水电厂电气二次技术改进与发展

水电厂电气二次技术改进与发展

姜春光

【摘要】经济发展，电力先行。随着国家对环保的重视，清洁能源在电力结构中占据越来越重要的位置。而清洁能源中，水电是容量最大的一部分，2014年我国水电占全国发电量的近20%，今年更有所提高。因此，水电厂电气二次技术的不断发展改进对于保障水电厂安全稳定发电，保证电源可靠性成为重要的因素。针对这种情况，有必要对电气二次设备改造的相关问题进行了探讨，希望能够保证水电站的安全、正常、高效运行。

【关键词】水电厂；电气二次技术；改进发展

电气二次设备的技术改造在电厂的日常工作中占非常重要的作用。此项工作做好，则能够很好地保持水电机组的日常安全稳定运行，若没有做好，轻则引起设备非计划停运，造成发电量和经营效益的损失，重则造成主设备的严重损坏。因此，保障电气二次设备技术改造安全、无异常的完成具有重要意义。二次设备的技术改造内容包括二次设备装置更换、二次盘柜的改造、电缆的敷设、二次电缆管道的预理和电气调试试验等。

一、水电厂二次设备改造技术的发展

水电厂是能将水的势能转换为电能的综合工程设施，它包含水工建筑物（大坝、引水渠道、厂房、尾水建筑等）、机电设备（发电机、水轮机、厂用电系统、闸门、辅助设备等等）、升压站（变压器、高压开关等等）。其中，对水情的测量、闸门控制、一次设备的监视控制测量保护、机械设备的在线监视测量等等都用到了电气二次设备。现在高度自动化的水电厂已经实现了多个电厂远程集中监控，现场基本无人值守的程度。可以说，二次设备是电厂的大脑和触手，对于实现电厂减员增效，提高工作效率，提高企业效益具有重要意义。

水电厂的设备安装过程中，通常会进行两次安装，即机械设备、一次设备安装和二次设备安装。一次设备安装是安装水电厂运行的主设备。相应地，二次设备安装就是对整个水电厂运行过程中的参数控制、运行安全监控以及运行机组调节等一系列的设备进行安装，它的安装技术好坏在一定程度上决定了水电厂的安全运行与经济效益。所以，水电厂的二次设备改造技术是当前我们必须高度重视、不断改进发展的重要课题。

二、水电厂二次技术发展现状

近年来，国内的电力行业得到了飞速的发展和进步，带动了水电厂的自动化水平的提高和运行设备性能的提高，满足了更多人的用电需求。现在的水电厂很多都采取了无人值班或少人值班的运行形式，同时还采取了各项高科技技术，比如远程监控系统等，这些都极大地改善了传统水电厂的弊端，带来了极好的收益。在水电厂运行设备中，绝大多数二次设备都通过太网分层系统结构和最为先进的光纤传输，建立了一套相对完善的计算机自动控制系统，很好地保障了水电厂设备的运行安全。

三、二次设备技术改造特点

经过现场多年的工作实践，总结出电气二次设备技术改造具有如下几个特点：

一、空间有限：水电厂的一次设备基本都是固定好的，因此与一次设备相连的二次设备安装也相对固定，其数量和位置很难灵活地进行改变。二、时间有限：很多大型水电厂在电网中作为重要电源点，担负着十分重要的工作任务，所以电厂停止运行进行二次设备技术改造的时间就十分有限，这就需要提前做好准备，包括技术方案、启动方案、装置设备、图纸、物资材料的的准备，施工时进行合理的工期安排。三、安全风险高：通常二次设备技术改造工作都是结合定期检修工作进行的，所以就存在改造和定期检修工作的交叉、拆装设备与运行设备互相联系等多重风险。

因此在进行二次设备技术改造的过程中，我们应当遵循四个最基本的原则，即保证人身及设备安全、首选优秀性能或者先进技术、兼顾电网安全和综合考虑改造成本与效益。

四、水电厂电气二次设备技术改进的方法

（一）预埋电缆管道

在对水电厂二次设备进行技术改良的过程中，需注意在浇筑混凝土前先将准备好的电缆管道进行安装和固定，在浇筑工作完成后，铺设电缆要坚持“走近路、不外露、要整齐”的原则，特别应注意一二次电缆分开敷设，这样可以有效地保护电缆。也要重视焊接工作，要对电缆管道对接的部位进行合理的处理，使接头处紧密结合，这样可以避免漏浆。同时，为了防止其他异物进入管道，须严密封住管口。

