第一篇：廣播電視發(fā)射臺(tái)供電系統(tǒng)增容改造探討

廣播電視發(fā)射臺(tái)供電系統(tǒng)增容改造探討

摘要： 在現(xiàn)今廣播電視發(fā)射臺(tái)應(yīng)用中，電力系統(tǒng)容量不足是經(jīng)常存在的一類問題。在本文中，將以某實(shí)例的方式對廣播電視發(fā)射臺(tái)供電系統(tǒng)增容改造進(jìn)行一定的研究與探討。

Abstract： In the application of today's radio and television transmitting station，the shortage of power system capacity is a kind of existing problems.This paper studies and discusses the capacity increasing transformation of the power supply system of radio and television transmitting station.關(guān)鍵詞： 廣播電視發(fā)射臺(tái)；供電系統(tǒng)；增容改造

Key words： radio and television transmitting station；power supply system；c apacity increasing transformation

中圖分類號(hào)：TN948.53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）16-0120-03

0 引言

我國西部某地區(qū)發(fā)射臺(tái)隨著節(jié)目數(shù)量的增多，發(fā)射臺(tái)現(xiàn)有供電系統(tǒng)的容量已無法滿足節(jié)目發(fā)行需求，并且在運(yùn)行出現(xiàn)了運(yùn)行狀態(tài)不穩(wěn)定的情況，亟需進(jìn)行增容改造。

基于這一現(xiàn)狀，本文通過分析確定新變壓器在額定容量500kV?A情況下最能夠滿足應(yīng)用需求，即能夠?qū)ω?fù)荷率在標(biāo)準(zhǔn)范圍進(jìn)行保證的同時(shí)對未來的發(fā)展需求相適應(yīng)。為確保廣播電視節(jié)目的正常播出，發(fā)射臺(tái)根據(jù)500kV?A的額定容量對現(xiàn)有供電系統(tǒng)進(jìn)行了擴(kuò)容改造，取得了預(yù)期的成效。供電系統(tǒng)的現(xiàn)狀和增容需求分析

1.1 供電系統(tǒng)現(xiàn)狀

我國西部某地區(qū)發(fā)射臺(tái)，具有兩路1000V外電，開關(guān)具有自動(dòng)倒換功能。對于2路變壓器進(jìn)電，以并聯(lián)的方式在1路外電上進(jìn)行聯(lián)接，次線同低壓配電控制柜實(shí)現(xiàn)連接，通過智能控制開關(guān)方式的應(yīng)用以自動(dòng)倒換的方式實(shí)現(xiàn)負(fù)載供電。在2006年，該發(fā)射臺(tái)已經(jīng)對系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一定的調(diào)整。如圖1所示，將P2低壓接線柜進(jìn)行獨(dú)立，主變壓器通過P3、P4、P5等對機(jī)房進(jìn)行供電，而備變壓器在開關(guān)前段位置通過P2的應(yīng)用對其余負(fù)載以及生活區(qū)進(jìn)行供電。在系統(tǒng)運(yùn)行中，當(dāng)主控以及主變發(fā)生開關(guān)故障時(shí)，閉鎖節(jié)點(diǎn)則會(huì)將負(fù)載切換到備變壓器中進(jìn)行供電，而如果此時(shí)線路所具有的總負(fù)荷過大，則需要對P2柜上同播出不存在關(guān)聯(lián)的負(fù)載進(jìn)行關(guān)閉或者減少。此外，為了對變壓器的安全性作出保證，也對很多限電以及控電措施的應(yīng)用對用電安全進(jìn)行保障。

1.2 系統(tǒng)增容需求

在該發(fā)射臺(tái)中，也需要多套節(jié)目設(shè)置，對于系統(tǒng)原有結(jié)構(gòu)來說，其已經(jīng)不能夠?qū)Ω脑煨枨筮M(jìn)行滿足，只有進(jìn)行系統(tǒng)增容處理。需求方面，在完成增容之后，不僅需要保證每臺(tái)變壓器能夠?qū)Πl(fā)射臺(tái)的用電負(fù)荷進(jìn)行良好承受，且需要對后續(xù)發(fā)展提供良好的預(yù)留空間。經(jīng)過聯(lián)系實(shí)際情況以及相關(guān)計(jì)算，確定新變壓器在額定容量500kV?A情況下最能夠滿足應(yīng)用需求，即能夠?qū)ω?fù)荷率在標(biāo)準(zhǔn)范圍進(jìn)行保證的同時(shí)對未來的發(fā)展需求相適應(yīng)。改造方案設(shè)計(jì)

2.1 配電變壓器選型

在本次改造中，配電變壓器選型可以說是一項(xiàng)非常核心的內(nèi)容。在現(xiàn)今市面上，可以選擇的有油浸以及干式變壓器這兩種類型，對于本次改造的發(fā)射臺(tái)來說，其之前使用的是老式油浸變壓器，在應(yīng)用較長時(shí)間之后，存在著較為嚴(yán)重的老化現(xiàn)象，每年都需要對絕緣膠墊以及變壓器油進(jìn)行更換，且具有大量項(xiàng)目需要日常檢查。而隨著近年來干變制作水平的提升，在電壓、容量相同的情況下，干變變壓器在價(jià)格方面具有了更大的優(yōu)勢，并具有著以下優(yōu)點(diǎn)：

第一，無污染、無油、自熄防火，具有良好的阻燃特征；第二，效率高、損耗低，在運(yùn)用中不會(huì)對有毒氣體進(jìn)行產(chǎn)生，也不會(huì)對環(huán)境造成污染；第三，具有較好的可靠性以及較小的局部放電量，具有著較長的使用壽命；第四，具有較好的抗溫、抗裂以及機(jī)械強(qiáng)度，能夠較好的應(yīng)對突發(fā)短路情況；第五，具有較好的防潮性，在100%濕度下也能夠正常運(yùn)行；第六，重量輕、體積小，在安裝以及調(diào)試方面非常簡便，且在應(yīng)用中也不需要對油料進(jìn)行檢查以及更換，所具有的維護(hù)成本更低；第七，溫度保護(hù)系統(tǒng)較為完善，能夠更好的對變壓器的安全運(yùn)行進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)上述特點(diǎn)，該發(fā)射臺(tái)對干式變壓器進(jìn)行了選擇，具體型號(hào)為ABB的SCBZ10-500/10。對于該變壓器來說，其以自然方式進(jìn)行冷卻，能夠長期在額定容量下穩(wěn)定運(yùn)行，由溫控器根據(jù)溫度對風(fēng)機(jī)進(jìn)行啟停，即當(dāng)變壓器處于較高的溫度時(shí)，風(fēng)機(jī)則會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)對其進(jìn)行冷卻，在對變壓器絕緣性能進(jìn)行保障的同時(shí)對其使用壽命進(jìn)行延長。

2.2 鐵磁諧振消除裝置選型

對于鐵磁諧振過電壓來說，其是電力系統(tǒng)中較為常見的過電壓情況，不僅具有著較長的持續(xù)時(shí)間，且將對系統(tǒng)運(yùn)行的安全性產(chǎn)生非常大的影響。在電力系統(tǒng)中，具有數(shù)量較多的容性以及感性元件，能夠?qū)哂休^為復(fù)雜特征的LC振蕩電路進(jìn)行組成，在能量的作用下，額定參數(shù)回路則會(huì)隨之產(chǎn)生諧振現(xiàn)象。如對于普通電壓互感器來說，其在運(yùn)行中三相處于平衡狀態(tài)，而如果線路中存在單相接地消失或者互感器突然合閘情況，則將使電壓互感器鐵心在飽和的情況下對電感量產(chǎn)生影響，與線路對地電容形成的振蕩回路就有可能激發(fā)起鐵磁諧振。在該發(fā)射臺(tái)中，其所使用的避雷器以及PR柜為早期類型的消諧裝置產(chǎn)品，在應(yīng)用一定時(shí)間后，將產(chǎn)生壞損情況。在對變壓器實(shí)現(xiàn)增容處理之后，部分電壓互感器則實(shí)現(xiàn)了更換，而根據(jù)以往裝置狀況，則需要對同新系統(tǒng)具有良好的匹配的鐵磁諧振消除裝置進(jìn)行更換。通過功能兼容以及尺寸等方面問題的考慮，決定對新一代微機(jī)型鐵磁諧振消除裝置產(chǎn)品進(jìn)行應(yīng)用，該裝置在以往基礎(chǔ)上具有了較大的改進(jìn)，不僅在應(yīng)用中不需要進(jìn)行調(diào)試以及整定，且具有更高的消諧成功率。通過對該裝置的安裝，在鐵磁諧振情況發(fā)生之后，裝置則會(huì)損失對無觸點(diǎn)消諧元件進(jìn)行啟動(dòng)，在將PT開口同三角繞組實(shí)現(xiàn)短接的同時(shí)產(chǎn)生較大的阻尼，以此對鐵磁諧振進(jìn)行消除。

2.3 變壓器噪聲處理

對于噪聲來說，其是變壓器設(shè)備運(yùn)行當(dāng)中所具有的固有特性。對于干式變壓器來說，鐵心磁致伸縮噪聲、裝配工藝噪聲以及硅鋼片結(jié)構(gòu)等是噪聲的主要來源，同時(shí)，安裝環(huán)境以及設(shè)備部件振動(dòng)也是導(dǎo)致噪音出現(xiàn)的重要因素。同時(shí)，其本體將對噪聲進(jìn)行產(chǎn)生之外，也可能因此導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大的共振現(xiàn)象，且本發(fā)射臺(tái)干變底座下方為中空結(jié)構(gòu)，非常容易導(dǎo)致共鳴情況的發(fā)生。對此，在實(shí)際安裝時(shí)則需要在地基基礎(chǔ)同變壓器底座間對隔振材料進(jìn)行安裝，即在將接觸位轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥越佑|之后對變壓器上的螺絲進(jìn)行緊固，以此實(shí)現(xiàn)噪聲的有效降低。而考慮到本發(fā)射臺(tái)變壓器房尺寸情況，變壓器噪音將同墻面反射噪音實(shí)現(xiàn)疊加，以此使噪音出現(xiàn)增大的情況，對此，也將在配電房四周對部分吸聲材料進(jìn)行安裝，以此實(shí)現(xiàn)對噪聲的有效降低。

2.4 低壓無功電容補(bǔ)償柜改進(jìn)

根據(jù)性質(zhì)的不同，可以將無功補(bǔ)償分為分相電容補(bǔ)償、三相混合補(bǔ)償以及電容自動(dòng)補(bǔ)償這幾種類型。對于三相的電容補(bǔ)償來說，其非常適合應(yīng)用在負(fù)載平衡的供配電系統(tǒng)當(dāng)中。由于三相回路較為平衡、且在回路中所具有的無功電流相同，對此，在實(shí)際進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，調(diào)節(jié)無功功率參數(shù)的信號(hào)取自三相中的任意一相即可，通過同時(shí)對三相回路的投切，則能夠?qū)ζ潆妷旱馁|(zhì)量作出保障。而在實(shí)際改造前我們發(fā)現(xiàn)，在之前的電容柜中，由于長時(shí)間頻繁使用以及過度補(bǔ)償，存在一定的老化、炸裂以及漏液現(xiàn)象，對此，則需要針對該現(xiàn)狀進(jìn)行處理：

