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[摘 要]我县地域辽阔，水力资源丰富，各地区都根据河流特点建立了小型水电站，虽然随着科学技术的进步，国内外制造业水平显著增高，但小型水力发电设备仍存在不足，本文主要针对我县现有水电站的水力发电设备存在的问题进行探讨，并根据实践经验和文献总结提出了改进措施。
[关键词]小型水电站 设备改造 改进措施
中图分类号：[TM622] 文献标识码：TM 文章编号：1009―914X（2013）25―0562―01
引言
建国后，为满足日益增长的物质条件需要，电力作为制造业的动力资源，我县非常重视小水电站的建设，大量的小水电站在我县各个地区建造并投入使用，小水电站在我县经济的高速发展过程中起到了不可或缺的作用。但是由于很多地区的小型水电站建设的比较早，设备残旧，经常发生故障，还有的设备由于当时经验不足，设备选型不当、制造质量差，现在很多小型水电站因为设备故障，效率低下，严重影响经济效益。小型水电站的设备技术改造是目前水电行业亟待解决的问题，但很多小型水电站没有这方面的经验，在改造过程中举步维艰，本文针对一些小型水电站水力发电设备技术改造进行了总结。
1.小型水电站水力发电设备技术改进的必要性
1.1 设备陈旧和造型不当
很多小型水电站建造于改革之前，水力发电设备运行多年，甚至有的已经超过使用寿命，有的偏远地区小型水电站的发电机组是建国初期生产的水轮机，由于水电站资金有限，不能对水力发电设备进行定期维护，设备老化严重。另外，型号陈旧的水轮机由于当时技术水平有限，存在缺陷，长期使用的水轮机腐蚀严重，导致很多的水电站运行成本高，效率低下。
小型水电站为了节约成本，水力发电设备具有标准化，通用化的特点[1]，在水电站进行机组选型时根据自己的需要选择合适的型号，但是由于当时缺乏技术人员，很多小型水电站在购买设备时，往往根据水轮机的动力水平和大小选择设备型号，选型不当使很多小型水电站的发电效率低下，腐蚀严重。虽然，使用过程中电站的技术人员发现了这一缺陷，但由于更换设备需要投入大量时间和资金，很多小型水电站选择将就使用。
1.2 水力发电设备质量低下
早期水力发电设备制造厂商因为设计水平低，不能设计出合理的水力发电设备，甚至有的水轮机制造商为了提高生产效率，任意更改一些尺寸，使水轮机各部件之间搭配不协调，影响水力性能。
1.3 设备配套不合理
小型水电站水力发电设备配置不合理，既浪费资金又不能提高生产效率。例如：有的小型水电站的水轮机出力设计高出发电机设备的最高容量，在工作过程中会出现弃水现象。反之，假如水电站发电机的容量高出水轮机的出力设计，不但浪费发电机的容量还会增加其它设备的运行负担。
2.小型水电站水力发电设备技术改进的基本原则
小型水电站水力发电设备的改造主要是对水轮机、调速器、水系统微机控制系统等方面进行改造，为了加强改造的合理性，我们应该遵循以下四种原则。
2.1 经济效益原则[2]
小型水电站改进设备技术是为了提高发电效率，增加收益，所以我们在进行水力发电设备技术改进时首先应考虑经济效益，仔细分析投入和回报，争取利用最少的改造成本，换取最大的经济回报。
2.2 优先改造薄弱环节原则
小型水电站应该根据自身的情况和当地对用电量的需求综合考虑小型水电站应该达到的技术水平，并且根据改造预算资金和设备的运行状况，优先改造损坏严重的设备和能提高发电量的设备。
2.3 可行性原则
小型水电站在进行水力发电设备改造初期，应让单位的所有技术人员和操作人员参与讨论，技术改造应尽量向水电站的工作人员了解清楚，必要时让他们也参加，因为只有本水电站的人员才能充分了解自己站内水力发电设备的工作状况。
