(shí)，采用F級(jí)絕緣材料，線圈用扁銅帶繞制而成，匝間用環(huán)氧坯布絕緣，首末匝用云母帶及無(wú)堿帶加強(qiáng)絕緣，然后與上下絕緣板熱壓成一個(gè)整體。(5)通過(guò)更換電機(jī)定、轉(zhuǎn)子線圈后，發(fā)電機(jī)可在原出力基礎(chǔ)上增加10%～15%左右。
4結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞：水電站；機(jī)電設(shè)備；維護(hù)；檢修；管理
水電站是我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施中的重要組成內(nèi)容，我國(guó)對(duì)水電站建設(shè)也給予了高度重視，各個(gè)區(qū)域都在加強(qiáng)水電站建設(shè)。水電站建設(shè)投資方都希望自己的投資可以在短時(shí)間內(nèi)收回，那么就需要應(yīng)用多種有效手段保障水電站安全、穩(wěn)定運(yùn)行。在此過(guò)程中加強(qiáng)水電站機(jī)電設(shè)備維護(hù)檢修管理是非常重要的，與水電站運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益有著直接影響。加強(qiáng)水電站機(jī)電設(shè)備維護(hù)檢修管理，可以使得機(jī)電設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間處于健康運(yùn)行狀態(tài)中，避免設(shè)備故障問(wèn)題對(duì)水電站運(yùn)行效率造成影響，對(duì)水電站的經(jīng)濟(jì)效益造成損害。對(duì)水電站機(jī)電設(shè)備維護(hù)檢修管理進(jìn)行研究是具有現(xiàn)實(shí)意義的，下面就對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)闡述。
1水電站機(jī)電設(shè)備維護(hù)檢修管理的重要意義
水電站機(jī)電設(shè)備維護(hù)檢修管理是水電站管理中的重要內(nèi)容，與水電站實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展有著較深影響。維修檢修管理工作與機(jī)電設(shè)備能否安全運(yùn)行息息相關(guān)，所以，對(duì)機(jī)電設(shè)備維護(hù)檢修管理工作落實(shí)必須要給予高度重視，保障水電站機(jī)電設(shè)備可以安全、穩(wěn)定運(yùn)行。在水電站機(jī)電設(shè)備維修檢修管理工作開(kāi)展過(guò)程中，技術(shù)人員必須要結(jié)合工作實(shí)踐，不斷地累積經(jīng)驗(yàn)提升自身專業(yè)素質(zhì)。生產(chǎn)工作人員也需要樹(shù)立良好的終身學(xué)習(xí)意識(shí)，使得自身的技術(shù)水平和管理能力得到有效提升。要應(yīng)用先進(jìn)的機(jī)電設(shè)備維護(hù)檢修技術(shù)，使得機(jī)電設(shè)備可以長(zhǎng)時(shí)間處于健康運(yùn)行狀態(tài)中，避免設(shè)備運(yùn)行故障對(duì)水電站運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益造成損害。
2水電站機(jī)電設(shè)備維護(hù)檢修體制的發(fā)展過(guò)程
水電站設(shè)備維修體制是以保護(hù)水電站安全生產(chǎn)為核心的，使得水電站機(jī)電設(shè)備可以處于安全、穩(wěn)定運(yùn)行中。水電站機(jī)電設(shè)備維護(hù)檢修體制可以分為以下幾種：
2.1水電站維修預(yù)防
水電站維修預(yù)防屬于一種較為科學(xué)的技術(shù)管理理念，在機(jī)電設(shè)備的設(shè)計(jì)階段就開(kāi)始考慮設(shè)備運(yùn)行的可靠性，以及故障問(wèn)題的維修，從源頭上降低機(jī)電設(shè)備故障發(fā)生概率，縮減機(jī)電設(shè)備維修次數(shù)。本文以我國(guó)某一水電站維修工程的監(jiān)理工作為例，該水電站最高水頭達(dá)到了130m以上，水電站水流變化較大，同時(shí)，水體中含沙量較高。主軸密封受到水體泥沙的沖擊，導(dǎo)致主軸密封受到嚴(yán)重?fù)p害，很有可沒(méi)能會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的漏水問(wèn)題。最終建議施工單位將原有密封材料更換為聚氯乙烯，不僅使得主軸的密封性可以得到良好保證，同時(shí)，還能有效延長(zhǎng)主軸密封的應(yīng)用年限，使得維修工作開(kāi)展取得良好成效[1]。
2.2水電站事后維修
