第一篇：广播电视发射台供电系统增容改造探讨

广播电视发射台供电系统增容改造探讨

摘要： 在现今广播电视发射台应用中，电力系统容量不足是经常存在的一类问题。在本文中，将以某实例的方式对广播电视发射台供电系统增容改造进行一定的研究与探讨。

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.关键词： 广播电视发射台；供电系统；增容改造

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

中图分类号：TN948.53 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）16-0120-03

0 引言

我国西部某地区发射台随着节目数量的增多，发射台现有供电系统的容量已无法满足节目发行需求，并且在运行出现了运行状态不稳定的情况，亟需进行增容改造。

基于这一现状，本文通过分析确定新变压器在额定容量500kV?A情况下最能够满足应用需求，即能够对负荷率在标准范围进行保证的同时对未来的发展需求相适应。为确保广播电视节目的正常播出，发射台根据500kV?A的额定容量对现有供电系统进行了扩容改造，取得了预期的成效。供电系统的现状和增容需求分析

1.1 供电系统现状

我国西部某地区发射台，具有两路1000V外电，开关具有自动倒换功能。对于2路变压器进电，以并联的方式在1路外电上进行联接，次线同低压配电控制柜实现连接，通过智能控制开关方式的应用以自动倒换的方式实现负载供电。在2006年，该发射台已经对系统实现了一定的调整。如图1所示，将P2低压接线柜进行独立，主变压器通过P3、P4、P5等对机房进行供电，而备变压器在开关前段位置通过P2的应用对其余负载以及生活区进行供电。在系统运行中，当主控以及主变发生开关故障时，闭锁节点则会将负载切换到备变压器中进行供电，而如果此时线路所具有的总负荷过大，则需要对P2柜上同播出不存在关联的负载进行关闭或者减少。此外，为了对变压器的安全性作出保证，也对很多限电以及控电措施的应用对用电安全进行保障。

1.2 系统增容需求

在该发射台中，也需要多套节目设置，对于系统原有结构来说，其已经不能够对改造需求进行满足，只有进行系统增容处理。需求方面，在完成增容之后，不仅需要保证每台变压器能够对发射台的用电负荷进行良好承受，且需要对后续发展提供良好的预留空间。经过联系实际情况以及相关计算，确定新变压器在额定容量500kV?A情况下最能够满足应用需求，即能够对负荷率在标准范围进行保证的同时对未来的发展需求相适应。改造方案设计

2.1 配电变压器选型

在本次改造中，配电变压器选型可以说是一项非常核心的内容。在现今市面上，可以选择的有油浸以及干式变压器这两种类型，对于本次改造的发射台来说，其之前使用的是老式油浸变压器，在应用较长时间之后，存在着较为严重的老化现象，每年都需要对绝缘胶垫以及变压器油进行更换，且具有大量项目需要日常检查。而随着近年来干变制作水平的提升，在电压、容量相同的情况下，干变变压器在价格方面具有了更大的优势，并具有着以下优点：

第一，无污染、无油、自熄防火，具有良好的阻燃特征；第二，效率高、损耗低，在运用中不会对有毒气体进行产生，也不会对环境造成污染；第三，具有较好的可靠性以及较小的局部放电量，具有着较长的使用寿命；第四，具有较好的抗温、抗裂以及机械强度，能够较好的应对突发短路情况；第五，具有较好的防潮性，在100%湿度下也能够正常运行；第六，重量轻、体积小，在安装以及调试方面非常简便，且在应用中也不需要对油料进行检查以及更换，所具有的维护成本更低；第七，温度保护系统较为完善，能够更好的对变压器的安全运行进行实现。

根据上述特点，该发射台对干式变压器进行了选择，具体型号为ABB的SCBZ10-500/10。对于该变压器来说，其以自然方式进行冷却，能够长期在额定容量下稳定运行，由温控器根据温度对风机进行启停，即当变压器处于较高的温度时，风机则会自动启动对其进行冷却，在对变压器绝缘性能进行保障的同时对其使用寿命进行延长。

