小型水电站技术改造的三种方法

电力18讯：    作者：江西省分宜县马滩水电站 张 中

    农村小型水电站大多兴建于上世纪６０～７０年代，装机一般为数十千瓦至数百千瓦，当时电能主要用于农副产品加工和照明，由电网供电后，因其电能质量差、设计不合理、技术落后、机电设备陈旧老化等原因相继停止发电。但这些电站的厂房、渠道、压力钢管等水工建筑物和部分机电设备都比较完整地保存下来。如果对这些电站投入较少资金进行技术改造后，较短时间内即可投入运行，对缓解当前电力供需矛盾和降低供电部门购电成本（小水电上网电价每千瓦时为０．１８～０．２５元）有较为积极的经济意义。

    １  提高发电水头

    利用新技术因地制宜，在原有挡水建筑物顶部安装橡胶坝、自溃坝及水力自动翻板闸门等，以提高河道非行洪时段的发电水头，同时也增加了发电水量，从而达到提高机组出力，增加发电量的目的。以上方法一般适用于无调节（日调节）轴流式低水头水电站（水头小于１０ ｍ）。
    对于混流式或冲击式水电站（水头在１０ ｍ以上），由于建站时技术经济条件限制，原有压力钢管管径大部分小于经济直径，而且焊缝较多，水头损失很大。笔者在实际工作中，采用新型的双面螺旋埋弧焊钢管和橡胶伸缩节代替传统的钢板卷制的钢管和膨涨鼓，从而减少了钢管横缝，经对比，可降低水头损失３５％，同时还可以提高施工质量及管道运行稳定性，成本反而降低，取得了良好的效果。

    ２  增加流道过水流量

    上世纪９０年代以前生产的轴流式水轮机转轮叶片，与水平面最大夹角为１５°，限制了较大流量的通过。上世纪９０年代生产的ＺＤＴ０３系列转轮，其夹角可以达到３０°（根据不同情况，可选用２０°，２５°，３０°等），可以较大程度地提高机组过水流量，从而提高其出力。笔者所在的马滩水电站１９９８年在江西率先使用这种转轮，单机出力从７２ ｋＷ增加到９５ ｋＷ（设计单机容量为１００ ｋＷ），年发电量从５５０万ｋＷ・ｈ提高到６８０万ｋＷ・ｈ，经济效益十分显著。另外，将直锥型尾水管改为弯肘型，也可较好提高回收水流能量的效率。

    ３  改造发电机励磁系统

    农村小型水电站的发电机，最初大部分采用双绕组电抗分流励磁系统，在运行中普遍存在无功不足和无功振荡现象。针对以上情况，我们采取减小分流变阻器阻值的方法以扩大励磁调节范围，在实践中，一般减小到励磁绕组电阻值的１．５～２倍时效果最佳，发电机空载电压调节范围可以从原来的４０ Ｖ左右提高到８０～１００ Ｖ，大大提高了励磁系统的增励容量，从而降低发电机的功率因数，得到较大的无功输出，提高了机组的运行稳定性和电能的质量。