水電站事后維修指的就是在機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障之后再進(jìn)行維修工作開(kāi)展。水電站機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，采用這種維修方法主要是因?yàn)樵趯?duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行檢修過(guò)程中不能對(duì)設(shè)備運(yùn)行存在的所有故障進(jìn)行有效排查，導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中也常有故障問(wèn)題產(chǎn)生。與其他維修制度相比較，事后維修方法具備良好的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)于一般性的機(jī)電設(shè)備就可以應(yīng)用這種維修方法。這種維修方法在水電站較為重要的機(jī)電設(shè)備維修中并不適用，而且設(shè)備故障問(wèn)題發(fā)生概率還會(huì)增長(zhǎng)，機(jī)電設(shè)備維修時(shí)間也會(huì)增長(zhǎng)，同時(shí)，維修工作的成本投入也會(huì)增加。
2.3水電站改良性維修
水電站改良性維修指的就是維修技術(shù)人員應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)工藝和方法，對(duì)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化和改良，找尋機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)中存在的不良問(wèn)題，應(yīng)用有效措施進(jìn)行改善，使得設(shè)備的先進(jìn)性、可靠性得到有效提升，從而促使機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率進(jìn)一步改善。設(shè)備的先進(jìn)性是相對(duì)的，設(shè)計(jì)中難免會(huì)有一些不足之處，在對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行維修過(guò)程中進(jìn)行技術(shù)性的改革，從而使得機(jī)電設(shè)備的性能更為優(yōu)越。本文以某一水電站安裝工程監(jiān)理項(xiàng)目開(kāi)展為例，該水電站受到區(qū)域水文地質(zhì)條件的影響，前后水頭高度存在較大的差異性，這一內(nèi)容對(duì)水電站設(shè)計(jì)人員也帶來(lái)了很多困擾。筆者對(duì)水電站相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了多次核算，并且與水電站設(shè)計(jì)人員進(jìn)行了深入溝通，最終確定了適合該水電站的優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn)輪。同時(shí)，還考慮到了蝸殼的進(jìn)水口，從而使得水電站運(yùn)行可以獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，有效降低水電站運(yùn)行的成本投入。筆者還認(rèn)識(shí)到在對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行解決過(guò)程中，能夠使得自身的水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)監(jiān)理水平得到有效提升，這對(duì)于我國(guó)水電站建設(shè)發(fā)展是有著積極影響的。
2.4水電站的預(yù)防性維修
預(yù)防性維修主要是在日常中注重對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，及時(shí)找尋機(jī)電設(shè)備運(yùn)行中存在的故障隱患，應(yīng)用有效措施進(jìn)行改善，縮減機(jī)電設(shè)備故障問(wèn)題影響時(shí)間。預(yù)防性維修也可以細(xì)致化的分為定期性維修和狀態(tài)性維修兩種。狀態(tài)性維修是技術(shù)人員應(yīng)用多種先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備和診斷技巧，對(duì)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合性的檢測(cè)，有針對(duì)性的對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行排除，避免機(jī)電設(shè)備故障停機(jī)對(duì)水電站運(yùn)行效益造成損害。預(yù)防性維修可以縮減機(jī)電設(shè)備運(yùn)行故障發(fā)生次數(shù)，縮減機(jī)電設(shè)備故障維修花費(fèi)的時(shí)間，降低設(shè)備維修的成本投入。預(yù)防性維修是水電站技術(shù)人員依據(jù)水電站運(yùn)行特點(diǎn)，合理、科學(xué)地確定機(jī)電設(shè)備維修周期，進(jìn)行不同規(guī)模維修工作開(kāi)展。
3水電站機(jī)電維修方法的類定
