水电站电气设备和技术的发展

水电站电气设备和技术的发展

王新刚

新疆伊犁河流域开发建设管理局 新疆伊宁 835000

摘要：经济在快速发展，社会在不断进步，人们生活质量在不断提高，在人们的生产生活中，电力是必不可少的，中国的水资源丰富，建设水电站具有良好优势，因此，水电站是重要的电力供应源。水电站的日常运行中，需要使用众多的电气设备，因此，水电站的电力输出会在很大程度上受内部电气设备影响。要保障水电站作用正常发挥，就要确保其电气设备运行稳定，在日常工作中做好其运维工作，使电气设备处于稳定状态，水电站可以多发电、发好电。主要探究了水电站电气设备的运维策略，结合电气设备检修工作的特点，不断提升其检修技术工艺实施水平以及技术管理水平，使电气设备运维策略得以完善，能更好地服务于水电站建设中。

关键词：水电站电气;设备;发展

引言

2019年中华人民共和国成立70周年，2020年中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司(简称:西北院)也将迎来她的70华诞。70年风雨历程，西北院从西北走向全世界，从水电勘察设计走向清洁能源开发、水生态环境治理及基础设施建设领域勘察设计、施工、运营和投资等，成长为现在的科技型工程公司。电气专业设计也从水电扩展到风、光、生物质等各种清洁能源的发电、多能互补及能源规划等业务，扩展到水环境及基础设施等领域的供配电设计等等。下面重点总结水电站电气设备和设计技术的发展。

1水电站电气设备安装质量控制要素

在水电站电气设备安装质量控制中，主要质量控制要素如下。首先，保证水电站电气设备安装施工技术及施工方案具有高度科学性。如果施工方案存在漏洞，施工技术选择存在缺陷，就有可能导致水电站电气设备安装工程出现返工的现象。因此，只有在前期合理选择施工技术、科学制订施工方案，才能为水电站电气设备安装工作的有效开展提供保证，为水电站质量控制工作的有效实施奠定基础。其次，关注水电站电气设备与材料采购工作的有效开展。水电站电气设备使用材料质量与设备自身质量会对工程完成效果造成直接影响。同时，需要在电气设备具体安装过程中，保证电气设备操作与标准规范、技术标准要求高度相符，确保质量控制工作涵盖材料采购、材料使用及工程维护全过程。最后，水电站电气设备安装企业要构建质量保证体系，明确电气设备安装、调试的要求，并科学划分电气设备管理人员的工作职责，为水电站电气安装工作各个环节的有序开展奠定基础。

2水电站电气设备和技术的发展

2.1母线

20世纪90年代，西北院设计的大峡水电站发电机出口选用的是敞开式的裸母线，进入21世纪，尼那贯流式水电站设计时，由于贯流机组特殊的布置方式，当时尺寸小的绝缘母线只有0．4kV的低压母线槽，发电机出口中压母线无法选择，只能选用了每相8根的单芯电缆，电缆敷设复杂，对施工要求高。近10年，母线制造水平快速发展，各种绝缘材质的母线从低压发展到中压，密集型母线槽、浇注母线、绝缘管母线等各种型式的绝缘母线应有尽有，西北院设计的阜康及镇安抽水蓄能电站10～24kV各系统均采用浇注母线，绝缘管母线广泛应用于风电场35kV系统。从1969年刘家峡水电站在中国首次采用了分段绝缘离相封闭母线，到李家峡、宝珠寺水电站开始推广的全连式离相封闭母线，现在全连式离相母线已经成为大中型水电站发电机出口母线的标准配置，技术也得到了很大的发展，其电压等级可达30kV，额定电流26kA，成功应用于百万千瓦级机组的发电机电压回路。

2.2调速器排故

以液压故障为例:出现液压故障以后，维护人员要重点检查脉冲阀以及液压装置的状况，并且要结合继电器所提供的信号对导叶进行控制，从而实现对液压装置的控制。随后观察导叶，利用自动和手动阀门辅助调速器排故，处理完毕后恢复操作，然后确定是否已经排故。

