对小型径流式水电站设计及运行管理的思考

2018-02-06李乔改

智能城市 2018年6期

李乔改

云南省德宏州芒市亦可水电有限责任公司，云南芒市 678400

对于当前水电站工程的不断发展，在小型水电站的设计与运行方面不断加强探索，通过设计一种优良的设备，能够满足当前的输电工程，在20世纪90年代初，就曾经针对径流式水电站进行设计优化，与已经建设的输电项目和有关的工程开发商进行合作。对于水电站的建立，其中，站址的选择和施工质量的控制都是需要通过准确的评估进行完成。对于水电站工程的建设需要收集相关的信息资源，包括测站选址、测流技术和相关数据信息的判定，能够充分实现对水位-流量的观测和相关数据的分析。其中站址选择是否适合，主要取决于是否能够获得明确的水位-流量关系，合适的站址选择需要从多方面的数据中获得信息，进行明确判断，测流技术也是同样重要的，要能够利用一些测量仪和测流技术，测流方法主要是河床特性和流态，通过选择合适的测点进行测量。在进行实际测量的过程中，需要绘制水文特性曲线，实际测量水位-流量值的曲线范围特性，利用分级回归的模拟测量法。

1 小型径流式水电站的相关内容阐述

径流式水电站不调节径流，按照来水流量进行发电的水电站，径流式水电站不调节径流的原因有：（1）所具备的水库没有调节的功能；（2）虽然具备一定的库容，但是受到各方面因素的影响，不能够调节径流，比如，我国的葛洲坝水电站，在枯水时节，为了适应下游的航运，而不能进行径流的调节。径流式水电站在一天中都是均匀发电的，当电力系统能力不够时，也会出现不均匀发电的现象，在承受巨大负荷阶段时，利用全部流量发电。

径流式水电站的运行特征：（1）一天24h之内是均匀发电，能够担任电力系统中基底负荷；（2）一年中的电量变化比较大，其中在枯水期需要多发电，枯水期的电量少于汛期，能够通过降低电源的装机容量来实现；（3）弃水现象比较多，径流式水电站的水量系数较低，当上游需要调节水库时，弃水现象就会减少。

2 径流式水电站存在的问题

对于径流式水电站存在的问题相对比较多，根据有关的调查，存在的主要问题包括：

（1）水库的淤积现象比较严重，库容都是被一些泥沙和杂物等塞满，输水的洞口也淤积严重，有时从水轮机，滤水器中清理出的杂物有很多，这都会给水电站的运行管理工作带来很大的困扰，影响到水电站的有效运行；

（2）水电站中的泥沙过多，会对水轮机的转轮造成很大的磨损和堵塞，也会影响到发电效率，一些冷却的水管也是会经常堵塞，而且修理难度也是相对比价高；

（3）泥沙过大时，会对进水的拦污栅栏造成很大损伤，会出现漏水现象。存在的这一系列问题都会对发电工作造成很大的影响。对于径流式水电站的主要构成部分包括拦河坝、引水渠、隧洞以及机电设备等。

3 小型径流式水电站的设计和运行管理

对于小型径流式水电站的设计，需要充分做好对水源的调配工作，对于水电站的装机容量进行充分利用和改善，能够有效提升工程效益。径流式水电站主要是通过构筑拦河坝，利用渠道和压力管道将水输送到厂房进行发电，使用的是来水发电，不具备蓄水功能，规划设计为径流式的电站的作用也是比较大。

3.1 从水电站的设计方面考虑

在水电站应用过程中，由于原来的坝前设计有排沙闸，会对泥沙具有一定的阻挡作用，后期，由于取消之后，在遇到洪水期，水库很容易被泥沙和杂物淤塞，很容易占据很大的库容。因此，对于水库大坝，需要设立排沙闸，采取一些有效措施保护水库的库容，能够充分保证输水工程的正常进行。例如，通常应用的低水头电站的坝要使用水力自控翻转坝或者是橡胶坝，能够充分阻挡洪水期夹杂的泥沙，确保库容量。

