浅议农村小水电建设及改进

浅议农村小水电建设及改进

杨增荣

杨增荣（龙岩市仙安水电有限公司）

摘要：本文以我国农村小水电的现状为基础，着力对供水系统、排水系统、大坝泄洪排水闸门止水、水库水位调度厂用电系统经济运行以及小水电站的设计改进问题展开探讨。

关键词：农村小水电站供排水系统厂用电水电站设计

0引言

农村水电是指由地方组织实施的各种所有制经济主体通过开发农村水能资源形成的中小水电站及其配套电网，是农村重要的基础设施和公共设施，主要为农村经济社会发展服务、为县域经济社会发展服务。就我国的农村小水电来说，小水电是我国加快农村地区经济发展、提高农民生活水平的重要途径。温家宝同志指出：发展农村水电、加快农村电气化建设，是实现农业和农村现代化的重要条件。近年来，随着经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，对电力的需求日益迫切，各地都在大力发展小水电，将其作为促进当地经济发展的增长点，因此人们对农村小水电的发展也倍加关注。在水利水电领域，水电厂是一种生产型的企业，电厂的一切设备都是服务于生产，但是小水电存在工程造价持续上升，建设成本不断增高，电站本身规模较小，电量生产有限，生产成本偏高等问题。如果与大规模生产的常规能源实行竞价上网，小水电和其他可再生能源将会受到巨大冲击。此外，现在的小水电自身在供、排水系统，大坝泄洪、排水闸门止水、水库水位调度以及厂内用电等方面都存在一些问题。国务院已经决定，继续实施积极的财政政策，加强西部大开发和基础设施建设。其中，加大对水利、水电建设和水利系统的农网改造投入是这一政策的重要内容。由此我们可以看到，在中国国情的基础上发展农村小水电是一项非常有前途的事业。本文以此为出发点，以我国农村小水电的发展现状为研究对象，来探讨我国农村小水电自身系统改进问题，以期为我国农村小水电建设提供点建议。

1排水系统的改进

1.1供水系统的现状及改进在我国，节电节水的潜力非常大。据有关国际组织发表的资料显示:中国的单位国民经济总产值所消耗的电是美国、德国等的4倍左右，消耗的水是他们的2倍左右。我国的大量用电设备中，风机和泵类电机的耗电量占全国发电量的50%左右，若推广新型电机调速技术，可节电40%左右，即可以节约全国发电量的1/5.由于我国人均占有水、电资源相对于别国又少很多，因此，在我国一方面水电供应紧张，而另一方面，水电的浪费又十分惊人.节电节水，不仅潜力巨大，而且意义深远。应采用一定高度一定容量供水池，半水期利用山体引水，枯水期采用坝后取水，自动抽水，低水位信号。二台水泵相互备用，维护简单，投资省。

1.2排水系统的现状及改进厂内集水井排水可采用自动排水即安装一个比正常库水高些的自排管进行排水，备用水泵在半水期时自动启动排水，当来水量较小时，自动排水可节省厂用电。

1.3大坝泄洪、排水闸门止水问题我国和世界上约三分之一的大坝失事，是洪水漫坝所造成的.因此，正确地对大坝防洪安全进行评估和校核，具有十分重要的意义.拦河闸坝是水利枢纽工程中必不可少的主体建筑物之一，它担负着水电厂的发电、流域的防洪、水库的灌溉等重要的任务。因目前河水杂质较多，特别是半水期大坝泄洪时山体杂物较多，有可能引起闸门闸不密而漏水，有时出现2~3cm间隙，从而造成安全隐患。对此可采用在闸门上游倒些河卵石和粗砂子，不仅有阻滞这些杂物的作用还能起到堵漏的效果。

1.4水库水位调度小水电以往通常采用水位自动测报系统，这样不仅投资大，而且维护不便，特别是目前水质大都较差，自动测报系统常会误发信号给正常的运行及管理造成不便。现在可采用视频直观监控监视电厂各设备的运行状态，这样不仅能够减轻现场人员的劳动量和劳动强度，及时发现各种危险状况，制止事故的发生，而且随着我国许多水电站及变电站实现了“无人值班、少人值守”的运行管理模式，在较少运行人员的情况下，为有效地保障电站安全可靠的运行，也使得运行管理人员借助计算机监控系统能够观看远方稳定而清晰的现场图像信息的愿望更为迫切。另外，增设视频监控系统的同时，还可以在厂房值班室安装电视机，可增加值班工人的娱乐，不会使上班过于枯燥无味。随时切换视频，可直观大坝水位，提高劳动生产率，更方便的对全厂重点部位的实时情况进行准确了解。现场图像经过分控计算机处理，通过光缆及网络传输到监控中心，监控中心对接收的视频数据和监控数据，进行监控、存储、管理，值班人员能够及时了解现场情况。提高了系统安全性、稳定性，在改造后期的运行过程中也减少了运行和维护人员，提高了电站经济效益。

