楊增榮

摘要：本文以我國農(nóng)村小水電的現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，著力對供水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、大壩泄洪排水閘門止水、水庫水位調(diào)度廠用電系統(tǒng)經(jīng)濟運行以及小水電站的設(shè)計改進問題展開探討。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村小水電站供排水系統(tǒng)廠用電水電站設(shè)計

0引言

農(nóng)村水電是指由地方組織實施的各種所有制經(jīng)濟主體通過開發(fā)農(nóng)村水能資源形成的中小水電站及其配套電網(wǎng)，是農(nóng)村重要的基礎(chǔ)設(shè)施和公共設(shè)施，主要為農(nóng)村經(jīng)濟社會發(fā)展服務(wù)、為縣域經(jīng)濟社會發(fā)展服務(wù)。就我國的農(nóng)村小水電來說，小水電是我國加快農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展、提高農(nóng)民生活水平的重要途徑。溫家寶同志指出：發(fā)展農(nóng)村水電、加快農(nóng)村電氣化建設(shè)，是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村現(xiàn)代化的重要條件。近年來，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，對電力的需求日益迫切，各地都在大力發(fā)展小水電，將其作為促進當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展的增長點，因此人們對農(nóng)村小水電的發(fā)展也倍加關(guān)注。在水利水電領(lǐng)域，水電廠是一種生產(chǎn)型的企業(yè)，電廠的一切設(shè)備都是服務(wù)于生產(chǎn)，但是小水電存在工程造價持續(xù)上升，建設(shè)成本不斷增高，電站本身規(guī)模較小，電量生產(chǎn)有限，生產(chǎn)成本偏高等問題。如果與大規(guī)模生產(chǎn)的常規(guī)能源實行競價上網(wǎng)，小水電和其他可再生能源將會受到巨大沖擊。此外，現(xiàn)在的小水電自身在供、排水系統(tǒng)，大壩泄洪、排水閘門止水、水庫水位調(diào)度以及廠內(nèi)用電等方面都存在一些問題。國務(wù)院已經(jīng)決定，繼續(xù)實施積極的財政政策，加強西部大開發(fā)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。其中，加大對水利、水電建設(shè)和水利系統(tǒng)的農(nóng)網(wǎng)改造投入是這一政策的重要內(nèi)容。由此我們可以看到，在中國國情的基礎(chǔ)上發(fā)展農(nóng)村小水電是一項非常有前途的事業(yè)。本文以此為出發(fā)點，以我國農(nóng)村小水電的發(fā)展現(xiàn)狀為研究對象，來探討我國農(nóng)村小水電自身系統(tǒng)改進問題，以期為我國農(nóng)村小水電建設(shè)提供點建議。

1排水系統(tǒng)的改進

1.1供水系統(tǒng)的現(xiàn)狀及改進在我國，節(jié)電節(jié)水的潛力非常大。據(jù)有關(guān)國際組織發(fā)表的資料顯示：中國的單位國民經(jīng)濟總產(chǎn)值所消耗的電是美國、德國等的4倍左右，消耗的水是他們的2倍左右。我國的大量用電設(shè)備中，風(fēng)機和泵類電機的耗電量占全國發(fā)電量的50％左右，若推廣新型電機調(diào)速技術(shù)，可節(jié)電40％左右，即可以節(jié)約全國發(fā)電量的1/5，由于我國人均占有水、電資源相對于別國又少很多，因此，在我國一方面水電供應(yīng)緊張，而另一方面，水電的浪費又十分驚人，節(jié)電節(jié)水，不僅潛力巨大，而且意義深遠。應(yīng)采用一定高度一定容量供水池，半水期利用山體引水，枯水期采用壩后取水，自動抽水，低水位信號。二臺水泵相互備用，維護簡單，投資省。

1.2排水系統(tǒng)的現(xiàn)狀及改進廠內(nèi)集水井排水可采用自動排水即安裝一個比正常庫水高些的自排管進行排水，備用水泵在半水期時自動啟動排水，當(dāng)來水量較小時，自動排水可節(jié)省廠用電。