2.2 铁磁谐振消除装置选型

对于铁磁谐振过电压来说，其是电力系统中较为常见的过电压情况，不仅具有着较长的持续时间，且将对系统运行的安全性产生非常大的影响。在电力系统中，具有数量较多的容性以及感性元件，能够对具有较为复杂特征的LC振荡电路进行组成，在能量的作用下，额定参数回路则会随之产生谐振现象。如对于普通电压互感器来说，其在运行中三相处于平衡状态，而如果线路中存在单相接地消失或者互感器突然合闸情况，则将使电压互感器铁心在饱和的情况下对电感量产生影响，与线路对地电容形成的振荡回路就有可能激发起铁磁谐振。在该发射台中，其所使用的避雷器以及PR柜为早期类型的消谐装置产品，在应用一定时间后，将产生坏损情况。在对变压器实现增容处理之后，部分电压互感器则实现了更换，而根据以往装置状况，则需要对同新系统具有良好的匹配的铁磁谐振消除装置进行更换。通过功能兼容以及尺寸等方面问题的考虑，决定对新一代微机型铁磁谐振消除装置产品进行应用，该装置在以往基础上具有了较大的改进，不仅在应用中不需要进行调试以及整定，且具有更高的消谐成功率。通过对该装置的安装，在铁磁谐振情况发生之后，装置则会损失对无触点消谐元件进行启动，在将PT开口同三角绕组实现短接的同时产生较大的阻尼，以此对铁磁谐振进行消除。

2.3 变压器噪声处理

对于噪声来说，其是变压器设备运行当中所具有的固有特性。对于干式变压器来说，铁心磁致伸缩噪声、装配工艺噪声以及硅钢片结构等是噪声的主要来源，同时，安装环境以及设备部件振动也是导致噪音出现的重要因素。同时，其本体将对噪声进行产生之外，也可能因此导致结构出现较大的共振现象，且本发射台干变底座下方为中空结构，非常容易导致共鸣情况的发生。对此，在实际安装时则需要在地基基础同变压器底座间对隔振材料进行安装，即在将接触位转变为弹性接触之后对变压器上的螺丝进行紧固，以此实现噪声的有效降低。而考虑到本发射台变压器房尺寸情况，变压器噪音将同墙面反射噪音实现叠加，以此使噪音出现增大的情况，对此，也将在配电房四周对部分吸声材料进行安装，以此实现对噪声的有效降低。

2.4 低压无功电容补偿柜改进

根据性质的不同，可以将无功补偿分为分相电容补偿、三相混合补偿以及电容自动补偿这几种类型。对于三相的电容补偿来说，其非常适合应用在负载平衡的供配电系统当中。由于三相回路较为平衡、且在回路中所具有的无功电流相同，对此，在实际进行补偿时，调节无功功率参数的信号取自三相中的任意一相即可，通过同时对三相回路的投切，则能够对其电压的质量作出保障。而在实际改造前我们发现，在之前的电容柜中，由于长时间频繁使用以及过度补偿，存在一定的老化、炸裂以及漏液现象，对此，则需要针对该现状进行处理：

第一，根据环境特点，在对兼容器进行更换时应当尽可能选择具有较强抗静电、抗灰尘特征的电力电容器，并做好电容器电压等级的提高，以此实现电容器使用寿命的增加；

第二，根据实际情况，不能够对电容器组数进行改变，对此，则可以通过对每组单台电容容量的增加实现对投切频率的降低。通过该种改进方式的应用，则能够在对设备使用寿命进行有效延长的同时保证在补偿完成后，其功率因数能够达到0.95以上，以此在对电能损耗进行降低的同时对电费开支进行节约，在对设备利用率进行提高的同时保证获得更好的电能质量。具体实施计划

3.1 改造过程

经过设计方案的制定以及同施工方案的积极协调，联系自身实际，对以下实施步骤进行了确定：

第一，对发射台变压器后方的山体运输通道进行改造，使其能够对施工车辆的进出需求进行满足；

第二，在2015年8月3日正式进行改造，在节目播出结束后，倒电道备用变压器当中，并在第二天对旧的变压器进行拆除，对三相真空有载远程控制端以及500kV?A的变压器进行更换。同时，也要做好主变压器出线柜至变压器的高压电缆和变压器到低压柜的低压电缆的更换；

第三，8月5日为检修日，为了避免问题发生，事先对节目报停5h作为缓冲时间，并对1台10kV的柴油发电机租用作为备用。在上午，对备变压器进线柜的电流互感器进行更换，倒备用变压器后对主变压器进线柜进行更换，之后通过计算机程序的方式向系统对新参数进行导入；