第一，根據(jù)環(huán)境特點(diǎn)，在對兼容器進(jìn)行更換時(shí)應(yīng)當(dāng)盡可能選擇具有較強(qiáng)抗靜電、抗灰塵特征的電力電容器，并做好電容器電壓等級的提高，以此實(shí)現(xiàn)電容器使用壽命的增加；

第二，根據(jù)實(shí)際情況，不能夠?qū)﹄娙萜鹘M數(shù)進(jìn)行改變，對此，則可以通過對每組單臺(tái)電容容量的增加實(shí)現(xiàn)對投切頻率的降低。通過該種改進(jìn)方式的應(yīng)用，則能夠在對設(shè)備使用壽命進(jìn)行有效延長的同時(shí)保證在補(bǔ)償完成后，其功率因數(shù)能夠達(dá)到0.95以上，以此在對電能損耗進(jìn)行降低的同時(shí)對電費(fèi)開支進(jìn)行節(jié)約，在對設(shè)備利用率進(jìn)行提高的同時(shí)保證獲得更好的電能質(zhì)量。具體實(shí)施計(jì)劃

3.1 改造過程

經(jīng)過設(shè)計(jì)方案的制定以及同施工方案的積極協(xié)調(diào)，聯(lián)系自身實(shí)際，對以下實(shí)施步驟進(jìn)行了確定：

第一，對發(fā)射臺(tái)變壓器后方的山體運(yùn)輸通道進(jìn)行改造，使其能夠?qū)κ┕ぼ囕v的進(jìn)出需求進(jìn)行滿足；

第二，在2015年8月3日正式進(jìn)行改造，在節(jié)目播出結(jié)束后，倒電道備用變壓器當(dāng)中，并在第二天對舊的變壓器進(jìn)行拆除，對三相真空有載遠(yuǎn)程控制端以及500kV?A的變壓器進(jìn)行更換。同時(shí)，也要做好主變壓器出線柜至變壓器的高壓電纜和變壓器到低壓柜的低壓電纜的更換；

第三，8月5日為檢修日，為了避免問題發(fā)生，事先對節(jié)目報(bào)停5h作為緩沖時(shí)間，并對1臺(tái)10kV的柴油發(fā)電機(jī)租用作為備用。在上午，對備變壓器進(jìn)線柜的電流互感器進(jìn)行更換，倒備用變壓器后對主變壓器進(jìn)線柜進(jìn)行更換，之后通過計(jì)算機(jī)程序的方式向系統(tǒng)對新參數(shù)進(jìn)行導(dǎo)入；

第四，8月5日下午2點(diǎn)以后為檢修時(shí)間。在檢修工作開始前，對正處于播出的調(diào)頻節(jié)目功率進(jìn)行下降，使其降至1kV左右。在完成關(guān)機(jī)后，將發(fā)電機(jī)同供電母排進(jìn)行連接，在對供電相序進(jìn)行調(diào)整之后開啟發(fā)射機(jī)，使其能夠?qū)?jié)目的播出進(jìn)行良好的維護(hù)。之后，對高壓PT計(jì)量柜中的組合互感器進(jìn)行更換，在完成柴油發(fā)電機(jī)更換后倒回變壓器供電。之后，對2個(gè)低壓斷路器進(jìn)行更換，中間以人工方式進(jìn)行一次倒換后等待專家進(jìn)行驗(yàn)核。在專家查驗(yàn)中，因工作程序方面的要求，需要再一次對2個(gè)高壓斷路器進(jìn)行斷開5min時(shí)間。當(dāng)上述操作完成后，則可以對高壓斷路器進(jìn)行閉合，對正常供電進(jìn)行恢復(fù)；

第五，8月26為該月份最后一個(gè)檢修日，需要對站內(nèi)的所有調(diào)頻以及電視節(jié)目進(jìn)行檢修。在該檢修中，對低壓進(jìn)線柜的三相知識(shí)電流表以及電流互感器進(jìn)行了更換，并對同新變壓器間具有匹配的鐵磁諧振消除裝置進(jìn)行了更換；

第六，對電容柜進(jìn)行檢查，在同廠家進(jìn)行積極交流的同時(shí)對本次電容更換的技術(shù)方案進(jìn)行了確定。

3.2 改造成效

在本改造中，對該發(fā)射臺(tái)的檢查日特點(diǎn)進(jìn)行了充分的利用，除了對變壓器進(jìn)行一次倒換、切換2次柴油發(fā)電機(jī)、進(jìn)行一次人工互倒低壓短路開關(guān)以及專家檢測之外，并不存在其余多余的切換過程。改造后的供電結(jié)構(gòu)見圖2。

3.3 改造后供電狀態(tài)監(jiān)控結(jié)果

改造后，發(fā)射臺(tái)監(jiān)測站對改造后的供電系統(tǒng)進(jìn)行了為期7天的在線監(jiān)控。并將改造前后供電狀態(tài)的監(jiān)控結(jié)果進(jìn)行了對比，結(jié)果見表1。

由表1可以看出，改造后首先是供電系統(tǒng)容量擴(kuò)大了，說明擴(kuò)容改造取得了實(shí)際成效。除此以外，其它項(xiàng)的監(jiān)測結(jié)果顯示，改造后的整個(gè)供電系統(tǒng)各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)都符合標(biāo)準(zhǔn)值，整體運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定，這也說明增容改造有效提高了整個(gè)發(fā)射臺(tái)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。結(jié)論

4.1 關(guān)于增容改造施工管理方面的建議

電力增容施工對于增容效果其實(shí)也是非常關(guān)鍵的。雖然本文探討的重點(diǎn)不在這方面，但是因?yàn)檫@部分也是增容改造的重要內(nèi)容，為此提一些關(guān)于施工管理方面的建議：

①進(jìn)入現(xiàn)場前，公司對該工程項(xiàng)目組人員和施工隊(duì)伍進(jìn)行相關(guān)安全文明教育，由公司統(tǒng)一考核后上崗。

②進(jìn)入現(xiàn)場時(shí)，按照業(yè)主單位指定位置設(shè)置施工區(qū)、材料和休息區(qū)。聽從建設(shè)單位或監(jiān)理統(tǒng)一規(guī)劃和管理，按照要求使用。

③施工現(xiàn)場實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化管理，設(shè)置標(biāo)志牌；場內(nèi)物料必須分類堆放整齊并設(shè)材料標(biāo)識(shí)牌；施工中必須做到工完場清，分類垃圾必須分類定點(diǎn)存放，由專業(yè)人負(fù)責(zé)清掃，日產(chǎn)日清。

④出入工地的送料車輛服從保安人員的指揮，嚴(yán)禁亂停亂放，阻礙交通，特別雨天要嚴(yán)加管理。

⑤每位管理人員必須做到工作認(rèn)真、態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)、品德端正。

⑥嚴(yán)格執(zhí)行業(yè)主單位的各項(xiàng)規(guī)章制度。

4.2 結(jié)論

供電系統(tǒng)改造是發(fā)射臺(tái)對電力系統(tǒng)容量不足進(jìn)行解決的重要方式，也是發(fā)射臺(tái)進(jìn)一步發(fā)展的重要途徑。在上文中，我們以某實(shí)例的方式對廣播電視發(fā)射臺(tái)供電系統(tǒng)增容改造進(jìn)行了一定的研究，通過事前科學(xué)方案的部署為后續(xù)實(shí)際改造工作的進(jìn)行的打下了良好的基礎(chǔ)，獲得了較好的改造效果。說明本文所探討的發(fā)射臺(tái)電力增容方法確實(shí)能起到實(shí)際效果。建議將本文的增容改造方法推廣應(yīng)用到更多同類項(xiàng)目中，以期通過實(shí)踐檢驗(yàn)使之不斷完善。

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第二篇：廣播電視發(fā)射系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)

二、項(xiàng)目簡介

項(xiàng)目所屬科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域、主要內(nèi)容、特點(diǎn)及應(yīng)用推廣情況：

本工程屬廣播電視發(fā)射系統(tǒng)技術(shù)改造領(lǐng)域。

主要內(nèi)容包括技術(shù)設(shè)施和配套設(shè)施改造兩部分。經(jīng)建設(shè)單位科學(xué)組織，精心實(shí)施，完成810KHz 200KW發(fā)射機(jī)、1530KHz 50KW發(fā)射機(jī)、810KHz調(diào)配網(wǎng)絡(luò)、高頻傳輸路由、安防監(jiān)控、冷卻降噪除塵、發(fā)射機(jī)房等系統(tǒng)改造，提高了整個(gè)系統(tǒng)的總體技術(shù)水平和可靠性。

項(xiàng)目最大特點(diǎn):

（1）復(fù)雜程度高。技術(shù)設(shè)施改造和配套設(shè)施裝修改建同時(shí)上馬，點(diǎn)多面廣，十分復(fù)雜，并且由于項(xiàng)目資金主要來自專項(xiàng)，根據(jù)財(cái)政規(guī)定不能隨意改動(dòng)。施工期間，各分項(xiàng)工程齊頭并進(jìn)，必須充分協(xié)調(diào)好各施工單位工程進(jìn)度，充分考慮施工每一個(gè)環(huán)節(jié)。

（2）施工難度大。由于實(shí)施不停播改造，工期緊（90天），作業(yè)面狹窄，既要維持安全播出，又要正常推進(jìn)工程進(jìn)展，任何一個(gè)細(xì)微的失誤或紕漏都可能導(dǎo)致發(fā)射臺(tái)節(jié)目停播的災(zāi)難性的后果。因此，任何工作必須科學(xué)安排，精心組織，任何工作必須一絲不茍。

（3）克服難點(diǎn)多。一是抗干擾。大功率多頻點(diǎn)發(fā)射臺(tái)，電磁干擾和各頻率相互串?dāng)_無處不在，方案制定和實(shí)施都必須通盤考慮上述因素對整個(gè)系統(tǒng)的影響，許多工作只能安排到凌晨兩點(diǎn)后至三點(diǎn)三十分停播間隙進(jìn)行。二是抗灰塵。工程實(shí)施期間，為確保發(fā)射設(shè)備的運(yùn)行安全，必須耗費(fèi)大量精力用于消除灰塵對新舊設(shè)備的影響，施行特別保護(hù)措施。三是新技術(shù)、新設(shè)備應(yīng)用多。需要建設(shè)單位盡快熟悉掌握相關(guān)知識(shí)和設(shè)備。四是沒有專業(yè)人員幫助，沒有經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，從前期準(zhǔn)備到工程實(shí)施與監(jiān)督，一切只能依靠自己。為此傳發(fā)中心和某發(fā)射臺(tái)工程技術(shù)人員付出了艱辛的努力。

改造工程完工后，某發(fā)射臺(tái)發(fā)射設(shè)施和整體裝備水平全面提升，安全播出保障能力得到增強(qiáng)，為發(fā)射臺(tái)今后的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。改造工程同時(shí)為全國大功率中波發(fā)射臺(tái)原址更新改造創(chuàng)造了一種新模式，積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，新系統(tǒng)的合理配置以及創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用對中波臺(tái)建設(shè)也具有一定的示范意義。