2.4强调适用原则
不同制造厂商对设备的设计方案不一样，各个厂家制造的水力发电设备的技术指标可能不同，因此，我们在选择设备时不应该只最求高性能指标，应该根据现有的其它水力发电设备，选择最合适的配套设备和技术，避免经济浪费。
3.小型水电站水力发电设备技术改造的途径和措施
小型水电站水力发电设备技术改造可以使我县各小水电站可以更好的利用水力资源，小型水电站管理人员应该重视目前水电站出现的问题，在遵循上面介绍的原则基础上对水力发电设备进行技术改造，我们通过以下三种方法对要设备进行改造。①检测设备的不合理之处，对损坏的设备进行修理和调整，尽量使其回复到最佳工作状态。②保留该设备良好部分，对其它处进行技术改进，可以引进目前市场上先进的、和该设备匹配的部件。③对陈旧设备进行彻底改造：例如，用新机组更换老机组，根据实际情况引进效率高的先进机组。以下对近年来实施小型水电站水力发电设备改造的水电站采用的措施进行介绍。
3.1 采用无油无维护新技术
现代化水电站的水轮机采用无油、无维护化新技术[3]。无油化是指水轮机的接力器采用电力驱动，去掉油压装置，元件采用机电一体化元件，伺服电机通过机械传动控制导水机构。无维护技术指水电站水力发电设备中的运动摩擦部位使用新型耐磨材料和性能优异的润滑油。例如：根据小型水电站所在地区的水质条件，水轮机的轴承可以使用水性润滑油。根据不同水质和使用状况选择合适的耐磨材料和润滑油可以减少设备的维护和检修。
3.2 采用实用、可靠的技术对老机组进行改造
推力瓦温度过高时会被烧坏而导致停机，经济效益较好的小型水电站可以使用国外先进的弹性金属塑料推力瓦，该类型的推力瓦具有较好的耐高温性能，可以减少水力发电设备的运行检修，提高水力发电设备的可靠性能。
3.3采用微机变压器保护装置
微机变压器保护装置对比传统的常规差动继电器的优点在于，它不仅保持了常规差动继电器式保护具有的当存在外部穿越型故障时能可靠制动的特点，还可以消除制动产生的电流稳态值，可以大大增加检测内部故障的灵敏度；另外，它还解决了发电机组开机和停机时导致的复合不稳定、灵敏度差等问题，增加了运行的可靠性。
3.4 提高发电机组的效率
发电机组的效率由水轮机效率和发电机效率组成，但是由于发电机的效率变化不大，所以提高发电机组的效率主要是提高水轮机的效率。假如小型水电站发电机组的工作水头和流量变化不大，可以通过选择性能较好的水轮机，以提高发电机组的工作效率；另外水轮机组长时间工作会发生腐蚀，磨损等缺陷，此时可以通过更换新型水轮机以提高发电机组的工作效率。当发电机组工作段河水可以被利用的水量和水轮机不匹配，可根据实际情况选择合适型号的水轮机。
3.5 增加水电站的发电容量
增加水电站的容量可以采用增加原有机组的容量，也可以在原有机组的基础上添加新的机组。例如水电站所在区域水资源丰富，尤其是在汛期现有的发电机组不能充分利用多余的水资源，此时可以通过增加机组容量的方法来提高小型水电站的效率。但是技术人员在提高发电机组容量之前，要认真根据水轮机的性能计算水轮机是否可以增容，假如水轮机没有增容的余地，可以适当增加水轮机的直径，如果仍不能满足要求则可以考虑添加合适数量的水轮机。
4.结论
随着科学技术的发展，发电形式变的多样化，但是水力发电作为无污染、无资源损耗的发电方式仍然是我县电力重要的组成部分，而小型水力发电设备作为边远农村地区的主要发电方式在我县仍被十分广泛应用。但因为小型水电站效率低，水力资源浪费严重，本文通过对水力发电设备技术改造方面的总结希望可以为以后小型水电站的设备技术改造提供帮助。
参考文献
[1] 柳必龙. 浅析小型水电站设备技术改造方案的选定[J].装备制造，2009，05：98