（二）二次装置、盘柜的安装

二次盘柜的安装工作通常包括几个部分：防腐刷漆、基础型钢下料、补刷防腐漆、基础焊接、二期混凝土回填等。此处需注意要使用膨胀螺栓对控制箱、拄墙动力箱和端子箱等进行有效地固定，让盘柜的基础安装高于抹层大约2公分，比盘柜的总长度多约2公分，这样，两条基础之间的间距、平行度、高程等的误差就会有章可循。

（三）电缆的敷设和连接

电缆的敷设工作在设计层面要首先做好，包括统计电缆清册，设备原理图与端子接线图等。由于二次电缆接线量极大，也非常容易出错，因此，准备工作必须做够。且必须对相互有联系的二次设备做好分析。当有运行设备与改造设备之间的电缆更换时，应做好防范措施。系统内每年都发生很多由于设备更换改造时，未与运行设备做好隔离或者误短接带电二次电缆导致设备误出口的情况。因此隔离工作必须做好，带电电缆必须用绝缘胶布包好，现场必须有专人监护。

采购电缆时，在成本控制满足要求情况下，尽量采购铠装屏蔽电缆，防止发生被小动物咬坏或者安装过程中造成电缆损伤等。在敷设电缆的过程中，我们首先应当对通道进行仔细地勘察与合理地搭设。对于过长的电缆部分，需要通过穿铁、切割以及处理管口等措施加以处理。其次，需要参照敷设图纸设定敷设路径。在对新电缆进行敷设之前，要仔细检查敷设通道内有无异物，若有应及时清理干净，对可能影响或损害电缆的因素也要进行有效地控制。在制作电缆敷设走向图的时候，应分别作出电缆架、电缆沟和电缆井等的一系列标识。在敷设过程中，要注意把电缆从上端引出，避免电缆同支架或地面有直接的接触。在所有电缆的头端和末端须用临时标牌作为标记，并保留足够的长度，以备后期使用。

（四）二次设备调试试验

一二次设备固定安装完毕后，我们需要对其进行静态、动态、性能试验。在此过程中需要注意以下几个方面：一要明确试验的相关原理，对照规范的要求提前做好试验方案并经审批下发，试验时做好试验记录表、试验仪器和仪表的调试等相关准备工作，分配好试验人员的职责分工；二要提前做好试验方案的安健环因素，提前做好危险源环境因素分析，并经审批下发，检查试验场所的安全情况，准备好应急预案，尤其要确保相应的消防应急措施得到落实；三要安排富有经验的，能够沟通各个部门的技术管理人员统一指挥和协调，减少各种安全隐患的发生；四要按照规范要求及时做好原始记录的收集、整理工作，及时完成实验数据的分析与整理工作。

（五）提高二次设备使用寿命

在进行电气二次设备技术改造的过程中，我们可以通过优化系统设计的方法提高其使用寿命，这在当前的水电厂技术改造中具有十分重要的现实意义。这要求设计人员对相关理论知识的掌握与运用，能够结合相应的工程进行探索和创新。具体来说，首先我们要充分考虑二次设备的性能，对性能好、性能稳定、绿色环保、有插板“二防”及技术参数优良的设备进行优先选择；其次，要尽量考虑简化线路，使二次接线的距离最短化，有利于减小和避免电磁兼容带来的各种干扰，使电气设备的正常使用时间得到加长；最后，要对二次设备的使用环境进行优化，比如我们可以把水电厂的继电保护装置及一些自动化设备的环境温度控制在合理范围内，有条件的情况下，应在装有二次设备的房间里安装空调。

五、结束语

总而言之，水电厂电气二次设备技术改造是一项综合性工作，相反它涉及面广、过程繁杂，不仅需要过硬的改造技术，也需要有全面的知识认识。要求不仅要对电气二次设备有足够的熟悉和认识，对二次设备所控制的一次、机械、水情设备等也要有一定认识，这样才能保证设备的安装质量。在进行改造的过程中，我们的技术人员必须充分把握好质量关、安全关和进度关，加强技术人员之间的沟通与交流，同时加大检查和监督的力度，确保其符合相关的技术要求，这样才能真正确保水电厂电气二次设备以后的安全、正常、高效运行。

参考文献：

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