小型水电站辅助设备及自动化探讨

小型水电站辅助设备及自动化探讨

张鸿张育红

（甘肃省岷县刘家浪水电有限责任公司748400）

摘要：随着我国国民经济的迅速发展，我国人们生活水平呈现逐渐上升的发展态势，社会对电能的生产及输送质量提出更高要求，小型水电站的建设和运作发展面临着新形势和新挑战。充分应用水电站辅助设备加强自动化建设，能够更好的满足人们对电能质量的真实需求，提高水电站供电稳定性、安全性和高效性。本文从实际出发，首先介绍了现阶段我国小型水电站的主要辅助设备，在此基础上探讨了小型水电站的自动化发展，希望能够为我国水电事业的进步发展提供一些参考意见。

关键词：小型水电站；自动化；辅助设备

近两年，我国小型水电站的建设工作正在如火如荼的扩张中，为了更好的满足人们的供电需求，各地政府将建设和发展小型水电站工作纳入到要点工作中，进一步加快了小型水电站的自动化建设脚步，提高了各种辅助设备在小型水电站运作中的应用水平。据不完全调查统计，我国2018年小水电技术开发量达到1.28亿千瓦，全国建成4.7万座小水电站，在持续发展过程中，这些小水电站的辅助设备应用及自动化水平接着决定着能否有效控制对环境的影响、避免对资源的破坏、促使水电技术愈加成熟完善。然而，现阶段我国大多数小型水电站的辅助设备应用还不够普及，自动化建设水平较低，由此可见，探讨小型水电站辅助设备及自动化十分必要，对于推动我国小水电事业的健康、可持续发展具有重要现实意义。

一、现阶段我国小型水电站的主要辅助设备

这里指的辅助设备主要是为了满足小型水电站机组可靠、稳定、安全运行以及维护检修的设备。包括拦污设备、油冷却装置、空压机、行车、调速器等，下文将对这些主要辅助设备在我国小型水电站之间能够的设置和运行情况进行分析探讨。

（一）拦污与排沙设施

小型水电站水轮机的运行情况受泥沙很大危害和影响作用，由于小型水电站建设附近的河流中，普遍存在大量坚硬且颗粒大的泥沙，所以会严重损坏及影响水轮机部件，尤其是转轮叶片，在泥沙作用下很容易出现损坏问题[1]。所以，小型水电站设置排沙装置十分必要，通常来说，大部分小型水电站会将冲沙闸设置在渠道进口处，且在控制上使用手动闸阀，容易出现泥沙阻塞手动闸阀造成无法正常启动的问题，导致泥沙不能顺利排掉。在解决这个问题上，可以将大孔口的冲沙闸设施设置在前池，同时采取手电两用启闭机加刚平板闸门一起控制，达到预期的拦污与排沙效果。

（二）空气压缩机

小型水电站的压缩空气整个系统中，最为主要和核心的设备就是空气压缩机，能够引用到风动工具用气、清扫将要检修的设备、空气围带充气、调相压水、低压系统机组制动等用处中[2]。现阶段，我国很多小型水电站提出使用YT型调速器的高压系统装置方法，应用设备自身存在的自动补气功能，取缔高压空气机的选择和配置，实际上笔者认为这是一种不适合的观点，因为一旦出现油压下降、油泵失灵、补气装置异常则会直接导致面临停机事故的严重后果。因此，要将空压机（2.5MPa）与YT型调速器一起配合选用，才能够起到备用和补充效果，保证整个空气压缩系统的稳定运作。

（三）行车

小型水电站在进行检修起吊和安全工件过程中，需要使用行车设备，能够缩短检修和安装的工作时间，提升工作效率，同时对机组安全有良好保证作用。调查显示，很多小型水电站处于投资成本的节约目的，依旧使用传统的手动桥式吊车设备(如图1所示），不仅浪费了大量人力资源和劳动力，也不便于使用操作，检修工期与安装工期较久，反而造成更多的资源损失和经济损失。所以，小型水电站在选择天车设备时，要从长远发展角度出发，选择高效率的电动吊车(如图2所示），不过需要注意的是，针对一些500kW以下单机容量的小型水电站，手动吊车能够满足短时间内的检修与安装作业需求，可以选用。

图1手动桥式吊车

图2电动吊车

（四）调速器

这是保证水电站机组运行稳定和安全的必要设备。近年来，有些小型水电站在并入大电网后，处于调频任务已经不再由其承担，因此，没有配置自动调速器。笔者认为，这种做法稍欠考虑，小水电站的调速器在稳定电压、电波同时，也是自动停机、自动调节负荷、自动开机的主要设备，对供电质量起着重要保证作用，是必不可少的辅助设备[3]。

二、小型水电站的自动化分析

随着科学技术的快速发展，小型水电站的自动化建设水平，一定程度上直接决定着其功能作用的发挥和投入使用后经济效益高低。因此，小型水电站要加强自动化建设工作，在具体实施中可以从以下几方面入手。

500kW以下单机容量的小型水电站，要积极普及手动操作技术的应用。考虑到这类小型水电的技术力量和建设资金有限，所以在实现全部手动操作过程中，要遵循简而不繁的原则，更好的发挥自动化建设资金的使用价值，对小型机组可以不为其配置自动调速器和水机自动化设施。

3200kW以上单机容量的水电站，需要进一步加强自动化元件的引入和应用，既要达到自动调节负荷以及开停机的目的，也要应用其自动监视和保护辅助设备及主机运行状况[5]。例如，使用转子接地信号装置、补气阀、真空破坏阀、油水混合信号器、液位信号器等，检测所有设备的运行状态，及时发现设备存在的问题或者风险隐患，为接下来的设备维护、保养和检修工作提供可靠依据。

结束语

综上所述，在新形势背景下，小型水电站想要保证机组可靠、安全运行，满足人们对公司按质量的要求，就要科学合理的选用辅助设备，加强自动化建设工作，既要考虑小型水电站的技术水平和资金成本，也要普及自动化新技术的引进和应用推广，从而实现机组效益的最大化，促进我国水电事业的现代化发展。

参考文献

[1]周梦阳.水电站电气自动化应用不足点分析及解决措施[J].低碳世界,2019,9(2):49-50.

[2]赵航.水电站自动化系统的应用与探讨[J].百科论坛电子杂志,2018(3):166.

[3]彭韫.黄金坪水电站机组辅助及公用控制系统设计[J].环球市场,2018(7):366.

[4]钟亮.电气自动化在水电站中的应用相关问题研究[J].魅力中国,2018(12):232.

[5]周东旭.中小型水电站自动化的发展方向[J].建材与装饰,2019(3):246-247.