1.3大壩泄洪、排水閘門止水問題我國和世界上約三分之一的大壩失事，是洪水漫壩所造成的，因此，正確地對大壩防洪安全進行評估和校核，具有十分重要的意義，攔河閘壩是水利樞紐工程中必不可少的主體建筑物之一，它擔(dān)負著水電廠的發(fā)電、流域的防洪、水庫的灌溉等重要的任務(wù)。因目前河水雜質(zhì)較多，特別是半水期大壩泄洪時山體雜物較多，有可能引起閘門閘不密而漏水，有時出現(xiàn)2～3cm間隙，從而造成安全隱患。對此可采用在閘門上游倒些河卵石和粗砂子，不僅有阻滯這些雜物的作用還能起到堵漏的效果。

1.4水庫水位調(diào)度小水電以往通常采用水位自動測報系統(tǒng)，這樣不僅投資大，而且維護不便，特別是目前水質(zhì)大都較差，自動測報系統(tǒng)常會誤發(fā)信號給正常的運行及管理造成不便?，F(xiàn)在可采用視頻直觀監(jiān)控監(jiān)視電廠各設(shè)備的運行狀態(tài)，這樣不僅能夠減輕現(xiàn)場人員的勞動量和勞動強度，及時發(fā)現(xiàn)各種危險狀況，制止事故的發(fā)生，而且隨著我國許多水電站及變電站實現(xiàn)了“無人值班、少人值守”的運行管理模式，在較少運行人員的情況下，為有效地保障電站安全可靠的運行，也使得運行管理人員借助計算機監(jiān)控系統(tǒng)能夠觀看遠方穩(wěn)定而清晰的現(xiàn)場圖像信息的愿望更為迫切。另外，增設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的同時，還可以在廠房值班室安裝電視機，可增加值班工人的娛樂，不會使上班過于枯燥無味。隨時切換視頻，可直觀大壩水位，提高勞動生產(chǎn)率，更方便的對全廠重點部位的實時情況進行準確了解?，F(xiàn)場圖像經(jīng)過分控計算機處理，通過光纜及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，監(jiān)控中心對接收的視頻數(shù)據(jù)和監(jiān)控數(shù)據(jù)，進行監(jiān)控、存儲、管理，值班人員能夠及時了解現(xiàn)場情況。提高了系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性，在改造后期的運行過程中也減少了運行和維護人員，提高了電站經(jīng)濟效益。

2廠用電問題

廠用電系統(tǒng)設(shè)備的經(jīng)濟運行及改進措施：①在現(xiàn)有的廠用電變壓器容量的情況下，采用明備用方式，并將備用變壓器處于冷備用狀態(tài)，以減少備用變壓器的空載損耗。②全廠照明回路采用聲、光、觸摸、感應(yīng)等控制方式，如路燈采用聲光控結(jié)合。③盡量采用節(jié)能燈具。④有條件的可將技術(shù)供水聯(lián)絡(luò)運行，以減少技術(shù)供水泵運行臺數(shù)。⑤注意空調(diào)等大宗廠用電負荷的及時投切。⑥減少油、水、氣系統(tǒng)的跑、冒、滴、漏，以減少各系統(tǒng)電動機的起動次數(shù)等。

另外，因電站受豐、枯水期影響，電壓波動比較大，特別是豐水期，廠內(nèi)照明燈極易燒壞，廠內(nèi)電腦也常因電壓過高而損壞，照明燈可采用串聯(lián)燈泡加斷路開關(guān)，即電壓高時2個燈泡串聯(lián)。電壓低時斷路開關(guān)將其中一盞燈短路，其他系統(tǒng)可裝個3KVA的手動調(diào)壓器，這樣既節(jié)省了投資，維護起來也方便，一般廠用電除水泵空壓機外，不會超過3KVA(主要用于電腦微機，傳真機，監(jiān)控器等)總之，廠用電系統(tǒng)在水電站具有重要作用。在運行中采用各種方式節(jié)電，以實現(xiàn)經(jīng)濟運行。