水電站故障維修也可以稱之為水電站事后維修，主要是水電站機(jī)電設(shè)備發(fā)生不良故障問(wèn)題后進(jìn)行維修工作。水電站定期維修也可以被稱為水電站預(yù)想維修，主要是依據(jù)水電站機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，或者由技術(shù)人員確定維修時(shí)間間隔。水電站優(yōu)化性維修，技術(shù)人員會(huì)對(duì)故障問(wèn)題產(chǎn)生的原因進(jìn)行深入分析，應(yīng)用有效措施進(jìn)行改善，對(duì)機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，從而使得機(jī)電設(shè)備的性能得到進(jìn)一步提升。水電站運(yùn)行狀態(tài)維修是技術(shù)人員依據(jù)先進(jìn)的設(shè)備儀器對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合性的檢驗(yàn)，并且與標(biāo)準(zhǔn)性運(yùn)行效率進(jìn)行對(duì)比，全面審核機(jī)電設(shè)備是否處于健康運(yùn)行狀態(tài)中，在故障問(wèn)題發(fā)生前應(yīng)用有效措施進(jìn)行改善，將故障問(wèn)題扼殺在搖籃中[2]。
4水電站機(jī)電設(shè)備維護(hù)檢修管理中存在的不良問(wèn)題
4.1維修意識(shí)不強(qiáng)
現(xiàn)階段，水電站管理工作人員只是注重水電站發(fā)展，認(rèn)為機(jī)電設(shè)備只要可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)就可以了。只有在機(jī)電設(shè)備發(fā)生不良故障問(wèn)題后才會(huì)進(jìn)行事后維修，在很大程度上限制了我國(guó)機(jī)電技術(shù)的發(fā)展，對(duì)機(jī)電設(shè)備的使用年限造成了非常不良影響。很多水電站維修工作開(kāi)展都是以故障維修和定期性維修為主，但是對(duì)于優(yōu)化性維修和生產(chǎn)性維修落實(shí)并沒(méi)有給予相應(yīng)的重視程度。
4.2維修管理制度不夠完善
建立科學(xué)完善的維修管理制度，不僅可以對(duì)維修管理工作開(kāi)展進(jìn)行約束和規(guī)范，同時(shí)還能幫助水電站管理人員掌握全面的故障信息，對(duì)機(jī)電設(shè)備綜合性能進(jìn)行優(yōu)化，使得水電站的運(yùn)行效率得到有效提升。但是很對(duì)水電站建設(shè)的維修管理制度并不完善，其中存在著較多缺陷，不能保證機(jī)電設(shè)備故障問(wèn)題進(jìn)行排除，水電站管理較為混亂，很多故障問(wèn)題不能及時(shí)進(jìn)行排除。
4.3維修技術(shù)過(guò)于落后
很多水電站都建設(shè)在偏遠(yuǎn)地區(qū)，周圍交通環(huán)境并不完善，對(duì)于現(xiàn)代化管理方式和先進(jìn)機(jī)電設(shè)備維修技術(shù)引入受到了較多阻礙。維修技術(shù)過(guò)于落后是導(dǎo)致水電站維修效率較低的重要因素，不能從根源處對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行排除，致使水電站故障問(wèn)題發(fā)生頻繁。
4.4維修技術(shù)人員專業(yè)素質(zhì)有限
在水電站機(jī)電設(shè)備維護(hù)檢修管理工作實(shí)際開(kāi)展過(guò)程中，維修技術(shù)人員的綜合素質(zhì)對(duì)水電站故障問(wèn)題排除效率有著較深影響。水電站對(duì)維修技術(shù)人員培訓(xùn)并沒(méi)有給予相應(yīng)的重視程度，維修技術(shù)不能及時(shí)得到更新，對(duì)水電站運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益造成了一定損害。
5水電站機(jī)電設(shè)備維護(hù)檢修管理策略分析
5.1對(duì)水電站設(shè)備維護(hù)檢修管理制度進(jìn)行完善
水電站機(jī)電設(shè)備維護(hù)檢修管理制度是維護(hù)檢修管理工作開(kāi)展的重要依據(jù)，在對(duì)制度進(jìn)行建設(shè)前需要對(duì)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行全面測(cè)量，對(duì)不同機(jī)電設(shè)備需要制定不同的機(jī)電設(shè)備維護(hù)制度。特別是機(jī)電設(shè)備日常維護(hù)工作開(kāi)展，需要從以下幾方面進(jìn)行考慮：第一方面機(jī)電設(shè)備維護(hù)工作開(kāi)展，必須要依據(jù)機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)廠家提供的機(jī)電設(shè)備維修說(shuō)明進(jìn)行制定。第二方面要進(jìn)行機(jī)電設(shè)備維修緊急預(yù)案的制定，便于機(jī)電設(shè)備運(yùn)行突發(fā)狀況下及時(shí)進(jìn)行處理和應(yīng)對(duì)。