[2] 赵宝华. 小型水电站的技术改造的研究[J].工业设计，2012，03：55-56
[3] 赵克俭，王丽平，寿梅华. 镜泊湖发电厂老设备技术改造[J].水利水电技术，1994，01：25-27
[关键词]小型水电站 设备改造 改进措施
中图分类号：[TM622] 文献标识码：TM 文章编号：1009―914X（2013）25―0562―01
引言
建国后，为满足日益增长的物质条件需要，电力作为制造业的动力资源，我县非常重视小水电站的建设，大量的小水电站在我县各个地区建造并投入使用，小水电站在我县经济的高速发展过程中起到了不可或缺的作用。但是由于很多地区的小型水电站建设的比较早，设备残旧，经常发生故障，还有的设备由于当时经验不足，设备选型不当、制造质量差，现在很多小型水电站因为设备故障，效率低下，严重影响经济效益。小型水电站的设备技术改造是目前水电行业亟待解决的问题，但很多小型水电站没有这方面的经验，在改造过程中举步维艰，本文针对一些小型水电站水力发电设备技术改造进行了总结。
1.小型水电站水力发电设备技术改进的必要性
1.1 设备陈旧和造型不当
很多小型水电站建造于改革之前，水力发电设备运行多年，甚至有的已经超过使用寿命，有的偏远地区小型水电站的发电机组是建国初期生产的水轮机，由于水电站资金有限，不能对水力发电设备进行定期维护，设备老化严重。另外，型号陈旧的水轮机由于当时技术水平有限，存在缺陷，长期使用的水轮机腐蚀严重，导致很多的水电站运行成本高，效率低下。
小型水电站为了节约成本，水力发电设备具有标准化，通用化的特点[1]，在水电站进行机组选型时根据自己的需要选择合适的型号，但是由于当时缺乏技术人员，很多小型水电站在购买设备时，往往根据水轮机的动力水平和大小选择设备型号，选型不当使很多小型水电站的发电效率低下，腐蚀严重。虽然，使用过程中电站的技术人员发现了这一缺陷，但由于更换设备需要投入大量时间和资金，很多小型水电站选择将就使用。
1.2 水力发电设备质量低下
早期水力发电设备制造厂商因为设计水平低，不能设计出合理的水力发电设备，甚至有的水轮机制造商为了提高生产效率，任意更改一些尺寸，使水轮机各部件之间搭配不协调，影响水力性能。
1.3 设备配套不合理
小型水电站水力发电设备配置不合理，既浪费资金又不能提高生产效率。例如：有的小型水电站的水轮机出力设计高出发电机设备的最高容量，在工作过程中会出现弃水现象。反之，假如水电站发电机的容量高出水轮机的出力设计，不但浪费发电机的容量还会增加其它设备的运行负担。
2.小型水电站水力发电设备技术改进的基本原则
小型水电站水力发电设备的改造主要是对水轮机、调速器、水系统微机控制系统等方面进行改造，为了加强改造的合理性，我们应该遵循以下四种原则。
2.1 经济效益原则[2]
小型水电站改进设备技术是为了提高发电效率，增加收益，所以我们在进行水力发电设备技术改进时首先应考虑经济效益，仔细分析投入和回报，争取利用最少的改造成本，换取最大的经济回报。
2.2 优先改造薄弱环节原则
小型水电站应该根据自身的情况和当地对用电量的需求综合考虑小型水电站应该达到的技术水平，并且根据改造预算资金和设备的运行状况，优先改造损坏严重的设备和能提高发电量的设备。
2.3 可行性原则
小型水电站在进行水力发电设备改造初期，应让单位的所有技术人员和操作人员参与讨论，技术改造应尽量向水电站的工作人员了解清楚，必要时让他们也参加，因为只有本水电站的人员才能充分了解自己站内水力发电设备的工作状况。
2.4强调适用原则
不同制造厂商对设备的设计方案不一样，各个厂家制造的水力发电设备的技术指标可能不同，因此，我们在选择设备时不应该只最求高性能指标，应该根据现有的其它水力发电设备，选择最合适的配套设备和技术，避免经济浪费。