1三、主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

項(xiàng)目主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)有：

1、中波天線網(wǎng)絡(luò)針對南方雷暴天氣多的特點(diǎn)，采用多種防雷技術(shù)專門設(shè)計(jì)，電感由線徑4.5CM銅管繞制，采用高壓真空電容，設(shè)置同臺(tái)播出的另兩套中波廣播的阻塞網(wǎng)絡(luò)，采用多重防雷手段：石墨放電球、天線對地并接微亨級電感，輸出通路設(shè)置三級隔直電容，提高了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和防雷性能，確保優(yōu)質(zhì)安全播出。經(jīng)浙江科技信息研究所查新：多種防雷手段的200KW中波天調(diào)網(wǎng)絡(luò)在全國200KW以上大功率中波發(fā)射臺(tái)中創(chuàng)新使用。

2、安防監(jiān)控系統(tǒng)采用全數(shù)字方案，在200KW中波廣播發(fā)射臺(tái)采用數(shù)字?jǐn)z像頭，信號(hào)利用地埋光纜數(shù)字傳輸，紅外對射設(shè)備就近取電，縮短電源線，防止中波通過電源線串?dāng)_進(jìn)紅外對射系統(tǒng)，信號(hào)傳輸采用點(diǎn)對點(diǎn)方式。圖像信號(hào)清晰，無網(wǎng)紋干擾，紅外對射布防正常使用，有效解決了在全國200KW中波臺(tái)大功率高場強(qiáng)下傳統(tǒng)監(jiān)控?cái)z像系統(tǒng)會(huì)受到高頻影響，圖像產(chǎn)生網(wǎng)紋、紅外對射受到干擾的難題。

3、應(yīng)用模塊式水冷機(jī)組建設(shè)冷卻降噪除塵系統(tǒng)，隔絕與外界的空氣交換，大大減少灰塵進(jìn)入量，達(dá)到發(fā)射機(jī)室恒溫，恒濕。系統(tǒng)自投入運(yùn)行以來，效率高，運(yùn)行可靠，為全固態(tài)發(fā)射機(jī)創(chuàng)造了一個(gè)良好的運(yùn)行環(huán)境和條件，為安全播出提供了保障。據(jù)了解，在全國大功率中波臺(tái)中還沒有利用此種方式冷卻降噪除塵的先例。

四、項(xiàng)目詳細(xì)內(nèi)容

1、立項(xiàng)背景

某發(fā)射臺(tái)是省屬最大功率等級的中波發(fā)射臺(tái)，承擔(dān)著廣播電視集團(tuán)AM810KHz江之聲（發(fā)射功率200KW）、AM1530KHz城市之聲（發(fā)射功率50KW）、AM603KHz旅游之聲（發(fā)射功率10KW）三套節(jié)目的中波發(fā)射任務(wù)，是黨和政府的喉舌，也是黨和政府與人民群眾之間溝通的橋梁與紐帶。發(fā)射臺(tái)建于1954年，前身為江人民廣播電臺(tái)某發(fā)射臺(tái)，至今已有近60年的歷史，服務(wù)區(qū)域主要為杭嘉湖寧紹及蘇南、上海等長三角發(fā)達(dá)地區(qū)，覆蓋人口6000萬。

近年來，由于受高清電視、數(shù)字廣播、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)多媒體等新興媒體的沖擊和影響，調(diào)幅廣播在全國范圍內(nèi)均出現(xiàn)收聽率降低、受眾群減小、影響力收縮現(xiàn)象，導(dǎo)致技術(shù)改造滯后，跟不上廣電技術(shù)飛速發(fā)展的節(jié)拍。某發(fā)射臺(tái)除上世紀(jì)90年代末開始進(jìn)行過發(fā)射機(jī)、供電系統(tǒng)、信號(hào)傳輸鏈路局部升級改造外，技術(shù)改造總體投入不夠，系統(tǒng)裝備和技術(shù)水平已明顯陳舊、落后，尤其是浙江廣播主頻率浙江之聲810KHz主備發(fā)射機(jī)超期服役，故障不斷，嚴(yán)重影響發(fā)射臺(tái)安全播出和保障能力，技術(shù)改造已迫在眉睫。

隨著國家廣電“西興工程”的推進(jìn)，加上在“5.12汶川大地震”、2009年初南方特大冰凍災(zāi)害等特殊時(shí)期中波廣播顯示出了重要戰(zhàn)略意義，使中波廣播重新得到認(rèn)可。浙江廣播電視集團(tuán)對此高度重視，并得到省財(cái)政廳、省廣電局的大力支持下，2009年8月，某發(fā)射臺(tái)改造工程正式立項(xiàng)。

2、詳細(xì)技術(shù)內(nèi)容

改造項(xiàng)目總投資1015萬，包含兩方面內(nèi)容：發(fā)射設(shè)施的更新改造，配套設(shè)施的改造。

1、設(shè)施更新改造：

（1）、在確保安全的前提下，拆除810KHz原200KW電子管板調(diào)機(jī)、1530KHz原50KW發(fā)射機(jī)各一部。對發(fā)射臺(tái)三個(gè)頻率的發(fā)射機(jī)、倒換和配套設(shè)備進(jìn)行重新布局和設(shè)計(jì)。

（2）、安裝調(diào)試HARRIS DX-200（200KW）、HARRIS 3DX-50（50KW）全固態(tài)發(fā)射機(jī)各一部。

（3）、同步更新810KHz饋電路由和天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)一組。引進(jìn)126M 4英寸Andrew軟饋地埋敷設(shè)用于810KHz高頻信號(hào)傳輸。安裝Dielectric倒換開關(guān)一只實(shí)現(xiàn)200KW、100KW主備發(fā)射機(jī)倒換功能。安裝400KW仿真假負(fù)載一臺(tái)用于810KHz主備機(jī)日常使用，建設(shè)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配、對同臺(tái)發(fā)射的另外兩臺(tái)節(jié)目的阻塞、良好避雷功能。

（4）、完成現(xiàn)用另外四臺(tái)發(fā)射機(jī)移位。對三個(gè)頻率發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)調(diào)，試用正常后，利用凌晨停播間隙進(jìn)行新舊割接。

（5）、對改造以后的廣播發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)指標(biāo)測試和調(diào)整。

2、配套設(shè)施的改造：

（1）、完成冷卻降噪除塵系統(tǒng)建設(shè)。采用模塊式水冷機(jī)組搭建系統(tǒng)建設(shè)方 案，實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)室恒溫（常年控制在23度），恒濕（50%），降噪除塵功能，并滿足節(jié)能環(huán)保和穩(wěn)定運(yùn)行需要。

（2）、完成發(fā)射區(qū)域安防監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)。采用全數(shù)字方案實(shí)現(xiàn)200KW中波臺(tái) 重點(diǎn)區(qū)域的實(shí)時(shí)攝錄，監(jiān)控，回放和技術(shù)區(qū)域400M小圍墻的紅外對射設(shè)防功能。

（3）、完成主機(jī)房和發(fā)射機(jī)室整體改造，滿足全固態(tài)發(fā)射機(jī)的運(yùn)行要求。

（4）、完成附屬用房改造。利用閑置的180M2短波機(jī)房改建解決發(fā)射臺(tái)長期 以來一直沒有后勤用房的困境，利于發(fā)射臺(tái)日常管理。

（5）、完成810KHz天線調(diào)配房和射頻電纜工藝管道建設(shè)，為新天調(diào)網(wǎng)絡(luò)和 高頻傳輸軟饋提供配套。

（6）、對配套設(shè)施進(jìn)行強(qiáng)弱電及給排水改造。

改造工程按照上述內(nèi)容制定了詳細(xì)縝密的實(shí)施方案，并充分考慮改造過程中產(chǎn)生的各種不利因素，對安全播出可能產(chǎn)生的影響，制定相應(yīng)對策和應(yīng)急預(yù)案（抽調(diào)技術(shù)力量，加強(qiáng)值班、巡查、維護(hù)，在第四發(fā)射臺(tái)搭建發(fā)射機(jī)作備份等）。由于科學(xué)規(guī)劃、操作規(guī)范、專人監(jiān)理、措施得力，再加上全體職工的熱情參與，改造工程始終按照預(yù)定計(jì)劃順利推進(jìn)，取得了最終的圓滿成功。

3、與當(dāng)前國內(nèi)外同類技術(shù)主要參數(shù)、效益、市場競爭力的比較

浙江廣播電視集團(tuán)某發(fā)射臺(tái)廣播發(fā)射系統(tǒng)的改造主要由技術(shù)設(shè)施改造和配套設(shè)施改造組成，采用的技術(shù)和方案，與全國部分大功率發(fā)射系統(tǒng)改造基本類似，但有明顯的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)：

在天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)中充分考慮到全固態(tài)發(fā)射機(jī)對防雷的敏感性，針對江南雷暴天氣多，某發(fā)射臺(tái)天線場地條件比較差（場地狹小，總共兩座天線，拉線塔和自立塔相距不到200M）的特點(diǎn)進(jìn)行了專門設(shè)計(jì)，創(chuàng)造性地采用多種方法和手段，提高了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和防雷性能。一年來，基本沒有發(fā)射機(jī)由于雷電保護(hù)導(dǎo)致降功率和損壞器件發(fā)生。

采用Dielectric倒換開關(guān)和Andrew軟饋地埋敷設(shè)搭建810KHz高頻傳輸路由，解決傳統(tǒng)明饋?zhàn)杩共环€(wěn)，軟饋架空難以維護(hù)的問題，提高了系統(tǒng)效率，具有更高的運(yùn)行指標(biāo)。

采用全數(shù)字方案建設(shè)安防監(jiān)控系統(tǒng)，圖像信號(hào)利用地埋光纜數(shù)字傳輸，紅外對射信號(hào)采用點(diǎn)對點(diǎn)回傳，跟傳統(tǒng)建設(shè)方案相比，圖像更清晰，運(yùn)行更穩(wěn)定。

另外在制定配套設(shè)施改造方案時(shí)充分考慮全固態(tài)發(fā)射機(jī)對運(yùn)行環(huán)境的高要求，針對發(fā)射臺(tái)臨近104國道的現(xiàn)狀，進(jìn)行了探討和摸索，采用模塊式水冷機(jī)組建設(shè)冷卻降噪除塵系統(tǒng)實(shí)用，可靠，對發(fā)射機(jī)運(yùn)行起到良好的保護(hù)作用。四臺(tái)老發(fā)射機(jī)改造前由于積塵影響，故障不斷，一年以后，運(yùn)行趨于穩(wěn)定，狀態(tài)越來越好，間接延長了使用壽命。

綜上所述，某發(fā)射臺(tái)廣播發(fā)射系統(tǒng)的整體改造，與其他大功率臺(tái)改造相比，在應(yīng)用技術(shù)和方案制定、實(shí)施具有更強(qiáng)的科學(xué)性、實(shí)用性和合理性。

4、應(yīng)用情況

改造工程完成后，極大地改善了某發(fā)射臺(tái)技術(shù)設(shè)施的運(yùn)行環(huán)境，發(fā)射設(shè)施得到全面更新，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合國標(biāo)和行標(biāo)。