第四，8月5日下午2点以后为检修时间。在检修工作开始前，对正处于播出的调频节目功率进行下降，使其降至1kV左右。在完成关机后，将发电机同供电母排进行连接，在对供电相序进行调整之后开启发射机，使其能够对节目的播出进行良好的维护。之后，对高压PT计量柜中的组合互感器进行更换，在完成柴油发电机更换后倒回变压器供电。之后，对2个低压断路器进行更换，中间以人工方式进行一次倒换后等待专家进行验核。在专家查验中，因工作程序方面的要求，需要再一次对2个高压断路器进行断开5min时间。当上述操作完成后，则可以对高压断路器进行闭合，对正常供电进行恢复；

第五，8月26为该月份最后一个检修日，需要对站内的所有调频以及电视节目进行检修。在该检修中，对低压进线柜的三相知识电流表以及电流互感器进行了更换，并对同新变压器间具有匹配的铁磁谐振消除装置进行了更换；

第六，对电容柜进行检查，在同厂家进行积极交流的同时对本次电容更换的技术方案进行了确定。

3.2 改造成效

在本改造中，对该发射台的检查日特点进行了充分的利用，除了对变压器进行一次倒换、切换2次柴油发电机、进行一次人工互倒低压短路开关以及专家检测之外，并不存在其余多余的切换过程。改造后的供电结构见图2。

3.3 改造后供电状态监控结果

改造后，发射台监测站对改造后的供电系统进行了为期7天的在线监控。并将改造前后供电状态的监控结果进行了对比，结果见表1。

由表1可以看出，改造后首先是供电系统容量扩大了，说明扩容改造取得了实际成效。除此以外，其它项的监测结果显示，改造后的整个供电系统各项运行指标都符合标准值，整体运行状态稳定，这也说明增容改造有效提高了整个发射台供电系统的稳定性。结论

4.1 关于增容改造施工管理方面的建议

电力增容施工对于增容效果其实也是非常关键的。虽然本文探讨的重点不在这方面，但是因为这部分也是增容改造的重要内容，为此提一些关于施工管理方面的建议：

①进入现场前，公司对该工程项目组人员和施工队伍进行相关安全文明教育，由公司统一考核后上岗。

②进入现场时，按照业主单位指定位置设置施工区、材料和休息区。听从建设单位或监理统一规划和管理，按照要求使用。

③施工现场实行标准化管理，设置标志牌；场内物料必须分类堆放整齐并设材料标识牌；施工中必须做到工完场清，分类垃圾必须分类定点存放，由专业人负责清扫，日产日清。

④出入工地的送料车辆服从保安人员的指挥，严禁乱停乱放，阻碍交通，特别雨天要严加管理。

⑤每位管理人员必须做到工作认真、态度严谨、品德端正。

⑥严格执行业主单位的各项规章制度。

4.2 结论

供电系统改造是发射台对电力系统容量不足进行解决的重要方式，也是发射台进一步发展的重要途径。在上文中，我们以某实例的方式对广播电视发射台供电系统增容改造进行了一定的研究，通过事前科学方案的部署为后续实际改造工作的进行的打下了良好的基础，获得了较好的改造效果。说明本文所探讨的发射台电力增容方法确实能起到实际效果。建议将本文的增容改造方法推广应用到更多同类项目中，以期通过实践检验使之不断完善。

参考文献：

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第二篇：广播电视发射系统改造设计

二、项目简介

项目所属科学技术领域、主要内容、特点及应用推广情况：

本工程属广播电视发射系统技术改造领域。

主要内容包括技术设施和配套设施改造两部分。经建设单位科学组织，精心实施，完成810KHz 200KW发射机、1530KHz 50KW发射机、810KHz调配网络、高频传输路由、安防监控、冷却降噪除尘、发射机房等系统改造，提高了整个系统的总体技术水平和可靠性。

项目最大特点:

（1）复杂程度高。技术设施改造和配套设施装修改建同时上马，点多面广，十分复杂，并且由于项目资金主要来自专项，根据财政规定不能随意改动。施工期间，各分项工程齐头并进，必须充分协调好各施工单位工程进度，充分考虑施工每一个环节。

（2）施工难度大。由于实施不停播改造，工期紧（90天），作业面狭窄，既要维持安全播出，又要正常推进工程进展，任何一个细微的失误或纰漏都可能导致发射台节目停播的灾难性的后果。因此，任何工作必须科学安排，精心组织，任何工作必须一丝不苟。