2.3变压器运维要点

在其运行方面，要注意在雷雨季节做好避雷工作，安装的接地设备要保证合格、安全。对其油位要加强巡查，防止出现漏油的情况。变压器运行过程中，需观察是否存在异常的电磁声，还要全方位养护其冷却系统，一旦在高温环境下风扇运转出现异常，就要采取有效的通风措施。检修方面，在因铁芯接地而导致其温度过高的情况下，需要先将表面油污除去，将接地片更换为紫铜片，包扎好外漏部位。油道也要清理干净，使上铁轭与压板间的间隙均匀。如果检查中发现其油位存在不正常的情况，要将多余的油放出并清除油污，油位比较低时要对其补充。存在局部放电现象时，需对其绝缘性能做进一步的强化。

2.4施工阶段质量检查

在水电站电气设备安装正式施工阶段，要对施工操作质量检查予以高度重视。水电站电气设备安装各个环节的施工质量都会对整体工程完成质量造成影响，甚至会对水电站后期投产造成不利影响。首先，相关单位需要明确水电站施工质量检查具有动态性，应向所有电器设备安装工作人员提出自我检查要求，并依照此要求完成电气设备安装是否与技术方案相符的判断工作；其次，在具体检查过程中，要全面落实电气设备安装施工技术要求，依照标准施工规范对其进行有效衡量，如果在检查过程中发现存在操作行为错误的现象，应要求安装工作人员及时解决现存问题，对操作行为进行及时整改；最后，明确施工阶段质量检查重点，一般情况下，质量检查重点主要为隐蔽电气设备部件及隐蔽工程项目。

2.5高压引出线

高压引出线是水电站一个特有的名词，是指由电站厂房引至开关站的高压导体。20世纪高压引出线采用最多的是架空线路，采用电缆的基本上都是充油电缆，例如刘家峡和龙羊峡水电厂的330kV充油电缆。李家峡水电站首次尝试引进330kV干式电缆，通过招标采用了法国雪力克公司(SILEC)的低密度聚乙稀(LDPE)干式电缆。现在高压电缆主流产品为交联聚乙烯挤包绝缘电缆，电压等级最高为500kV，中国也有不少厂家可以生产，但电缆终端主要靠进口，中国仅有江苏安靠智能输电工程科技股份有限公司能够生产，西北院设计的鲁地拉水电站采用了全部国产的500kV交联聚乙烯挤包绝缘电缆。拉西瓦水电站装设6台700MW的水轮发电机组，出线电压等级750kV，连接地下开关站与地面出线场的高压引出线不仅容量大，电压等级非常高，没有可以选择的电缆。西北院经过大量的调查和研究，首次选用了气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)，当时中国还没有生产厂家，全部从美国AZZ公司进口。通过拉西瓦水电站750kV气体绝缘金属封闭输电线路的设计与实践，西北院获得了《超高压气体绝缘金属封闭输电线路温度监测方法》、《气体绝缘金属封闭输电线路在竖井内安装起吊方法和设备》2项发明专利和《超高压气体绝缘金属封闭输电线路温度监测机构》、《高落差竖井中超高压气体绝缘金属封闭输电线路固定机构》2项实用新型专利，并编制了DL/T361－2010《气体绝缘金属封闭输电线路使用导则》及《气体绝缘金属封闭输电线路工程设计研究与实践》技术专著，成为超高压和气体绝缘金属封闭输电线路设计的引领者。经过十几年的发展，中国已有厂家能够生产GIL，价格也逐年降低，因此500kV及以下电压等级也有不少水电站采用了GIL设备，加上其大容量和高可靠性等优势，220kV以下的GIL开始在城网中推广使用，前景可期。

结语

在水电站建设运行中，要从其长远利益出发，能够在安全准则下不断完善其运维策略，从技术、制度建设和管理等方面提升检修和维护水平，使电气设备可以长周期处于稳定运行状态中，保证水电站运行良好。

参考文献

［1］李林合．大型水轮发电机支路不对称定子绕组理论研究［D］．哈尔滨:哈尔滨理工大学，2006．

［2］葛杨．发电电动机定子绕组4支路与7支路设计方案对比分析研究［D］．济南:山东大学，2017．