（1）安全播出保障能力和發(fā)射臺(tái)整體技術(shù)水平得到全面提升。發(fā)射設(shè)備的更新?lián)Q代和運(yùn)行環(huán)境的更新改造，使得某發(fā)射臺(tái)的整體面貌發(fā)生了脫胎換骨的變化，新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用使大家的業(yè)務(wù)水平得到躍升。過去碰到雷暴天氣，經(jīng)常發(fā)生設(shè)備降功率保護(hù)或器件損壞，一年以來已不再發(fā)生。810KHz新建高頻路由和天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的投入使用，也使得系統(tǒng)的效率更高，運(yùn)行可靠性更有保障。

（2）值班人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和工作壓力大為減輕。由于運(yùn)行環(huán)境的徹底改變，四臺(tái)老全固態(tài)發(fā)射機(jī)過去由于灰塵引起接觸不良引發(fā)的故障越來越少，運(yùn)行狀態(tài)越來越好，一年來已少有過去經(jīng)常需要趕赴一臺(tái)處理特發(fā)故障的經(jīng)歷，也間接延長了發(fā)射機(jī)的使用壽命，節(jié)約了大量的改造資金。

（3）為發(fā)射臺(tái)今后的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)、積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。項(xiàng)目工程在不停播的前提下，創(chuàng)新思維，開拓進(jìn)取，圓滿穩(wěn)妥地處理好了安全播出、設(shè)備更新、土建施工三者的關(guān)系，探索出了一條大功率中波發(fā)射臺(tái)的原址改造的新路子。更為重要的是，改造工程同時(shí)鍛煉了一支能吃苦、會(huì)戰(zhàn)斗的技術(shù)隊(duì)伍，為某發(fā)射臺(tái)今后的發(fā)展和改造提供了良好的人才保障。

第三篇：廣播電視發(fā)射系統(tǒng)雷電防護(hù)分析論文

1天饋線路侵入及解決方法

天饋線侵入即雷電通過廣播電視發(fā)射機(jī)的天饋線系統(tǒng)侵入到廣播電視系統(tǒng)中。由于天饋系統(tǒng)大多安裝在鐵塔上，引入雷擊幾率很大。我們臺(tái)利用高低通濾波器組合避雷器，可以對天饋線路防雷起到一定作用。我們知道雷電電流沖擊波的主要能量大約在40kHz以下頻率，而廣播電視信號(hào)頻率分布在幾百千赫至幾百兆赫以上頻域，根據(jù)這個(gè)原理，我們可以利用高低通濾波器將雷電沖擊波和有用信號(hào)分開，低頻雷電沖擊波直接入地，廣播電視有用信號(hào)正常通路發(fā)射。在一定程度上解決了天饋線路雷電侵入的問題。

2信號(hào)線路侵入及防雷方法

信號(hào)侵入即雷電通過信號(hào)線侵入到廣播電視系統(tǒng)中。在當(dāng)今廣電系統(tǒng)中，信號(hào)放大器、衛(wèi)星接收機(jī)、信號(hào)解調(diào)器、光端機(jī)以及計(jì)算機(jī)、電話等信號(hào)傳輸往往使用的是同軸電纜進(jìn)行傳輸，當(dāng)雷電產(chǎn)生電磁脈沖時(shí)，會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生交變電磁場，使導(dǎo)體中的感抗和容抗發(fā)生變化，從而會(huì)產(chǎn)生電位差，這種電位差會(huì)對廣播電視設(shè)備形成強(qiáng)烈干擾，并會(huì)形成駐波，嚴(yán)重時(shí)往往通過接口處形成過電壓從而損壞電器設(shè)備。對此種雷電侵入我們采取的辦法一是加強(qiáng)對電纜的屏蔽，保證電纜外金屬皮有良好的接地，二是通過信號(hào)隔離避雷器進(jìn)行信號(hào)與雷電通道分離，在電纜輸入端和電纜輸出端加隔離器，截?cái)嗬纂姴ǖ那秩耄ＷC了廣播電視各系統(tǒng)的信號(hào)線路防雷安全。

3電源線路雷電侵入及解決方法

電源防電，一直是我們解決防雷問題的重中之生，之前我們說過，雷電電流沖擊波的能量主要集中在40kHz的低頻段，我們現(xiàn)在的供電電路不管是220V還是380V，其工作頻率是50kHz。如果有雷電發(fā)生，所產(chǎn)生的較大的能量波諧波分量就會(huì)比較容易與附近的供電電路發(fā)生耦合諧波，特別是我們一般的發(fā)射臺(tái)站都建在高山上或空曠地帶，交流電網(wǎng)分布面積比較大，雷電電流的沖擊波比較容易從電源線路進(jìn)入供電系統(tǒng)，強(qiáng)大的電流會(huì)瞬間破壞電器設(shè)備的電源系統(tǒng)甚至破壞整個(gè)發(fā)射系統(tǒng)。對于電源線路的防雷，我們采取在電源配電室變壓器次級、機(jī)房配電柜及發(fā)射設(shè)備電源進(jìn)線處并聯(lián)三級三相、單相電源保護(hù)器，把電源進(jìn)來的雷電進(jìn)行多級分流，分別引導(dǎo)入地。電源系統(tǒng)三級保護(hù)的基本要求分別是:第一級就采用高能量防雷器，防雷擊電流不小于100kA,響應(yīng)時(shí)間不小于100ns；第二級采用過壓保護(hù)器，可隨最大放電電流40kA，響應(yīng)時(shí)間不大于25ns；第三級采用浪涌吸收精細(xì)過壓保護(hù)器，可承受放電電流5kA，響應(yīng)時(shí)間不大于25ns。如果電源有雷電沖出波侵入發(fā)生時(shí)，電源配電室高能量防雷器避雷器會(huì)首先啟動(dòng)，避雷電阻瞬間會(huì)降至短路狀態(tài)，雷電電流會(huì)經(jīng)過避雷電阻分流入地，保證后面設(shè)備安全。如果還有雷電沖擊波存在，機(jī)房配電柜過壓保護(hù)器隨之啟動(dòng)，直至發(fā)射設(shè)備的浪涌吸收精細(xì)過壓保護(hù)器啟動(dòng)，三級電源保護(hù)器可以有效的保證發(fā)射系統(tǒng)電源線路的防雷安全。雷電沖擊波過后，各級保護(hù)器會(huì)瞬間再恢復(fù)為對地?cái)嗦窢顟B(tài)，保證設(shè)備供電正常。

4直擊雷的預(yù)防

現(xiàn)在大多數(shù)廣播電視臺(tái)的發(fā)射和接收設(shè)施都安裝在高山或鐵塔上，所以會(huì)受雷電的直擊的概率比較大。通常我們會(huì)在發(fā)射塔上安裝一根避雷針，通過避雷針把閃電吸引到接閃器上，然后利用地線把閃電的電流沖擊能量導(dǎo)入地下，從而保護(hù)了避雷針周圍的建筑物。湯原縣廣播電視發(fā)射塔上的避雷針可以有效保護(hù)避雷針高度向地面幅射45度以內(nèi)的建筑物及建筑物內(nèi)的各種設(shè)備，但設(shè)備也必須安裝相應(yīng)的電子避雷器。為了達(dá)到引雷電入地的目的，應(yīng)盡量減小發(fā)射鐵塔的地網(wǎng)阻值，對地阻值必須＜4Ω。

5地電位反擊與接地

當(dāng)雷電擊中室外避雷針(發(fā)射塔)時(shí)，閃電電流會(huì)在避雷針的接地連接處產(chǎn)生瞬間的高電壓，對附近的公共接地極放電，把閃電的瞬時(shí)的高壓引向公共接地的設(shè)備，造成室內(nèi)的設(shè)備損壞，這種現(xiàn)象稱地電位反擊。因?yàn)楫?dāng)避雷針引雷電入地時(shí)，會(huì)在接地處產(chǎn)生1kv以上的沖擊過電壓，而大地的沖擊擊穿場強(qiáng)平均值約為600kv/m，因此在接地體3m以內(nèi)的大地會(huì)產(chǎn)生新的沖擊電流，會(huì)與更遠(yuǎn)處的設(shè)備接地線產(chǎn)生電位差，從而使更遠(yuǎn)處地線連接的設(shè)備受到雷電波及。為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生，我們把湯原廣播電視臺(tái)原有的微波站、電臺(tái)、電視臺(tái)的機(jī)房及發(fā)射塔、和配電室的各種工作地、保護(hù)地等系統(tǒng)連接成一個(gè)接地網(wǎng)，做成一個(gè)等電位，變?yōu)橐粋€(gè)整體，從而使當(dāng)閃電電流入地時(shí)，大家共同升高，避免形成電位差造成地電位反擊。要想達(dá)到良好的防雷效果，接地質(zhì)量十分重要，如果接地不好，輕則會(huì)降低設(shè)備的可靠性，損壞機(jī)器設(shè)備，重則會(huì)并涉及到人身生命安全。各種接地線與地網(wǎng)必須保證可靠電氣連接，焊接點(diǎn)要進(jìn)行防銹處理。湯原廣播電視臺(tái)機(jī)房在做地網(wǎng)時(shí)，添加使用GDSZ系列高效降阻劑，達(dá)到降低接地電阻的目的，地線是選用：100mm×0.3mm型號(hào)的寬銅帶，安全地線選用：4mm扁銅，其長度繞發(fā)射機(jī)機(jī)房一圈，共同接入公用地網(wǎng)。另外在發(fā)射機(jī)房中，還會(huì)有許多與發(fā)射機(jī)相配套的設(shè)備，如發(fā)射機(jī)箱、配套設(shè)備等的外殼均要與地線相接，接地電阻控制在4Ω以內(nèi)，應(yīng)避免發(fā)射機(jī)地與其它設(shè)備地電壓不同，保持電壓一致，否則有電位差。標(biāo)準(zhǔn)的安全地線對機(jī)器設(shè)備和操作者都可以起到安全保護(hù)作用。

雖然防雷電技術(shù)在不斷的發(fā)展，但是雷電的偶然性和不確定性使我們不可能完全免除雷電的傷害，盡可能的提高我們的技術(shù)能力和手段把雷電傷害減少到最小程度，是我們廣播電視技術(shù)人員永遠(yuǎn)的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]卞清華.淺析廣播電視系統(tǒng)防雷技術(shù)[J].廣播與電視技術(shù).[2]沈香敏.廣播站防雷系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)探討[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用.[3]孫騰發(fā).廣播電視網(wǎng)絡(luò)防雷技術(shù)淺析[J].西部廣播電視.