第三方面就是要根據(jù)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際情況，對(duì)機(jī)電設(shè)備維修時(shí)間進(jìn)行規(guī)劃和調(diào)整，制定滿足水電站工況的維修制度。對(duì)于定期維修制度的建設(shè)，必須要限定相應(yīng)的有效的定期性檢修節(jié)點(diǎn)。例如一些機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)廠家要求，機(jī)電設(shè)備運(yùn)行超過(guò)兩萬(wàn)小時(shí)后必須要對(duì)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。水電站管理人員可以根據(jù)實(shí)際需求對(duì)檢測(cè)時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，從而進(jìn)行預(yù)防性檢修工作的開(kāi)展。
5.2對(duì)檢修維護(hù)方案進(jìn)行合理設(shè)計(jì)
水電站受到眾多因素影響，大都建設(shè)在偏遠(yuǎn)地區(qū)，這樣會(huì)導(dǎo)致維護(hù)和管理技術(shù)提升存在一定的滯后性，水電站實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中很有能會(huì)出現(xiàn)維修資源供給不足的問(wèn)題。要利用定期診斷方式對(duì)機(jī)電設(shè)備健康狀態(tài)進(jìn)行綜合性檢查，在發(fā)現(xiàn)不良問(wèn)題后及時(shí)進(jìn)行處理。最后需要注重的就是制定較為完整化的維修方案，維修內(nèi)容也需要全面，促使水電站機(jī)電設(shè)備維修效率得到有效提升，爭(zhēng)取一次維護(hù)工作開(kāi)展過(guò)程中就可以進(jìn)行全面性的檢查，對(duì)故障隱患和故障問(wèn)題進(jìn)行有效處理。
5.3提高維護(hù)與檢修的技術(shù)措施
在水電站機(jī)電設(shè)備維護(hù)檢修管理工作開(kāi)展過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員需要及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行更新，特別是那些運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的機(jī)電設(shè)備，機(jī)電設(shè)備老化情況嚴(yán)重，同時(shí)，運(yùn)行效率也并沒(méi)有達(dá)到理想化。在維修工作開(kāi)展過(guò)程中要更多的應(yīng)用新型維修技術(shù)，使得機(jī)電設(shè)備和維修技術(shù)可以同時(shí)得到更新，促使維修工作開(kāi)展更加便捷，水電站機(jī)電設(shè)備維護(hù)檢修管理水平得到有效提升。
5.4加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行管理，注重技術(shù)人員培訓(xùn)
機(jī)電設(shè)備運(yùn)行管理不僅是水電站管理人員的責(zé)任和義務(wù)，同時(shí)也是水電站眾多工作人員的責(zé)任和義務(wù)。要注重對(duì)水電站工作人員進(jìn)行教育，幫助工作人員樹(shù)立良好的機(jī)電設(shè)備運(yùn)行管理意識(shí)，使得工作人員可以將日常工作中發(fā)現(xiàn)的故障問(wèn)題及時(shí)向技術(shù)人員進(jìn)行反饋。信息技術(shù)不斷發(fā)展，擴(kuò)展了技術(shù)人員的培訓(xùn)路徑。水電站可以應(yīng)用微信、微博等新媒體平臺(tái)，將眾多技術(shù)人員組織起來(lái)，一些先進(jìn)的維護(hù)檢修管理技術(shù)，擴(kuò)展技術(shù)人員的知識(shí)層次。
6結(jié)語(yǔ)
機(jī)電設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行與水電站能夠獲得的經(jīng)濟(jì)效益有著直接影響。因此，需要找尋機(jī)電設(shè)備維護(hù)檢修管理工作開(kāi)展中存在的不良問(wèn)題，應(yīng)用有效措施進(jìn)行改善，對(duì)維護(hù)檢修管理制度進(jìn)行完善，及時(shí)更新維護(hù)檢修管理技術(shù)，保障設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間處于健康運(yùn)行狀態(tài)中，促進(jìn)水電站長(zhǎng)久持續(xù)發(fā)展。
作者:張進(jìn) 單位:湖北省巴東縣沿渡河電業(yè)發(fā)展有限公司
參考文獻(xiàn):
1.1 試運(yùn)行前的檢控