3.2 对水电站的输水洞应该进行设置

比如，某个水电站的28m以下是死库容，输水洞的高度需要控制在3.6m高，设置这样的一种高度才能够充分保证洪水时期，避免出现进水口发生堵塞的现象，如果输水洞的高程很低，水库淤积之后很容易发生堵塞现象，而且在清理的过程中，难度也比较大。

3.3 水电站在洪水到来时期

需要先停机，在洪水过后再开机，避免洪水发生的高峰期会有一些杂物被带入到输水洞中，这样能够充分保证输水洞的安全。例如，对于发生的这种情况，径流电站为了能够保证不让杂物进入到输水洞中，就需要在洪水到来的这一阶段躲避洪水期。这样的做法也是比较有效的，如果只是一味盲目地发电，很容易造成虽然多发了一些电，但是输水洞的堵塞严重的现象，导致后期的修理难度比较大，也会影响发电工作的有序开展和进行，造成很大的损失。

3.4 水电站的输水闸门要灵活

能够随时进行调节，水电站的进水闸门在关闭时要关严，不能有漏水的情况，而且再打开时，能够及时打开，对于水电站的输水洞需要及时做好检查清理工作，始终保持输水洞的畅通，要及时将泥沙从输水洞中运出，始终保持输水坑中的干净，能够切实发挥这个输水坑的作用。还有进水闸门不能安装在常规的闸门口内，需要安装在闸门外过流的孔隙小点，在闸门外需要安装过滤网，防止一些悬浮的物体进入到里面。

3.5 对于水电站的发电机组

应该选择大号的水轮机，这样能够减少杂物堵塞的现象发生，例如，安装的水轮机需要选择1m的转轮，而且需要进行立式安装，发电机安装的位置要相对高一点，这样能够减少水电站洪水造成的危害，提高水电站的安全标准。当水轮机过大时，清理杂物的功能也就相对比较大，安全的高度比较高，噪音也就相对比较小，这样也能够充分保证水电站的有序运行。对于水电站相关设备的安装需要根据设备的质量情况，减少操作的步骤，能够减少事故发生的几率。例如，水电站可以安装一套备用的设备，在洪水期时，能够实现强排水，保证水电站在洪水汛期的安全性，保证汛期的正常发电，能够安全的度过洪水汛期。而且在洪水汛期，需要重点开展防汛工作，通过提前设计一套完善的洪水处理方案、严密的工程施工，保证汛期工作的安全有序开展和进行，能够充分保证相关设备的安全性。

3.6 对水电站库容的改进

当前随着科学技术的不断发展，各种先进的技术已经被广泛应用，在水电站工程施工过程中，一些先进的技术被应用到其中，对于水电站库容的改进，需要从以下方面进行完善。（1）水轮机的改进，新的水轮机的出现和应用，针对每一种转轮都会有不同的转轮产生，需要根据实际的应用情况，选择合适的转轮进行应用，改造转轮也是保证水电站输水工程有效运行的重要措施；（2）对于发电机的改进，需要将发电机的线圈等级提高，将原本的B级提升到F级，能够有效增强绝缘效果，一般发电机绝缘效果的好坏也会影响到发电工作的有效进行，绝缘材料薄而且质量好能够使导线的截面增大，电流也就会相应的增大，发电机的容量也就会相应增加到20%以上，这些都是对主机的改造部分。另外，对一些配件部分的改造，对于水电站进行改造之后，需要利用先进技术进行管理，引入微机化的管理系统，能够充分提高管理的效率和管理水平，保证水电站的安全运行，提高经济效益；需要对微机的相关设备进行管理，其中主要包括调速器、变压器等一些配件设备。对于调速器的应用一般采用的是YWT液压微机调速器，能够实现自动化的油压调控，充分保证使用的频率，在发生故障时，会自动进行调控自动停机，能够充分保证设备的安全。还有发电机的监控保护盘需要采用微机监控进行对设备的维护和管理，应用的变压器需要采用S11以上的节能变压器。对于改造之后的水电站能够有效提升现代化的管理水平，能够实现自动化的调节和控制，相关的工作人员充分熟悉相关的操作流程和操作规范，在实际的操作过程中，能够充分保证发电工程的有效运行。