2厂用电问题

厂用电系统设备的经济运行及改进措施：①在现有的厂用电变压器容量的情况下，采用明备用方式，并将备用变压器处于冷备用状态，以减少备用变压器的空载损耗。②全厂照明回路采用声、光、触摸、感应等控制方式，如路灯采用声光控结合。③尽量采用节能灯具。④有条件的可将技术供水联络运行，以减少技术供水泵运行台数。⑤注意空调等大宗厂用电负荷的及时投切。⑥减少油、水、气系统的跑、冒、滴、漏，以减少各系统电动机的起动次数等。

另外，因电站受丰、枯水期影响，电压波动比较大，特别是丰水期，厂内照明灯极易烧坏，厂内电脑也常因电压过高而损坏，照明灯可采用串联灯泡加断路开关，即电压高时2个灯泡串联。电压低时断路开关将其中一盏灯短路，其他系统可装个3KVA的手动调压器，这样既节省了投资，维护起来也方便，一般厂用电除水泵空压机外，不会超过3KVA（主要用于电脑微机，传真机，监控器等）总之，厂用电系统在水电站具有重要作用。在运行中采用各种方式节电，以实现经济运行。

3小水电站的设计改进

3.1水轮机的选择水轮机是水电站一个十分重要的设备，水流的动能和势能转换成机械能就是通过水轮机来实现的。水轮机选择合理与否，直接影响到机组的效率和运行的安全性、经济性。①机组台数的选择农村小水电站机组台数与电站的投资、运行维护费用、发电效益以及运行人员的组织管理等有着密切的关系。通过多年设计和运行经验表明：农村小水电站机组台数一般为1～4台，且型号应尽量相同，以利于零部件通用和维修管理方便，其中每座电站2台机组居多。②水轮机型号的选择水轮机型号的选择合理与否，直接影响到水轮机的运行效率、汽蚀和振动等。选择型号时，既要考虑水轮机生产厂家的技术水平和运输的方便程度，又要确保水轮机常处于较优的运行工况，即尽量处于水轮机运转特性曲线图的高效区。尤其是机组运行时，水头的变化不要超过水轮机性能表的水头范围，否则会加剧水轮机汽蚀和振动，降低水轮机效率。③机组安装高程的确定水轮机的安装高程不能超过水轮机允许的最大吸出高度，否则会引起水轮机转轮的汽蚀、振动等不良现象，因而缩短机组的运行寿命。

3.2保护装置农村小水电站主保护装置的配置应在满足继电保护基本要求的前提下，力求简单可行、维护检修方便、造价低及运行人员容易掌握等。①过电流保护单机800kW以下的机组，可以采用自动空气断路器的过电流脱扣器作为过流及短路保护，其动作整定值可以通过调整衔铁弹簧拉力来整定，整定值一般为发电机额定电流的1.35～1.7倍。为了提高保护的可靠性，还可采用过流继电器配合空气断路器欠压脱扣器作过流及短路保护，继电器线圈电源取自发电机中性点的1组（3只）电流互感器，继电器动作值亦按发电机额定电流的1.35～1.7倍整定。原理：当发电机出现短路故障时，通过过流继电器线圈的电流超过其动作值，过流继电器常闭接点断开，空气断路器失压线圈失电而释放，跳开空气断路器主触头，切除故障元件——发电机。②欠压保护当电网停电时，由于线路上的用电负荷大于发电机容量，此时电压大幅度降低，空气断路器欠压线圈欠压而释放，跳开空气断路器，以防电网来电造成非同期并列。③水阻保护当发电机因某种原因(如短路、长期过载、电网停电等)突然甩负荷后，机组转速会迅速升高，这种现象叫飞逸。如果不及时关闭调速器和励磁，可能造成事故。一般未采用电动调速的农村小水电站可利用三相水阻器作为该保护的负荷。

4结语

总之，在农村小水电建设中，应本着“经济，资源，生态”三大补偿机制，促进农村经济发展，加快资源配置市场化，如何更好的进行水资源保护利用和采取更有效的工程补偿措施，是一项长期而艰巨的任务。