3小水電站的設(shè)計改進

3.1水輪機的選擇水輪機是水電站一個十分重要的設(shè)備，水流的動能和勢能轉(zhuǎn)換成機械能就是通過水輪機來實現(xiàn)的。水輪機選擇合理與否，直接影響到機組的效率和運行的安全性、經(jīng)濟性。①機組臺數(shù)的選擇農(nóng)村小水電站機組臺數(shù)與電站的投資、運行維護費用、發(fā)電效益以及運行人員的組織管理等有著密切的關(guān)系。通過多年設(shè)計和運行經(jīng)驗表明：農(nóng)村小水電站機組臺數(shù)一般為1～4臺，且型號應(yīng)盡量相同，以利于零部件通用和維修管理方便，其中每座電站2臺機組居多。②水輪機型號的選擇水輪機型號的選擇合理與否，直接影響到水輪機的運行效率、汽蝕和振動等。選擇型號時，既要考慮水輪機生產(chǎn)廠家的技術(shù)水平和運輸?shù)姆奖愠潭?，又要確保水輪機常處于較優(yōu)的運行工況，即盡量處于水輪機運轉(zhuǎn)特性曲線圖的高效區(qū)。尤其是機組運行時，水頭的變化不要超過水輪機性能表的水頭范圍，否則會加劇水輪機汽蝕和振動，降低水輪機效率。③機組安裝高程的確定水輪機的安裝高程不能超過水輪機允許的最大吸出高度，否則會引起水輪機轉(zhuǎn)輪的汽蝕、振動等不良現(xiàn)象，因而縮短機組的運行壽命。

3.2保護裝置農(nóng)村小水電站主保護裝置的配置應(yīng)在滿足繼電保護基本要求的前提下，力求簡單可行、維護檢修方便、造價低及運行人員容易掌握等。①過電流保護單機800KW以下的機組，可以采用自動空氣斷路器的過電流脫扣器作為過流及短路保護，其動作整定值可以通過調(diào)整銜鐵彈簧拉力來整定，整定值一般為發(fā)電機額定電流的1.35～1.7倍。為了提高保護的可靠性，還可采用過流繼電器配合空氣斷路器欠壓脫扣器作過流及短路保護，繼電器線圈電源取自發(fā)電機中性點的1組(3只)電流互感器，繼電器動作值亦按發(fā)電機額定電流的1.35～1.7倍整定。原理：當(dāng)發(fā)電機出現(xiàn)短路故障時，通過過流繼電器線圈的電流超過其動作值，過流繼電器常閉接點斷開，空氣斷路器失壓線圈失電而釋放，跳開空氣斷路器主觸頭，切除故障元件—發(fā)電機。②欠壓保護當(dāng)電網(wǎng)停電時，由于線路上的用電負荷大于發(fā)電機容量，此時電壓大幅度降低，空氣斷路器欠壓線圈欠壓而釋放，跳開空氣斷路器，以防電網(wǎng)來電造成非同期并列。③水阻保護當(dāng)發(fā)電機因某種原因(如短路、長期過載、電網(wǎng)停電等)突然甩負荷后，機組轉(zhuǎn)速會迅速升高，這種現(xiàn)象叫飛逸。如果不及時關(guān)閉調(diào)速器和勵磁，可能造成事故。一般未采用電動調(diào)速的農(nóng)村小水電站可利用三相水阻器作為該保護的負荷。

4結(jié)語

總之，在農(nóng)村小水電建設(shè)中，應(yīng)本著“經(jīng)濟，資源，生態(tài)”三大補償機制，促進農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展，加快資源配置市場化，如何更好的進行水資源保護利用和采取更有效的工程補償措施，是一項長期而艱巨的任務(wù)。