第四篇：增容供電改造方案

曹村煤礦增容供電改造方案

為確保曹村煤礦作為主體保留礦井及下一步基建期間生產(chǎn)生活用電，由我公司申請，山西地方電力股份有限公司蒲縣分公司同意我礦供電容量由原來的945KVA增容到4800KVA。由于變電所內(nèi)變配電裝置及下井線路已不能滿足要求，需進(jìn)行改造，電氣安裝工程工程量如下：

一、地面配電室：

⑴、增加高壓配電盤7面分別為: ①崔家溝作為以后的基建口，考慮到崔家溝的建設(shè)及生活用電，需增設(shè)兩臺(tái)150A的出線柜作為崔家溝的兩回路電源出線間隔。②考慮到以后的發(fā)展需求，需增設(shè)兩臺(tái)150A的備用配電柜； ③為限制單項(xiàng)接地電容電流，采取在10KV各段母線上設(shè)置電容電流自動(dòng)補(bǔ)償裝置，增設(shè)PT盤兩臺(tái)； ④考慮電容補(bǔ)償，增設(shè)一個(gè)電容柜。

本次安裝可利用整合礦井退出的高壓配電盤，但由于高壓室空間所限，可考慮先安裝4臺(tái)（電容柜1面，PT盤2面，崔家溝出線柜1面）。⑵、CT更換：

①由于礦井負(fù)荷的增加，需將原來150A的兩臺(tái)總進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)柜更換為350A的；

②下井兩臺(tái)出線柜更換為300A；

⑶、現(xiàn)有地面供電的兩臺(tái)S9-315/10/400變壓器容量不能滿足地面低壓供電要求，需將這兩臺(tái)變壓器更換為容量630KVA的變壓器。

二、井下變電所：

⑴、更換下井電纜，將原先的兩路MYJV3×35/10電纜更換為兩路MYJV3×120/10，共計(jì)3000m；

⑵、井下變電所增設(shè)高開5臺(tái)，3臺(tái)100A的備用，兩臺(tái)50A的局扇水泵兩回路專用。礦井電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)見附表1 礦井電力負(fù)荷規(guī)劃見附表2 礦井高壓一次供電系統(tǒng)見圖1 礦井高壓一次改造供電系統(tǒng)圖見圖2

第五篇：水輪發(fā)電機(jī)組改造增容

水輪發(fā)電機(jī)組改造增容

龍溪河梯級電站建于50年代末,共有獅子灘、上硐、回龍寨、下硐4個(gè)電站,總裝機(jī)容量104.5MW,獅子灘電站是龍溪河梯級電站的第一級,首部有庫容為10.28億m3(有效庫容7.48億m3)的多年調(diào)節(jié)水庫。建成后,梯級電站在重慶系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)調(diào)頻、調(diào)相、調(diào)峰和事故備用等任務(wù)。隨著電網(wǎng)的擴(kuò)大,1975年四川省形成了統(tǒng)一電網(wǎng),陸續(xù)修建了一批大、中型水電站。但是,網(wǎng)內(nèi)水電站除龍溪河梯級和我廠大洪河電站(有不完全年調(diào)節(jié)水庫,電站裝機(jī)35MW)外,均為逕流式電站,因此,龍溪河梯級電站在系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)了對川西逕流電站一定的補(bǔ)償調(diào)節(jié)作用。

獅子灘水電站是我國第一個(gè)五年計(jì)劃重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。電站興建于1954年,建成于1957年。第一臺(tái)機(jī)組于1956年10月1日并網(wǎng)發(fā)電,電站原裝有4臺(tái)單機(jī)容量為12MW的水輪發(fā)電機(jī)組,設(shè)計(jì)年均發(fā)電量為2.06億kW．h,年有效運(yùn)行小時(shí)為4290h,機(jī)組立項(xiàng)改造前安裝投運(yùn)以來共發(fā)電(截止1992年底)63.41億kW．h,有效運(yùn)行小時(shí)(截止1992年底)為65.62萬h,其中:1號(hào)機(jī)運(yùn)行17.3萬h,發(fā)電16.31億kW．h;2號(hào)機(jī)運(yùn)行15.4萬h,發(fā)電15.06億kW．h;3號(hào)機(jī)運(yùn)行16.8萬h,發(fā)電1.61億kW．h;4號(hào)機(jī)運(yùn)行16.09萬h,發(fā)電15.95kW．h。

獅子灘水庫經(jīng)過長度為1462.5m、直徑為5m的壓力隧洞、差動(dòng)式調(diào)壓井及長度為133.213m、直徑為5m的壓力鋼管及4根直徑為2.6m的鋼支管分別引水至各機(jī)組。各機(jī)組壓力水道長度分別為:1636.18m(1號(hào));1638.978m(2號(hào));1642.131m(3號(hào)),1644.83m(4號(hào))。機(jī)組的主要參數(shù)如下:

水輪機(jī):

型

號(hào):HL216-LJ-200;

水

頭:HP=64.3m;Hmax=71.5m;

Hmin=45m;

流

量r=25.4m3/s;

設(shè)計(jì)出力:Nr=13.8MW;

吸出高度:Hs=0.6m;

額定轉(zhuǎn)速:nr=273r/min;

飛逸轉(zhuǎn)速:np=490r/min;

接力器直徑:φ400mm;

接力器工作油壓:1.75～2.0MPa;

接力器最大行程:240mm。

發(fā)電機(jī):

型

號(hào):TS-425/84-22;

額定容量:15MVA;

額定出力:12MW;

額定電壓:10.5kV;

額定電流:827A;

額定頻率:50Hz;

功率因素:0.8;

靜子接線:雙Y;

轉(zhuǎn)子電壓:188V;

轉(zhuǎn)子電流:470A。

主勵(lì)磁機(jī):型號(hào):ZLS-99/24-8;

額定出力:125kW;

副勵(lì)磁機(jī):型號(hào):ZLS-54/8-6;

額定出力:6.5kW;

永磁機(jī):型號(hào):TY65/13-16;

額定容量:1.5kVA;

調(diào)速器:

型

號(hào):S-38型;

工作容量:78.45kN．m;

工作壓力:1.75～2.0MPa。改造增容研究過程

2.1 改造增容的提出

獅子灘電站機(jī)組及輔助設(shè)備運(yùn)行至1992年已有36～37年,除少數(shù)輔助設(shè)備進(jìn)行過更換外,主要設(shè)備均未更換。由于運(yùn)行年久,設(shè)備日益老化,都需要有計(jì)劃地進(jìn)行改造、更新。針對50年代制造投入的水輪機(jī)效率低,設(shè)計(jì)時(shí)考慮機(jī)組運(yùn)行方式與目前實(shí)際運(yùn)行情況有較大的變化等情況,省局在1990年組織了科研、運(yùn)行單位共同研究了機(jī)組設(shè)備狀況和系統(tǒng)運(yùn)行方式后,提出機(jī)組改造增容的要求。并要求對水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪改(選)型和利用發(fā)電機(jī)殘余壽命增容至15MW等工作立即開展可行性研究。

2.2 改造增容可行性研究

1990年9月初,獅子灘水力發(fā)電總廠成立了龍溪河梯級電站改造增容工作領(lǐng)導(dǎo)小組及各專業(yè)工作組,遵照省局的指示,我廠在四川省電力試驗(yàn)研究院(以下簡稱試研院)、東方電機(jī)廠科協(xié)、四川省水力發(fā)電學(xué)會(huì)咨詢部等單位的幫助和配合下,重點(diǎn)對水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪改(選)型和利用發(fā)電機(jī)殘余壽命增容等工作展開可行性研究。

2.2.1 發(fā)電機(jī)試驗(yàn)研究

在有關(guān)單位配合下,進(jìn)行了發(fā)電機(jī)一系列試驗(yàn)、研究工作,并分別提出了試驗(yàn)報(bào)告(東方電機(jī)廠:“發(fā)電機(jī)電磁計(jì)算”、“機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算”、“發(fā)電機(jī)通風(fēng)試驗(yàn)”、“發(fā)電機(jī)氣隙磁密測算”;試研院:“發(fā)電機(jī)靜子老化鑒定試驗(yàn)”、“發(fā)電機(jī)溫升試驗(yàn)”)。試驗(yàn)表明:靜子絕緣無老化特征,絕緣尚有較高的電氣強(qiáng)度和絕緣裕度,通過發(fā)電機(jī)通風(fēng)改造,發(fā)電機(jī)可增容至15MW有功運(yùn)行。2.2.2 水輪機(jī)提高效率的研究

機(jī)組能否增容,提高水機(jī)出力是需要解決的第一個(gè)關(guān)鍵問題。1990年11月,試研院提出“龍溪河梯級電站的增容改造設(shè)想及獅子灘電站增容改造的可行性研究”的規(guī)劃性報(bào)告,鑒于國內(nèi)尚無完全適合獅站增容用的轉(zhuǎn)輪,故在1990年12月,在省電力局主持下,我廠與試研院正式簽訂了“獅子灘電站增容改造用新型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的研制協(xié)議”。要求在獅子灘電站對其水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪進(jìn)行模型設(shè)計(jì)、試驗(yàn)研究中,在保持獅子灘電站水工部分及水輪機(jī)埋設(shè)部件不大動(dòng)的條件下,要求水輪機(jī)改造達(dá)到以下目標(biāo):

(1)提高水輪機(jī)過流能力15%以上;

(2)提高水輪機(jī)平均運(yùn)行效率2%以上;

(3)提高機(jī)組出力2000～3000kW;

(4)原水輪機(jī)功率擺動(dòng)大,新機(jī)應(yīng)予以改進(jìn);

(5)要求新機(jī)具有良好的抗氣蝕性能及運(yùn)行可靠性。

之后,試研院與四川省機(jī)械設(shè)計(jì)研究院水力發(fā)電設(shè)備研究所(以下簡稱機(jī)械院)合作,聯(lián)合研制獅子灘電站專用改型轉(zhuǎn)輪,經(jīng)優(yōu)選后,機(jī)械院委托東電電器公司制造模型水輪機(jī)及模型轉(zhuǎn)輪,并確定模型轉(zhuǎn)輪的定型試驗(yàn)在水利水電科學(xué)院機(jī)電所(以下簡稱水科院)低水頭能量臺(tái)上進(jìn)行。上述單位通力合作,在1991年11月,完成了3個(gè)水輪機(jī)新轉(zhuǎn)輪和兩個(gè)改型轉(zhuǎn)輪,共計(jì)5個(gè)轉(zhuǎn)輪及模型機(jī)的設(shè)計(jì)制造及試驗(yàn)工作,其中包括完成了S10、S20以及改型轉(zhuǎn)輪S11的能量性能對比試驗(yàn)和S20、S21、S30,3個(gè)新轉(zhuǎn)輪在水科院低水頭能量臺(tái)上定型試驗(yàn),將試驗(yàn)結(jié)果與國內(nèi)已研制成功的bo=0.2,Q′max＜1000L/s的優(yōu)秀轉(zhuǎn)輪A10、A232的參數(shù)比較,見表1。

表1 bo=0.2,Q′max＞1000L/s的優(yōu)秀轉(zhuǎn)輪主要參數(shù)對比表

轉(zhuǎn)輪 名稱 [td]最大單位

流量 Q′max /L．s-1 [td]單位轉(zhuǎn)速 n′out [td]最高效率

ηmax /% [td]備

注 A10-25 [td]1080 [td]68 [td]88.2 [td]用標(biāo)準(zhǔn)尾水管、低水頭臺(tái)試驗(yàn),當(dāng)轉(zhuǎn)輪換算為350mm時(shí),ηmax=89%。A232-35 [td]1040 [td]69.5 [td]90.7 [td]用標(biāo)準(zhǔn)尾水管,在高水頭試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn),按IEC公式換算為低水頭時(shí)ηmax=89.8%。S30-35