為確保設(shè)備調(diào)試工作的正常進(jìn)行，在機(jī)組試運(yùn)行前應(yīng)全面檢查系統(tǒng)的整套設(shè)備，利用綜合檢控過(guò)程消除設(shè)備存在的安全隱患，以避免出現(xiàn)連接部位螺栓松動(dòng)、接線錯(cuò)誤、漏氣、漏油等問(wèn)題。在檢查時(shí)全體技術(shù)人員應(yīng)堅(jiān)持責(zé)任為本，嚴(yán)格按照檢控程序進(jìn)行細(xì)致檢查[1]。
1.2 機(jī)組充水試驗(yàn)
進(jìn)水流道充水試驗(yàn)、尾水流道充水試驗(yàn)及充水前的檢修是充水試驗(yàn)的基本內(nèi)容。通過(guò)這些環(huán)節(jié)可有效掌握水泵及閘門的工作狀態(tài)，避免漏水問(wèn)，且可用于探測(cè)后臺(tái)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及壓力表數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
1.3 空載試驗(yàn)
空載試驗(yàn)通常包括調(diào)速系統(tǒng)試驗(yàn)、機(jī)組手動(dòng)啟動(dòng)試驗(yàn)、過(guò)速試驗(yàn)、手動(dòng)停機(jī)及檢查、發(fā)電機(jī)升壓試驗(yàn)、無(wú)勵(lì)磁自動(dòng)開(kāi)機(jī)與停機(jī)試驗(yàn)、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器調(diào)控試驗(yàn)、發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)及主變壓器沖擊合閘試驗(yàn)等。因試驗(yàn)內(nèi)容較多，在進(jìn)行調(diào)試前應(yīng)準(zhǔn)確制定試驗(yàn)程序，以確保試驗(yàn)結(jié)果可靠準(zhǔn)確。
1.4 負(fù)載及甩負(fù)荷試驗(yàn)
在完成空載試驗(yàn)且結(jié)果在可靠范圍內(nèi)后，應(yīng)開(kāi)展機(jī)組負(fù)載、甩負(fù)荷、帶負(fù)荷勵(lì)磁調(diào)節(jié)器試驗(yàn)。利用此類試驗(yàn)掌握機(jī)組在負(fù)載狀態(tài)下的工作情況。在試驗(yàn)合格后開(kāi)展72h試運(yùn)行。
1.5 72h試運(yùn)行
在72h試運(yùn)行時(shí)，應(yīng)利用相關(guān)監(jiān)控記錄技術(shù)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況信息進(jìn)行采集，通過(guò)綜合分析發(fā)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行中的問(wèn)題；試運(yùn)行完成后應(yīng)再次對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，修復(fù)運(yùn)行中存在的缺陷[2]。
2 水電站調(diào)試管理機(jī)電設(shè)備的措施
2.1 做好調(diào)制職責(zé)劃分，恰當(dāng)編制調(diào)試進(jìn)度
為確保調(diào)試工作順利進(jìn)行，在水電站首臺(tái)機(jī)組運(yùn)行調(diào)試前，應(yīng)明確劃分參建單位的調(diào)試職責(zé)。第3方調(diào)試人員應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)技術(shù)參數(shù)、設(shè)計(jì)圖紙、二次接線的審核及檢查，負(fù)責(zé)監(jiān)督安裝調(diào)試人員制定的調(diào)試方案、試驗(yàn)過(guò)程及試驗(yàn)接線等，依據(jù)《復(fù)核檢測(cè)調(diào)試大綱》對(duì)關(guān)鍵設(shè)備實(shí)施二次審核，并參與機(jī)組啟動(dòng)試運(yùn)行中《機(jī)組啟動(dòng)試運(yùn)行大綱》的核定及相關(guān)試驗(yàn)的監(jiān)督，且應(yīng)給予調(diào)試人員正確的技術(shù)指導(dǎo)；安裝調(diào)試人員應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)系統(tǒng)回路及接線的檢查，同相關(guān)廠家技術(shù)人員協(xié)調(diào)開(kāi)展系統(tǒng)的單體試驗(yàn)及調(diào)試；廠家技術(shù)人員應(yīng)同以上人員共同開(kāi)展系統(tǒng)設(shè)備的調(diào)試，并及時(shí)解決現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試中存在的技術(shù)問(wèn)題；相關(guān)生產(chǎn)運(yùn)行單位應(yīng)重點(diǎn)把控整體調(diào)試過(guò)程的組織管理，并追蹤監(jiān)控系統(tǒng)試驗(yàn)及調(diào)試過(guò)程，依據(jù)收集的數(shù)據(jù)檢控測(cè)試問(wèn)題整改狀況；設(shè)計(jì)單位應(yīng)依據(jù)調(diào)試中不合理的設(shè)計(jì)問(wèn)題，重點(diǎn)修正圖紙及相關(guān)參數(shù)；現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員則應(yīng)負(fù)責(zé)調(diào)試整體過(guò)程的質(zhì)量管控，協(xié)調(diào)管理各級(jí)調(diào)試單位，加快調(diào)試進(jìn)度。