（3）克服难点多。一是抗干扰。大功率多频点发射台，电磁干扰和各频率相互串扰无处不在，方案制定和实施都必须通盘考虑上述因素对整个系统的影响，许多工作只能安排到凌晨两点后至三点三十分停播间隙进行。二是抗灰尘。工程实施期间，为确保发射设备的运行安全，必须耗费大量精力用于消除灰尘对新旧设备的影响，施行特别保护措施。三是新技术、新设备应用多。需要建设单位尽快熟悉掌握相关知识和设备。四是没有专业人员帮助，没有经验可以借鉴，从前期准备到工程实施与监督，一切只能依靠自己。为此传发中心和某发射台工程技术人员付出了艰辛的努力。

改造工程完工后，某发射台发射设施和整体装备水平全面提升，安全播出保障能力得到增强，为发射台今后的发展打下了良好的基础。改造工程同时为全国大功率中波发射台原址更新改造创造了一种新模式，积累了宝贵经验，新系统的合理配置以及创新技术的应用对中波台建设也具有一定的示范意义。

1三、主要技术创新点

项目主要创新点有：

1、中波天线网络针对南方雷暴天气多的特点，采用多种防雷技术专门设计，电感由线径4.5CM铜管绕制，采用高压真空电容，设置同台播出的另两套中波广播的阻塞网络，采用多重防雷手段：石墨放电球、天线对地并接微亨级电感，输出通路设置三级隔直电容，提高了设备运行的稳定性和防雷性能，确保优质安全播出。经浙江科技信息研究所查新：多种防雷手段的200KW中波天调网络在全国200KW以上大功率中波发射台中创新使用。

2、安防监控系统采用全数字方案，在200KW中波广播发射台采用数字摄像头，信号利用地埋光缆数字传输，红外对射设备就近取电，缩短电源线，防止中波通过电源线串扰进红外对射系统，信号传输采用点对点方式。图像信号清晰，无网纹干扰，红外对射布防正常使用，有效解决了在全国200KW中波台大功率高场强下传统监控摄像系统会受到高频影响，图像产生网纹、红外对射受到干扰的难题。

3、应用模块式水冷机组建设冷却降噪除尘系统，隔绝与外界的空气交换，大大减少灰尘进入量，达到发射机室恒温，恒湿。系统自投入运行以来，效率高，运行可靠，为全固态发射机创造了一个良好的运行环境和条件，为安全播出提供了保障。据了解，在全国大功率中波台中还没有利用此种方式冷却降噪除尘的先例。

四、项目详细内容

1、立项背景

某发射台是省属最大功率等级的中波发射台，承担着广播电视集团AM810KHz江之声（发射功率200KW）、AM1530KHz城市之声（发射功率50KW）、AM603KHz旅游之声（发射功率10KW）三套节目的中波发射任务，是党和政府的喉舌，也是党和政府与人民群众之间沟通的桥梁与纽带。发射台建于1954年，前身为江人民广播电台某发射台，至今已有近60年的历史，服务区域主要为杭嘉湖宁绍及苏南、上海等长三角发达地区，覆盖人口6000万。

近年来，由于受高清电视、数字广播、互联网和移动多媒体等新兴媒体的冲击和影响，调幅广播在全国范围内均出现收听率降低、受众群减小、影响力收缩现象，导致技术改造滞后，跟不上广电技术飞速发展的节拍。某发射台除上世纪90年代末开始进行过发射机、供电系统、信号传输链路局部升级改造外，技术改造总体投入不够，系统装备和技术水平已明显陈旧、落后，尤其是浙江广播主频率浙江之声810KHz主备发射机超期服役，故障不断，严重影响发射台安全播出和保障能力，技术改造已迫在眉睫。

随着国家广电“西兴工程”的推进，加上在“5.12汶川大地震”、2009年初南方特大冰冻灾害等特殊时期中波广播显示出了重要战略意义，使中波广播重新得到认可。浙江广播电视集团对此高度重视，并得到省财政厅、省广电局的大力支持下，2009年8月，某发射台改造工程正式立项。

2、详细技术内容

改造项目总投资1015万，包含两方面内容：发射设施的更新改造，配套设施的改造。

1、设施更新改造：

（1）、在确保安全的前提下，拆除810KHz原200KW电子管板调机、1530KHz原50KW发射机各一部。对发射台三个频率的发射机、倒换和配套设备进行重新布局和设计。