[td]1020 [td]70 [td]89.5 [td](1)尾水管主要流道面積僅為標(biāo)準(zhǔn)管的74.7%～81%。

(2)轉(zhuǎn)輪出口尺寸為前者的89.7%。(3)在低水頭試驗(yàn)臺(tái)上試驗(yàn)。

(4)按計(jì)算,在相同流量下,尾水管損失增加使水輪機(jī)效率下降約1.47%～1.87%。

考慮到S30特殊流道帶來的不利影響,應(yīng)該說轉(zhuǎn)輪的綜合能量指標(biāo)高于A10及A272,是近年來國內(nèi)研制的bo=0.2且具有大過流能力的優(yōu)秀轉(zhuǎn)輪之一,屬國內(nèi)先進(jìn)水平。經(jīng)換算,新研制的S30轉(zhuǎn)輪用于獅站時(shí),其各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到和超過合同要求。

2.2.3 提出可行性報(bào)告

在前期大量試驗(yàn)、研究的基礎(chǔ)上,我廠于1991年底完成了獅子灘電站改造增容的可行性研究工作,提出了改造增容的前提條件為

1)盡可能不改動(dòng)原已建的水工建筑物,并要求改造增容工期盡可能短;(2)引用流量增加是有一定限度的;(3)獅庫按優(yōu)化調(diào)度10年的統(tǒng)計(jì),運(yùn)行年均毛水頭為64.39m。在經(jīng)過水輪機(jī)提高效率研究及發(fā)電機(jī)一系列電氣試驗(yàn)后,我廠提出了獅子灘電站改造增容可行性報(bào)告,由省局主持召開了有9個(gè)單位的工程技術(shù)人員共45人參加的審查會(huì)。審查意見指出:“從5個(gè)模型轉(zhuǎn)輪中推薦采用的S30型轉(zhuǎn)輪,其資料和數(shù)據(jù)是通過全模擬試驗(yàn)獲得的,可以用作真機(jī)出力效率換算的依據(jù)。轉(zhuǎn)輪試驗(yàn)是在水工建筑物基本不變,水輪機(jī)主軸不予更換的條件下進(jìn)行的,難度大,其增容幅度達(dá)25%,且具有較高的能量指標(biāo),在短短1年內(nèi)研制完成是很不容易的。獅子灘電站換為該轉(zhuǎn)輪后,在相同設(shè)計(jì)水頭下,水輪機(jī)單機(jī)出力可由12MW增至15MW以上,模型最高效率89.5%,預(yù)計(jì)真機(jī)效率為92.0%,滿足四川省電力科試所與長壽發(fā)電廠簽訂的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)”。會(huì)議同意以S30型轉(zhuǎn)輪作為獅子灘電站改造增容更換用的轉(zhuǎn)輪。

審查會(huì)議同意將對稱型活動(dòng)導(dǎo)葉改為非對稱導(dǎo)葉。鑒于頂蓋、底環(huán)的止漏環(huán),抗磨板等已嚴(yán)重磨損,為有利于制作和安裝,同意更換。水輪機(jī)仍使用橡膠軸承。尾水管直錐段按模型試驗(yàn)尺寸予以擴(kuò)大。

發(fā)電機(jī)(2號(hào)發(fā)電機(jī))經(jīng)過電磁計(jì)算和靜子絕緣老化鑒定以及溫升試驗(yàn)表明,靜子絕緣無老化特征,絕緣尚有較高的電氣強(qiáng)度和絕緣裕度,在進(jìn)風(fēng)溫度為30℃、功率因素0.85、定子電壓10.5kV、定子電流970.6A、轉(zhuǎn)子電流497A時(shí),發(fā)電機(jī)可帶15MW有功運(yùn)行。

勵(lì)磁系統(tǒng)經(jīng)測算和試驗(yàn)?zāi)軡M足發(fā)電機(jī)15MW,無功11.25MVAR,功率因素0.8條件下運(yùn)行。

主變壓器多年運(yùn)行工況較好,常規(guī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)正常,近期內(nèi)短時(shí)超負(fù)荷運(yùn)行基本可以承受。110kV、10kV開關(guān)遮斷容量嚴(yán)重不足,應(yīng)予全部更換。

可行性方案審查后,省局要求我廠“盡快完成初步設(shè)計(jì),并上報(bào)我局審查,抓緊落實(shí)選擇水輪機(jī)制造廠訂貨工作”。

2.3 完成初步設(shè)計(jì)

根據(jù)省局要求,我廠組織有關(guān)技術(shù)力量提出了初步設(shè)計(jì)報(bào)告。1992年在我廠提出初步設(shè)計(jì)報(bào)告后,省局又再次組織了對初步設(shè)計(jì)的審查。初步設(shè)計(jì)報(bào)告對獅子灘電站改造增容從幾個(gè)方面進(jìn)行了分析和論證

1)對獅子灘電站改造增容技術(shù)上的可行性,經(jīng)濟(jì)上的合理性進(jìn)行2)對下一階段設(shè)備改造的技術(shù)設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)明確了任務(wù),提出了要求;(3)計(jì)算并提出了獅子灘近期改造增容的總概算;(4)對改造增容的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了計(jì)算分析,省局審查后同意了初步設(shè)計(jì)報(bào)告,下達(dá)了獅站改造增容的第一批費(fèi)用及形象進(jìn)度要求。機(jī)組改造施工、試驗(yàn)及運(yùn)行情況

3.1 首臺(tái)機(jī)組改造施工和鑒定驗(yàn)收

1992年12月,在東電電器公司將水輪機(jī)需更換的加工件已按合同要求完成,我廠已按初步設(shè)計(jì)要求完成了獅子灘電站2號(hào)機(jī)組各項(xiàng)技術(shù)和施工準(zhǔn)備,主要準(zhǔn)備工作有:水工建筑、水力機(jī)械、發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)改造施工圖及“發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)改造施工工藝”、“機(jī)械部分改造施工工藝”、“水工部分改造施工工藝”、“改造增容綜合施工進(jìn)度網(wǎng)絡(luò)圖”等報(bào)告文件,于10月11日開始了獅子灘電站2號(hào)水輪發(fā)電機(jī)組的改造增容施工工作,并結(jié)合改造增容進(jìn)行了機(jī)組大修。由于我廠對此項(xiàng)工作缺乏經(jīng)驗(yàn),也由于水輪機(jī)設(shè)計(jì)制造上的一些問題,如:導(dǎo)葉平面密封不良、轉(zhuǎn)輪標(biāo)高低5mm、頂蓋漏水等,使施工工期超過預(yù)計(jì)工期。直到1993年3月12日機(jī)組空車啟動(dòng)試運(yùn)行開始,接著又與電力科試所共同進(jìn)行了發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)改造后的通風(fēng)溫升試驗(yàn),至3月19日甩負(fù)荷試驗(yàn)后,機(jī)組才正式交調(diào)度管理,整個(gè)機(jī)組施工期長達(dá)99d。改造后對機(jī)組進(jìn)行了通風(fēng),溫升試驗(yàn);運(yùn)行穩(wěn)定性試驗(yàn),效率試驗(yàn)及電站引水系統(tǒng)水頭損失試驗(yàn),并提出了相應(yīng)的試驗(yàn)報(bào)告。

為了給改造增容鑒定提供更完整的資料,經(jīng)我廠研究決定:于1993年7月26日、27日、31日三次由獅子灘電站作2號(hào)機(jī)組帶15MW負(fù)荷試驗(yàn)。當(dāng)時(shí)由于環(huán)境溫度較高,空冷器供水量已超過設(shè)計(jì)值,冷風(fēng)溫度及線圈溫度均超過允許值。為了能得到準(zhǔn)確的定量試驗(yàn)結(jié)果,8月11日,由廠組織有關(guān)專業(yè)技術(shù)人員并邀請了電力科試所有關(guān)同志一道,使用符合試驗(yàn)精度要求的儀表再次進(jìn)行了機(jī)組帶15MW試驗(yàn)。1993年9月,由四川省電力工業(yè)局主持,組織有關(guān)專家進(jìn)行了現(xiàn)場鑒定驗(yàn)收,與會(huì)專家一致認(rèn)為:獅子灘電站2號(hào)機(jī)組改造增容是成功的,后續(xù)3臺(tái)機(jī)可參照2號(hào)機(jī)進(jìn)行改造。鑒定驗(yàn)收意見如下:

(1)提供的技術(shù)文件資料齊全,論據(jù)可靠,內(nèi)容和測試數(shù)據(jù)可信;

(2)按獅子灘水輪機(jī)實(shí)際流道條件研制的S30型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪,在bo/D′1=0.2,Q1＞1000L/s的條件下,其能量指標(biāo)具有國內(nèi)先進(jìn)水平;

(3)現(xiàn)場試驗(yàn)及實(shí)際運(yùn)行表明,改造后的機(jī)組各部位振動(dòng)擺度值符合國標(biāo)要求,運(yùn)行穩(wěn)定性良好;

(4)改進(jìn)后的機(jī)組單臺(tái)增容3MW,增容率為25%,且水輪機(jī)效率提高,與原舊轉(zhuǎn)輪相比,平均運(yùn)行效率約提高4%,實(shí)測在水頭55.25m(設(shè)計(jì)水頭58m)及滿負(fù)荷運(yùn)行條件下,水輪機(jī)效率達(dá)91%,過流能力提高21%;

(5)發(fā)電機(jī)通風(fēng)改造后,冷卻總風(fēng)量增加5%,改善了發(fā)電機(jī)內(nèi)的風(fēng)量分布,下端進(jìn)風(fēng)量增加15%,在相同運(yùn)行條件下,其定子線圈各部溫度特別是原高溫區(qū)——線圈上、下端部,均有較大幅度降低;

(6)獅子灘電站其余尚未改造的相同3臺(tái)機(jī)組參照2號(hào)機(jī)改造后,可增加電網(wǎng)調(diào)峰容量12MW,有利于減少高峰時(shí)段電網(wǎng)對用戶的限電和增加電網(wǎng)的備用容量,提高電網(wǎng)的供電可靠性和電能質(zhì)量,按照過去10年水文資料測算,全站年均增發(fā)電量1000萬kW．h,本梯級其它水電站減少棄水損失電量200萬kW．h,在豐水期以其增加的12MW容量替代相等容量的火電,其增加的容量在高峰時(shí)段工作,電網(wǎng)逕流式電站擔(dān)負(fù)其它段的負(fù)荷,每年豐水期可使逕流水電站減少棄水,增發(fā)電量約1100萬kW．h,總計(jì)電網(wǎng)年增發(fā)電量約為2300萬kW．h,經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益十分顯著:

(7)獅子灘電站2號(hào)水輪發(fā)電機(jī)組改造增容研究工作全面達(dá)到了預(yù)期效果,其改造是成功的,為該廠幾個(gè)梯級電站機(jī)組改造增容工作提供了可靠的依據(jù),在國內(nèi)同型機(jī)組的改造增容中可以推廣應(yīng)用。3.2 后續(xù)機(jī)組的改造施工及試驗(yàn)