3.小型水电站水力发电设备技术改造的途径和措施
小型水电站水力发电设备技术改造可以使我县各小水电站可以更好的利用水力资源，小型水电站管理人员应该重视目前水电站出现的问题，在遵循上面介绍的原则基础上对水力发电设备进行技术改造，我们通过以下三种方法对要设备进行改造。①检测设备的不合理之处，对损坏的设备进行修理和调整，尽量使其回复到最佳工作状态。②保留该设备良好部分，对其它处进行技术改进，可以引进目前市场上先进的、和该设备匹配的部件。③对陈旧设备进行彻底改造：例如，用新机组更换老机组，根据实际情况引进效率高的先进机组。以下对近年来实施小型水电站水力发电设备改造的水电站采用的措施进行介绍。
3.1 采用无油无维护新技术
现代化水电站的水轮机采用无油、无维护化新技术[3]。无油化是指水轮机的接力器采用电力驱动，去掉油压装置，元件采用机电一体化元件，伺服电机通过机械传动控制导水机构。无维护技术指水电站水力发电设备中的运动摩擦部位使用新型耐磨材料和性能优异的润滑油。例如：根据小型水电站所在地区的水质条件，水轮机的轴承可以使用水性润滑油。根据不同水质和使用状况选择合适的耐磨材料和润滑油可以减少设备的维护和检修。
3.2 采用实用、可靠的技术对老机组进行改造
推力瓦温度过高时会被烧坏而导致停机，经济效益较好的小型水电站可以使用国外先进的弹性金属塑料推力瓦，该类型的推力瓦具有较好的耐高温性能，可以减少水力发电设备的运行检修，提高水力发电设备的可靠性能。
3.3采用微机变压器保护装置
微机变压器保护装置对比传统的常规差动继电器的优点在于，它不仅保持了常规差动继电器式保护具有的当存在外部穿越型故障时能可靠制动的特点，还可以消除制动产生的电流稳态值，可以大大增加检测内部故障的灵敏度；另外，它还解决了发电机组开机和停机时导致的复合不稳定、灵敏度差等问题，增加了运行的可靠性。
3.4 提高发电机组的效率
发电机组的效率由水轮机效率和发电机效率组成，但是由于发电机的效率变化不大，所以提高发电机组的效率主要是提高水轮机的效率。假如小型水电站发电机组的工作水头和流量变化不大，可以通过选择性能较好的水轮机，以提高发电机组的工作效率；另外水轮机组长时间工作会发生腐蚀，磨损等缺陷，此时可以通过更换新型水轮机以提高发电机组的工作效率。当发电机组工作段河水可以被利用的水量和水轮机不匹配，可根据实际情况选择合适型号的水轮机。
3.5 增加水电站的发电容量
增加水电站的容量可以采用增加原有机组的容量，也可以在原有机组的基础上添加新的机组。例如水电站所在区域水资源丰富，尤其是在汛期现有的发电机组不能充分利用多余的水资源，此时可以通过增加机组容量的方法来提高小型水电站的效率。但是技术人员在提高发电机组容量之前，要认真根据水轮机的性能计算水轮机是否可以增容，假如水轮机没有增容的余地，可以适当增加水轮机的直径，如果仍不能满足要求则可以考虑添加合适数量的水轮机。
4.结论
随着科学技术的发展，发电形式变的多样化，但是水力发电作为无污染、无资源损耗的发电方式仍然是我县电力重要的组成部分，而小型水力发电设备作为边远农村地区的主要发电方式在我县仍被十分广泛应用。但因为小型水电站效率低，水力资源浪费严重，本文通过对水力发电设备技术改造方面的总结希望可以为以后小型水电站的设备技术改造提供帮助。
参考文献
[1] 柳必龙. 浅析小型水电站设备技术改造方案的选定[J].装备制造，2009，05：98
[2] 赵宝华. 小型水电站的技术改造的研究[J].工业设计，2012，03：55-56
[3] 赵克俭，王丽平，寿梅华. 镜泊湖发电厂老设备技术改造[J].水利水电技术，1994，01：25-27