（2）、安装调试HARRIS DX-200（200KW）、HARRIS 3DX-50（50KW）全固态发射机各一部。

（3）、同步更新810KHz馈电路由和天线调配网络一组。引进126M 4英寸Andrew软馈地埋敷设用于810KHz高频信号传输。安装Dielectric倒换开关一只实现200KW、100KW主备发射机倒换功能。安装400KW仿真假负载一台用于810KHz主备机日常使用，建设天调网络实现阻抗匹配、对同台发射的另外两台节目的阻塞、良好避雷功能。

（4）、完成现用另外四台发射机移位。对三个频率发射系统进行联调，试用正常后，利用凌晨停播间隙进行新旧割接。

（5）、对改造以后的广播发射系统进行技术指标测试和调整。

2、配套设施的改造：

（1）、完成冷却降噪除尘系统建设。采用模块式水冷机组搭建系统建设方 案，实现发射机室恒温（常年控制在23度），恒湿（50%），降噪除尘功能，并满足节能环保和稳定运行需要。

（2）、完成发射区域安防监控系统建设。采用全数字方案实现200KW中波台 重点区域的实时摄录，监控，回放和技术区域400M小围墙的红外对射设防功能。

（3）、完成主机房和发射机室整体改造，满足全固态发射机的运行要求。

（4）、完成附属用房改造。利用闲置的180M2短波机房改建解决发射台长期 以来一直没有后勤用房的困境，利于发射台日常管理。

（5）、完成810KHz天线调配房和射频电缆工艺管道建设，为新天调网络和 高频传输软馈提供配套。

（6）、对配套设施进行强弱电及给排水改造。

改造工程按照上述内容制定了详细缜密的实施方案，并充分考虑改造过程中产生的各种不利因素，对安全播出可能产生的影响，制定相应对策和应急预案（抽调技术力量，加强值班、巡查、维护，在第四发射台搭建发射机作备份等）。由于科学规划、操作规范、专人监理、措施得力，再加上全体职工的热情参与，改造工程始终按照预定计划顺利推进，取得了最终的圆满成功。

3、与当前国内外同类技术主要参数、效益、市场竞争力的比较

浙江广播电视集团某发射台广播发射系统的改造主要由技术设施改造和配套设施改造组成，采用的技术和方案，与全国部分大功率发射系统改造基本类似，但有明显的特点和优点：

在天线调配网络的设计中充分考虑到全固态发射机对防雷的敏感性，针对江南雷暴天气多，某发射台天线场地条件比较差（场地狭小，总共两座天线，拉线塔和自立塔相距不到200M）的特点进行了专门设计，创造性地采用多种方法和手段，提高了设备运行的稳定性和防雷性能。一年来，基本没有发射机由于雷电保护导致降功率和损坏器件发生。

采用Dielectric倒换开关和Andrew软馈地埋敷设搭建810KHz高频传输路由，解决传统明馈阻抗不稳，软馈架空难以维护的问题，提高了系统效率，具有更高的运行指标。

采用全数字方案建设安防监控系统，图像信号利用地埋光缆数字传输，红外对射信号采用点对点回传，跟传统建设方案相比，图像更清晰，运行更稳定。

另外在制定配套设施改造方案时充分考虑全固态发射机对运行环境的高要求，针对发射台临近104国道的现状，进行了探讨和摸索，采用模块式水冷机组建设冷却降噪除尘系统实用，可靠，对发射机运行起到良好的保护作用。四台老发射机改造前由于积尘影响，故障不断，一年以后，运行趋于稳定，状态越来越好，间接延长了使用寿命。

综上所述，某发射台广播发射系统的整体改造，与其他大功率台改造相比，在应用技术和方案制定、实施具有更强的科学性、实用性和合理性。

4、应用情况

改造工程完成后，极大地改善了某发射台技术设施的运行环境，发射设施得到全面更新，各项技术指标均符合国标和行标。

（1）安全播出保障能力和发射台整体技术水平得到全面提升。发射设备的更新换代和运行环境的更新改造，使得某发射台的整体面貌发生了脱胎换骨的变化，新技术、新设备的应用使大家的业务水平得到跃升。过去碰到雷暴天气，经常发生设备降功率保护或器件损坏，一年以来已不再发生。810KHz新建高频路由和天调网络的投入使用，也使得系统的效率更高，运行可靠性更有保障。