在2號(hào)機(jī)組改造增容成功的基礎(chǔ)上,四川省電力工業(yè)局要求我廠立即著手進(jìn)行后續(xù)3臺(tái)機(jī)的改造增容工作,下達(dá)了項(xiàng)目計(jì)劃通知。為保證后續(xù)機(jī)組改造增容的成功,我廠著重抓了以下幾方面的工作:

(1)在1993年7月12日～14日,我廠與科研、設(shè)計(jì)、制造單位一起就獅子灘電站1、3、4號(hào)機(jī)改造增容水機(jī)部分有關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究,對2號(hào)機(jī)改造中存在的問題從底環(huán)、頂蓋、導(dǎo)葉、雙連壁、轉(zhuǎn)輪等各方面提出了30條修改意見,補(bǔ)簽了技術(shù)協(xié)議,使改造方案更加合理、完善。

(2)對改造中新、舊部件的配合,改造與未改造部分的聯(lián)接過渡,請?jiān)O(shè)計(jì)部門現(xiàn)場核實(shí),研究落實(shí)方案,對送到制造廠加工的設(shè)備,制定詳細(xì)的措施。

(3)從新修訂改造的施工工藝,在總結(jié)2號(hào)機(jī)改造增容的基礎(chǔ)上,對施工工藝中存在的問題進(jìn)行修訂,制訂了切實(shí)可行的工藝措施,如尾水管直錐段新里襯安裝,澆二期混凝土,由原來分3段澆筑改為4段澆筑,每段澆筑一次,保證了混凝土的密實(shí)、可靠;導(dǎo)葉部分預(yù)組裝改為導(dǎo)葉全部整體預(yù)裝,保證了頂蓋、底環(huán)、導(dǎo)葉幾大部件安裝的正確性;減少工作時(shí)間等等,使施工工藝更好的指導(dǎo)施工。

(4)制訂詳細(xì)周密的施工計(jì)劃、施工安全、技術(shù)組織措施,施工網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度圖,使施工管理更加科學(xué)化,減少盲目性。

(5)施工中以工藝措施為指導(dǎo),按施工網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度圖控制施工進(jìn)度,精心組織、合理安排,努力克服施工中的各種不利因素,保證施工的正常進(jìn)行。

(6)通過各臺(tái)機(jī)組發(fā)電機(jī)改造前通風(fēng)溫升試驗(yàn),找出各臺(tái)發(fā)電機(jī)影響增容的關(guān)鍵問題。制訂出每臺(tái)發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)改造的方案,對癥下藥。針對發(fā)電機(jī)空氣冷卻器容量已不能滿足增容后夏天運(yùn)行的要求,研究增大1～4號(hào)機(jī)的空冷器的熱交換容量技術(shù)措施,將4臺(tái)機(jī)的空冷器更換為熱交換率較高的新型針刺式空氣冷卻器。

(7)施工中強(qiáng)化質(zhì)量意識(shí),加強(qiáng)責(zé)任制落實(shí),嚴(yán)格廠、車間、班組三級驗(yàn)收責(zé)任制,建立健全了檢修任務(wù)書,采取激勵(lì)競爭機(jī)制,充分調(diào)動(dòng)廣大職工和工程技術(shù)人員的工作積極性。對重點(diǎn)技術(shù)難題、難點(diǎn),廠組織有關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)攻關(guān),不斷提高施工管理質(zhì)量和施工質(zhì)量。如針對2號(hào)機(jī)改造后,轉(zhuǎn)輪標(biāo)高比固定部分標(biāo)高下沉5mm的問題,經(jīng)研究對后續(xù)3臺(tái)機(jī)改造時(shí),拆機(jī)后對轉(zhuǎn)動(dòng)及固定部分標(biāo)高進(jìn)行核實(shí),具體定出每臺(tái)機(jī)的加工尺寸,保證了每臺(tái)機(jī)轉(zhuǎn)輪的標(biāo)高正確;后續(xù)3臺(tái)機(jī)施工中,在中心復(fù)核時(shí),發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)靜子中心與頂蓋、底環(huán)中心相差較多,經(jīng)討論認(rèn)為發(fā)電機(jī)靜子中心不易變動(dòng),而采用調(diào)整新頂蓋、底環(huán)安裝中心的辦法,解決了這一技術(shù)問題。

獅子灘電站后續(xù)3臺(tái)機(jī)改造增容,在省局、電力科試所領(lǐng)導(dǎo)支持下,在廠精心組織領(lǐng)導(dǎo)下,經(jīng)廣大職工、工程技術(shù)人員的共同努力,施工1臺(tái),總結(jié)1臺(tái),不斷提高施工質(zhì)量和管理水平,不斷縮短施工工期。3號(hào)機(jī)施工從1994年11月12日至1995年1月31日正式交付調(diào)度運(yùn)行,歷時(shí)80d,比2號(hào)機(jī)施工工期縮短19d;4號(hào)機(jī)施工從1995年3月8日至1995年5月23日正式交付調(diào)度運(yùn)行,歷時(shí)76d,比2號(hào)機(jī)施工工期縮短23d;1號(hào)機(jī)施工與1號(hào)主變及10kVⅠ段改造施工同步,由于受主變更換及10kVⅠ段開關(guān)改造的影響,施工從1995年9月18日至1995年12月2日正式交付調(diào)度運(yùn)行,比2號(hào)機(jī)施工時(shí)間縮短大約1/4,改造后機(jī)組投入系統(tǒng)運(yùn)行正常。為保證增容改造后機(jī)組能發(fā)揮效益及安全運(yùn)行,在機(jī)組改造的同時(shí),對發(fā)電機(jī)開關(guān)及1號(hào)、2號(hào)變壓器也作了更新增容。

1996年7月11日至18日,由四川省電力科學(xué)研究院與我廠一道對改造后的3、4、1號(hào)機(jī)組進(jìn)行了效率試驗(yàn)和穩(wěn)定性試驗(yàn),并提出了“獅子灘水力發(fā)電總廠獅子灘電站1號(hào)、3號(hào)、4號(hào)機(jī)組效率試驗(yàn)報(bào)告”和“獅子灘電站1號(hào)、4號(hào)機(jī)組改造增容后,運(yùn)行穩(wěn)定性試驗(yàn)總結(jié)”報(bào)告。在此之前,于1995年3月,對3號(hào)機(jī)組進(jìn)行了運(yùn)行穩(wěn)定性試驗(yàn),提出了“獅子灘電站3號(hào)機(jī)組改造增容后運(yùn)行穩(wěn)定性試驗(yàn)報(bào)告”。

1995年2月11日～16日,1995年12月18日～21日,四川省電力試驗(yàn)研究院與我廠共同對改造后的3號(hào)機(jī)組、1號(hào)機(jī)組進(jìn)行通風(fēng)、溫升試驗(yàn),分別提出了獅子灘電站1號(hào)、3號(hào)、4號(hào)機(jī)組改造增容后通風(fēng)、溫升總結(jié)報(bào)告,經(jīng)改造前試驗(yàn),4號(hào)機(jī)組不需通風(fēng)改造,故未再作改造后的試驗(yàn)。

從機(jī)組的穩(wěn)定情況試驗(yàn)及效率試驗(yàn)看,1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)機(jī)組在各運(yùn)行工況穩(wěn)定性良好,振動(dòng)擺幅均符合國家有關(guān)規(guī)范,但2號(hào)機(jī)組在特定工況區(qū)存在有由尾水管偏心渦帶產(chǎn)生的低頻壓力脈動(dòng)而導(dǎo)致機(jī)組低頻振動(dòng)及功率擺動(dòng)問題。4號(hào)機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性相對較差,存在一定程度的動(dòng)力不平衡和磁力平衡現(xiàn)象,擺幅值超過國家標(biāo)準(zhǔn),尾水管存在明顯的壓力脈動(dòng)現(xiàn)象,對機(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定性存在較大的影響。

從水輪機(jī)的效率測試看,1號(hào)機(jī)真機(jī)最高效率可達(dá)92.33%(相對值),2號(hào)機(jī)最高效率可達(dá)91.5%,3號(hào)機(jī)最高效率可達(dá)92%(相對值),4號(hào)機(jī)最高效率為91%,高效區(qū)在11～13MW,平均運(yùn)轉(zhuǎn)效率約89%,改造后機(jī)組的效率提高較多,平均運(yùn)轉(zhuǎn)效率提高約4%。

通風(fēng)溫升試驗(yàn)情況表明:通風(fēng)改造非常成功,1～3號(hào)機(jī)組改造后總風(fēng)量有了較大幅度的增加,增加了4%～7%,風(fēng)量分配也趨合理,下端部分的進(jìn)風(fēng)量比改前增加14%～18%,風(fēng)速分布,風(fēng)壓分布也更趨合理。改后發(fā)電機(jī)定子線圈的溫升有了明顯下降,1～2號(hào)機(jī)下端鼻部一般下降了1～18K,漸開線部分一般下降1～25K,槽部降低1～6K,但3號(hào)機(jī)較改造前增加,4號(hào)機(jī)組根據(jù)改造前試驗(yàn)情況,通風(fēng)系統(tǒng)未作改造,僅更換了空氣冷卻器,從4臺(tái)機(jī)組通風(fēng)溫升試驗(yàn)情況看,發(fā)電機(jī)能夠滿足改造后安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求。3.3 改造后機(jī)組和電站出力特性

1996年10月10日,我廠對改造后機(jī)組和電站的出力特性進(jìn)行了測量,并對水輪機(jī)汽蝕情況作了檢查,編寫了“獅子灘電站改造增容機(jī)組運(yùn)行報(bào)告”。

從電站的出力特性試驗(yàn)及現(xiàn)場汽蝕情況檢查看,電站毛水頭在63.73m也即上游水位在341m左右,電站單臺(tái)機(jī)和兩臺(tái)機(jī)組同時(shí)運(yùn)行,尚可達(dá)到單機(jī)出力1.5萬kW的增容目標(biāo),3臺(tái)機(jī)組和4臺(tái)機(jī)組同時(shí)運(yùn)行,單機(jī)出力最大只能達(dá)到13.8MW和13.3MW。從電站運(yùn)行記錄看,1995年7月30日,電站幾乎在最高水位運(yùn)行時(shí),電站在接近防洪限制水位時(shí)段運(yùn)行(即345～346m),電站實(shí)測最大出力56.2MW。從引水系統(tǒng)水頭損失試驗(yàn)看,引水損失與引用流量成平方關(guān)系,隨著引用流量增加,引水系統(tǒng)總的水頭損失成平方增加。改造后,電站在哪些情況能夠達(dá)到4臺(tái)機(jī)組滿出力運(yùn)行的增容目標(biāo),還需進(jìn)一步試驗(yàn)測量。同時(shí)也需進(jìn)一步分析水系統(tǒng)損失對電站出力的影響。從現(xiàn)場汽蝕檢查的情況看,水輪機(jī)葉片存在嚴(yán)重的翼型汽蝕,當(dāng)機(jī)組運(yùn)行有8500h以上,葉片就開始發(fā)生汽蝕,且各塊葉片的汽蝕情況不同,說明同一轉(zhuǎn)輪葉片翼型控制不一致。改造增容效益分析(1)由于水輪機(jī)效率提高了約4%,獅子灘4臺(tái)機(jī)組改造增容后,在與改造前相同運(yùn)行條件下,機(jī)組效率提高將增加發(fā)電量;又因引用流量增加,可減少汛期棄水,增發(fā)洪水電能,原獅子灘與梯級年均增發(fā)電量分別為1000萬kW．h及1165萬kW．h。

