南茶电站增效扩容改造的思考

南茶电站增效扩容改造的思考

易格林

（海南省水利灌区管理局松涛分局南茶电站海南儋州571700）

摘要：南茶电站系海南省水利灌区管理局松涛灌区管理分局跌水电站群的第一级，位于松涛灌区渠首，上游接南丰电站尾水渠，利用南丰电站下泄流量并网发电。总装机容量为1.28MW，1989年投产运行，装设4台贯流轴伸式水轮发电机组，单机容量0.32MW。设计年平均发电量605万kwh，实际多年平均发电量595万kwh。

1运行现状评价

1.1运行已逾29年，设备老旧老化，多数属于淘汰产品，能耗大，效率低。

1.2水轮发电机组及其辅助设备存在机组振动、部件锈蚀、绝缘老化等现象，存在稳定运行安全隐患。

1.3电缆电线绝缘老化，选型不甚合理，部分电缆电线截面偏小，敷设不规范，不仅增加了线路损耗，还容易发生短路断路故障，有些母线端子排及电缆电线接头当空裸露，容易造成触电事故，已不能满足现有规程规范要求。

1.4电站采用常规继电器进行控制和保护，元件残旧，无备配件，灵敏度低，可靠性差。

1.5增速器噪音过大（经检测达95dB以上），存在职业危害，对电站运行人员影响较大，不利于运行及维护工作。

1.6电气设备型式老旧，开关柜为敞开式，大部分电气设备防护等级低而损耗高，电流互感器、电压互感器及高压断路器还使用油设备，既笨重又不环保，属淘汰产品。尤其是主变压器内部绝缘已经严重老化，变压器铁芯、绕阻温升已超过《电力变压器》（GB1094.3—2003）规定的15%限制值，属高耗能变压器，为国家明令淘汰产品。

2增效扩容改造的必要性

2.1增效扩容改造是南茶电站安全、稳定、经济运行的基本要求。南茶电站建成于上世纪八十年代末九十年代初，年代较为久远。目前电站大部分电气设备陈旧落后、老化损耗严重，故障频繁发生，影响电站的正常运行和生产效益，已不能满足新时期安全、稳定、经济运行的要求和条件。

2.2增效扩容改造能显著提高安全效益和经济效益。应用新设备、新技术，设备性能好、效率高、安全可靠，提高了自动化运行和管理水平，运行的安全性和稳定性得到大幅度提升，随之带来的是显著的安全效益和经济效益。

2.3增效扩容改造是节能减排的必然要求。水电是清洁能源，增加水电发电效益，发展循环经济，可节约国家一次能源消耗的同时可减少CO2的排放，为节能安排做出有益探索与贡献。

综上所述，南茶电站实施增效扩容改造，追求效益最大化，增加发电效益，提高生产效率，消除安全隐患，对电站自身的利益是非常重要的。同时，对于松涛灌区水资源的充分利用，促进科学发展和节能减排，也是十分有利的。因此，对南茶电站进行增效扩容改造无疑是兴利除弊的好事，对促进电站自身的安全发展、科学发展大有裨益。

3增效扩容改造的主要内容

3.1更换电气设备。

3.1.1升压站主变压器由S7型更换成体积小、重量轻、损耗低、噪音低、效率高的S11型变压器。

3.1.2配电屏更换成满足“五防要求”的装置，并且柜内设备采用真空断路器、空气开关及环氧树脂浇注式电流、互感器、电压互感器等，满足安全、节能及环保的要求。

3.1.3电缆电线更换成阻燃或耐火型电缆，并在满足用电设备的工作电流、动（热）稳定性、保护配合及电压降要求的前提下，合理选择导线截面，可有效地降低线路电能损耗，节约能源，提高配电系统综合经济效益。

3.1.4电缆敷设采用成型的铝合金桥架（或合金塑料桥架），美观耐用，可减少外部环境对电缆的侵蚀。

3.1.5电站主要设备保护需改为微机保护系统，并按“少人值守”的控制方式进行改造，改造后的电站自动化控制系统采用以计算机监控为主、简易常规设备监控为辅的监控方式。

3.1.6励磁系统改造为技术较为先进、自动化程度较高的微机型自并励可控硅励磁，直流系统改造为免维护阀控式密封铅酸蓄电池，满足技术先进、性价比高、安全可靠、运行维护方便的要求。

3.1.7照明系统需要重新设计，采用性能优越、低能耗的三基色T8系列荧光灯，配置电子镇流器，可比传统照明灯具节约40%以上的耗电量。照明电源线路采用三相四线制，在安装时尽量使三相负荷对称平衡，最大限度减少电能损失。

3.1.8改进防雷接地系统，各级配电装置的防雷保护均按有关规程、规范的要求进行配置，以保证在各种运行方式下雷电波均不能危及电气设备。

3.2更换增速器。

增速器整体更换为ZS138-500型增速器，增速器效率在97%～99%范围内，比原效率增加8个百分点。

4改造效益

电站增效扩容改造后，机电设备运行更加稳定、可靠、经济，电气设备降低损耗，电站减少运行管理费用，提高发电量，从而增加安全效益和经济效益。通过对多年机组年平均利用小时数、机组平均出力的运用计算及参考有关预研报告结论，可以得出如下节能增效结果。

4.1年发电量将增加33.16万kwh。

4.2主变压器整体更换为节能、低损耗型变压器，变压器年空载和负载损耗计算值将减少耗电量约2.4万kwh。

4.3电气设备更换改造后，由于极大地提高了设备的稳定性和可靠性，将减少机电设备的停电检修及机组停运时间，最大程度地减少弃水，每年提高发电量约114.64万kwh。

以上三项相加，增效扩容改造后全站全年电量约增加150.2万kwh。

5增效扩容改造收益分析

增效扩容改造投资总概算为370.45万元（引用参考资料工程设计概算结果），增效扩容改造后每年电量增加150.2万kwh，即使根据现行低迷的平均电价测算每年增加收入约48万元，未来不到八年时间即可收回全部增效扩容改造投资，以后则长期受益。

参考文献：

[1]中水珠江规划勘测设计有限公司（原水利部珠江水利委员会勘测设计研究院）《海南省松涛水利工程管理局南茶水电站增效扩容改造工程工程设计概算》