2.2 加強(qiáng)調(diào)試安全管理
在調(diào)試過(guò)程中，因調(diào)試人員較多，調(diào)試機(jī)組多帶電運(yùn)行，部分機(jī)組也正處于安裝狀態(tài)，機(jī)組間的現(xiàn)場(chǎng)安全標(biāo)示及隔離措施也相對(duì)欠缺，因此調(diào)試安全管理應(yīng)是調(diào)試管理工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。
在調(diào)試時(shí)，相關(guān)調(diào)試項(xiàng)目管理人應(yīng)在每日施工前開(kāi)展技術(shù)交底，將相關(guān)注意要點(diǎn)及事項(xiàng)詳細(xì)列出，且應(yīng)組織全體調(diào)試人員進(jìn)行簽字確認(rèn)；主管單位應(yīng)建立相應(yīng)安全管理機(jī)構(gòu)，綜合管理機(jī)電設(shè)備調(diào)試全過(guò)程的安全工作；具體實(shí)施時(shí)應(yīng)實(shí)行崗位責(zé)任制、聯(lián)合監(jiān)督檢查制，確保各機(jī)構(gòu)及人員了解責(zé)任內(nèi)容及工作權(quán)限；在帶點(diǎn)區(qū)域開(kāi)展設(shè)備調(diào)試時(shí)，應(yīng)安置臨時(shí)遮攔，組織相關(guān)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)警戒，避免非工作人員進(jìn)入工作區(qū)；設(shè)備調(diào)試前應(yīng)做好安全教育，實(shí)行環(huán)節(jié)控制，以保證調(diào)試工作的安全性。
2.3 做好設(shè)備安裝及調(diào)試過(guò)程中的審查
在水電站機(jī)電設(shè)備實(shí)際安裝及調(diào)試過(guò)程中，部分項(xiàng)目通過(guò)機(jī)組驗(yàn)收程序很難發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，所以應(yīng)做好設(shè)備安裝及調(diào)試過(guò)程中的審核監(jiān)督。具體實(shí)施過(guò)程中可引入第3方調(diào)試隊(duì)伍，其與安裝單位相互分離，可利用不同于安裝單位調(diào)試的方式對(duì)容易影響機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性的保護(hù)、調(diào)速、勵(lì)磁、監(jiān)控等系統(tǒng)實(shí)施復(fù)核調(diào)試，可審核修訂安裝部分技術(shù)人員制定的機(jī)組啟動(dòng)試運(yùn)行方案及調(diào)試試驗(yàn)方案，并能對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的調(diào)試及安裝過(guò)程給予技術(shù)指導(dǎo)，可有效提升設(shè)備安裝調(diào)試施工的科學(xué)性和安全性。如阿海水電站在設(shè)備調(diào)試初期便在傳統(tǒng)調(diào)試隊(duì)伍基礎(chǔ)上引入設(shè)備調(diào)試管理新模式，選用了第三方專業(yè)調(diào)試隊(duì)伍開(kāi)展設(shè)備全程審查，相比安裝單位單獨(dú)調(diào)試，其在調(diào)試質(zhì)量及組織管理方面提高了30%以上[3]。
2.4 積極開(kāi)展機(jī)組啟動(dòng)試運(yùn)行交接驗(yàn)收
因不同單位均有機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)前，水電站機(jī)組啟動(dòng)試運(yùn)行及驗(yàn)收收件都相對(duì)緊迫，而安裝部門在實(shí)際試運(yùn)行過(guò)程中很難確保所有數(shù)據(jù)均在合格范圍以內(nèi)。因此在審核及驗(yàn)收時(shí)應(yīng)安排專業(yè)調(diào)試監(jiān)督單位，通過(guò)采用關(guān)鍵項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)、一般項(xiàng)目核檢問(wèn)詢、重復(fù)項(xiàng)目多次審核的方式，避免機(jī)組啟動(dòng)試運(yùn)行中出現(xiàn)各類隱患、缺陷及漏項(xiàng)，確保各試驗(yàn)數(shù)據(jù)在規(guī)定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，由此提升交接驗(yàn)收程序的專業(yè)性。
3 結(jié)束語(yǔ)