(2)龍溪河梯級增發(fā)電量及增加調(diào)峰容量對系統(tǒng)有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

(a)獅子灘電站機(jī)組改造增容后,在水庫高水位情況下,電網(wǎng)最大可增加調(diào)峰容量或備用容量約12MW,在當(dāng)時(shí)電網(wǎng)嚴(yán)重缺乏高峰容量的情況下,可減少高峰時(shí)段電網(wǎng)對用戶的限電,提高電網(wǎng)供電的可靠性,有利于國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

(b)獅子灘電站改造增容,在豐水期電網(wǎng)以其增加的近12MW的調(diào)峰容量,代替系統(tǒng)等容量的火電調(diào)峰,可減少火電調(diào)峰損失,由于獅子灘水庫具有多年調(diào)節(jié)能力,汛期可以讓網(wǎng)內(nèi)逕流式電站大發(fā),減少棄水,這樣,每年豐水期可使逕流式水電站減少棄水,增加發(fā)電量1100萬kW．h。

水電站水輪發(fā)電機(jī)組增容改造

作者：軸承供應(yīng)商網(wǎng) 發(fā)布時(shí)間：2009-6-12 9:06:29 文字選擇：大 中 小 瀏覽次數(shù)：126

提高機(jī)組總體效率達(dá)到增加機(jī)組出力的目的是水電站增容改造的主要課題。機(jī)組總體效率應(yīng)當(dāng)從水力、機(jī)械及電磁三方面綜合考慮。轉(zhuǎn)輪改造是增容改造的重點(diǎn)。水輪發(fā)電機(jī)組增容改造是水電站技術(shù)改造的主要課題。一方面。由于設(shè)備老化，機(jī)組實(shí)際效率顯著下降。另一方面，技術(shù)進(jìn)步促進(jìn)水輪發(fā)電機(jī)組效率進(jìn)一步提高。因此，投產(chǎn)較早的水輪發(fā)電機(jī)組通過技術(shù)改造后效率有較大的提升空間。從經(jīng)濟(jì)角度來看，水電站建設(shè)資金的主要部分是水工建筑物，在不增加水耗的前提下，通過對機(jī)電設(shè)備技術(shù)改造，提高機(jī)組總體效率，增加機(jī)組出力。與新建電站相比，技術(shù)改造投資少，見效快，經(jīng)濟(jì)效益好。水輪發(fā)電機(jī)組的總體效率由水力、機(jī)械及電磁三方面因素綜合決定。制定增容改造方案過程中應(yīng)當(dāng)全面考慮影響機(jī)組效率的多方面因素，應(yīng)用當(dāng)前機(jī)組制造的新材料及新技術(shù)，采取綜合的優(yōu)化方案，達(dá)到機(jī)組總體效率提高的目的。

本文針對投產(chǎn)較早的水電站影響機(jī)組效率的主要因素進(jìn)行分析，提出機(jī)組增容的途徑。

1提高水力利用效率

1.1提高轉(zhuǎn)輪效率，適當(dāng)增加轉(zhuǎn)輪單位流量。轉(zhuǎn)輪的改造是水電站增容改造的重點(diǎn)。較早投產(chǎn)的水輪機(jī)由于當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制，性能落后，制造質(zhì)量差。我國轉(zhuǎn)輪系列型譜中如HL240，HL702，ZZ600等轉(zhuǎn)輪是國外上個(gè)世紀(jì)30年代至40年代的技術(shù)水平。另一方面，運(yùn)行多年的轉(zhuǎn)輪經(jīng)過多次空蝕后補(bǔ)焊打磨，變形加上過流部面磨損，密封間隙增加，效率明顯下降。例如雙牌水電站水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪是HL123（即HL240），80年代中期機(jī)組總體效率是86％，最大出力可達(dá)50MW，目前最高只能發(fā)出48MW。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，轉(zhuǎn)輪的設(shè)計(jì)與制造已經(jīng)達(dá)到一個(gè)新的高度度。優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù),CFD（計(jì)算流體力學(xué)）技術(shù)及剛強(qiáng)度分析技術(shù)應(yīng)用于轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)領(lǐng)域，使轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)技術(shù)有一個(gè)質(zhì)的飛躍。特別是CFD的應(yīng)用，使轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)達(dá)到量體裁衣的水平。消除了選型套用與實(shí)際水力參數(shù)的誤差。葉片模壓成型技術(shù)及數(shù)字控制加工技術(shù)的應(yīng)用，使加工出廠的轉(zhuǎn)輪與理論設(shè)計(jì)偏差縮小，轉(zhuǎn)輪效率可達(dá)94.5％，與老型號(hào)轉(zhuǎn)輪相比，新混流式轉(zhuǎn)輪效率可提高2％～3％，軸流式轉(zhuǎn)輪效率可提高4％～5?。由此可見，轉(zhuǎn)輪的改造能使機(jī)組效率有一個(gè)較大的提升。

適當(dāng)增加轉(zhuǎn)輪的單位流量，充分利用豐水季節(jié)水能，經(jīng)濟(jì)效益也十分可觀，但轉(zhuǎn)輪過流量受到座環(huán)高度的限制，也就是受到導(dǎo)葉相對高度的限制。改造后的轉(zhuǎn)輪單位流量不可能無限制增加，另一方面，流量加大，流量上升，空蝕特性變差，水輪機(jī)可靠性不能保證。因此，流量增加，應(yīng)提出適當(dāng)?shù)囊?，專家推薦幾種轉(zhuǎn)輪的最大單位流量如下： 轉(zhuǎn)輪型號(hào) 單位流量 HL240 1.45m3/s HL220 1.28 m3/s HL180 1.15 m3/s 轉(zhuǎn)輪選擇可直接選用與實(shí)際水力參數(shù)相符或相近的轉(zhuǎn)輪。經(jīng)過真機(jī)運(yùn)行檢驗(yàn)后其轉(zhuǎn)輪的能量特性及費(fèi)可靠性良好的轉(zhuǎn)輪用于水力參數(shù)相符或相近的場合,改造的成功率有把握。且能省去模型試驗(yàn)的費(fèi)用。

改造費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)效益好。轉(zhuǎn)輪選擇的另一個(gè)方法，是用與實(shí)際水力參數(shù)相差不多的轉(zhuǎn)輪，經(jīng)過改型設(shè)計(jì)后，直接使用，也可省去模型試驗(yàn)的費(fèi)用，其可靠性及能量特性也有保證。

轉(zhuǎn)輪選擇的第三個(gè)方法是利用CFD技術(shù)。根據(jù)實(shí)際水力參數(shù)進(jìn)行量體裁衣式的設(shè)計(jì)。理論上這樣的轉(zhuǎn)輪最符合實(shí)際情況。各項(xiàng)指標(biāo)都能達(dá)到最優(yōu)。但對大中型電站而言，轉(zhuǎn)輪可靠性至關(guān)重要。量體裁衣式設(shè)計(jì)出來的轉(zhuǎn)輪必須經(jīng)過模型試驗(yàn)。這樣轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)制造的周期較長，費(fèi)用也很高。1.2減小轉(zhuǎn)輪漏水量 由于泥沙磨損，轉(zhuǎn)輪密封裝置間隙增大也是機(jī)組效率下降的原因之一。轉(zhuǎn)輪密封裝置損壞，檢修時(shí)難以修復(fù)，因此在更換轉(zhuǎn)輪時(shí)同時(shí)對密封裝置進(jìn)行改造，減小漏水量，提高效率。

1.3降低尾水水位到設(shè)計(jì)水位 由于長期泄洪，投產(chǎn)較早的電站尾水河道存在不同程度的擁塞，導(dǎo)致設(shè)計(jì)尾水水位上升，機(jī)組利用水頭下降，出力降低。清理尾水河道，使尾水水位控制在設(shè)計(jì)水位的范圍，可以使機(jī)組出力增加。特別對于低水頭電站，尾水水位的變化對機(jī)組出力影響大，清理尾水河道可獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。2減小機(jī)械損失，提高機(jī)組效率 2.1 推力軸承改造

目前彈性金屬塑料瓦技術(shù)成熟，造價(jià)不高，應(yīng)用廣泛。逐步取代傳統(tǒng)的巴氏合金推力瓦。與巴氏合金相比，彈性金屬塑料瓦突出的優(yōu)點(diǎn)是磨擦系數(shù)小，因此用彈性金屬塑料瓦替代巴氏合金瓦可以減小機(jī)械損失，提高機(jī)組效率。值得注意的是，應(yīng)用彈性金屬塑料瓦的機(jī)組停機(jī)過程較長，而且導(dǎo)葉漏水較大的情況下，機(jī)組有 潛動(dòng) 現(xiàn)象發(fā)生。

2.2改造發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)，減小機(jī)組通風(fēng)損耗

老式風(fēng)路系統(tǒng)，風(fēng)量分配不合理，漩渦大，風(fēng)損大，擋風(fēng)板過多，給檢修、維護(hù)帶來不便。新式風(fēng)路可使總風(fēng)量減少20%～30%，通風(fēng)損耗減小50%，電機(jī)效率可以提高0.3%～0.6%。風(fēng)路系統(tǒng)配合冷卻器一起改造可使電機(jī)定子最高點(diǎn)溫度降低6～10℃；轉(zhuǎn)子溫度10～15℃。因此對于定子線圈及轉(zhuǎn)子線圈絕緣沒有缺陷的機(jī)組，可以不對定子及轉(zhuǎn)子進(jìn)行改造，而只改造通風(fēng)系統(tǒng)，就可以提高發(fā)電機(jī)的容量。鹽鍋峽電站就是采用這種改造方式。這樣即可節(jié)省投資，也可縮短改造的工期。

3減小電磁損失

3.1 定子鐵芯改造，減小鐵芯損失

鐵芯損失是發(fā)電機(jī)電磁損失的主要部分。投產(chǎn)較早的機(jī)組硅鋼片磁滯損失較大，加之多年運(yùn)行后鐵芯松動(dòng)，絕緣老化，渦流損失增加。選用性能較好的硅鋼片對鐵芯進(jìn)行改造可使發(fā)電機(jī)效率進(jìn)一步提高。3.2取消直流勵(lì)磁機(jī)，采用可控硅勵(lì)磁

投產(chǎn)較早的大中型水輪發(fā)電機(jī)組多采用直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁。這種勵(lì)磁方式故障多，維護(hù)費(fèi)用高，用機(jī)組附加損耗增加。采用可硅勵(lì)磁方式不僅能提高勵(lì)磁系統(tǒng)可靠性，降低維護(hù)費(fèi)用，還能提高機(jī)組效率。