（2）值班人员的劳动强度和工作压力大为减轻。由于运行环境的彻底改变，四台老全固态发射机过去由于灰尘引起接触不良引发的故障越来越少，运行状态越来越好，一年来已少有过去经常需要赶赴一台处理特发故障的经历，也间接延长了发射机的使用寿命，节约了大量的改造资金。

（3）为发射台今后的发展打下了良好的基础、积累了宝贵经验。项目工程在不停播的前提下，创新思维，开拓进取，圆满稳妥地处理好了安全播出、设备更新、土建施工三者的关系，探索出了一条大功率中波发射台的原址改造的新路子。更为重要的是，改造工程同时锻炼了一支能吃苦、会战斗的技术队伍，为某发射台今后的发展和改造提供了良好的人才保障。

第三篇：广播电视发射系统雷电防护分析论文

1天馈线路侵入及解决方法

天馈线侵入即雷电通过广播电视发射机的天馈线系统侵入到广播电视系统中。由于天馈系统大多安装在铁塔上，引入雷击几率很大。我们台利用高低通滤波器组合避雷器，可以对天馈线路防雷起到一定作用。我们知道雷电电流冲击波的主要能量大约在40kHz以下频率，而广播电视信号频率分布在几百千赫至几百兆赫以上频域，根据这个原理，我们可以利用高低通滤波器将雷电冲击波和有用信号分开，低频雷电冲击波直接入地，广播电视有用信号正常通路发射。在一定程度上解决了天馈线路雷电侵入的问题。

2信号线路侵入及防雷方法

信号侵入即雷电通过信号线侵入到广播电视系统中。在当今广电系统中，信号放大器、卫星接收机、信号解调器、光端机以及计算机、电话等信号传输往往使用的是同轴电缆进行传输，当雷电产生电磁脉冲时，会在导体中产生交变电磁场，使导体中的感抗和容抗发生变化，从而会产生电位差，这种电位差会对广播电视设备形成强烈干扰，并会形成驻波，严重时往往通过接口处形成过电压从而损坏电器设备。对此种雷电侵入我们采取的办法一是加强对电缆的屏蔽，保证电缆外金属皮有良好的接地，二是通过信号隔离避雷器进行信号与雷电通道分离，在电缆输入端和电缆输出端加隔离器，截断雷电波的侵入，保证了广播电视各系统的信号线路防雷安全。

3电源线路雷电侵入及解决方法

电源防电，一直是我们解决防雷问题的重中之生，之前我们说过，雷电电流冲击波的能量主要集中在40kHz的低频段，我们现在的供电电路不管是220V还是380V，其工作频率是50kHz。如果有雷电发生，所产生的较大的能量波谐波分量就会比较容易与附近的供电电路发生耦合谐波，特别是我们一般的发射台站都建在高山上或空旷地带，交流电网分布面积比较大，雷电电流的冲击波比较容易从电源线路进入供电系统，强大的电流会瞬间破坏电器设备的电源系统甚至破坏整个发射系统。对于电源线路的防雷，我们采取在电源配电室变压器次级、机房配电柜及发射设备电源进线处并联三级三相、单相电源保护器，把电源进来的雷电进行多级分流，分别引导入地。电源系统三级保护的基本要求分别是:第一级就采用高能量防雷器，防雷击电流不小于100kA,响应时间不小于100ns；第二级采用过压保护器，可随最大放电电流40kA，响应时间不大于25ns；第三级采用浪涌吸收精细过压保护器，可承受放电电流5kA，响应时间不大于25ns。如果电源有雷电冲出波侵入发生时，电源配电室高能量防雷器避雷器会首先启动，避雷电阻瞬间会降至短路状态，雷电电流会经过避雷电阻分流入地，保证后面设备安全。如果还有雷电冲击波存在，机房配电柜过压保护器随之启动，直至发射设备的浪涌吸收精细过压保护器启动，三级电源保护器可以有效的保证发射系统电源线路的防雷安全。雷电冲击波过后，各级保护器会瞬间再恢复为对地断路状态，保证设备供电正常。

4直击雷的预防

现在大多数广播电视台的发射和接收设施都安装在高山或铁塔上，所以会受雷电的直击的概率比较大。通常我们会在发射塔上安装一根避雷针，通过避雷针把闪电吸引到接闪器上，然后利用地线把闪电的电流冲击能量导入地下，从而保护了避雷针周围的建筑物。汤原县广播电视发射塔上的避雷针可以有效保护避雷针高度向地面幅射45度以内的建筑物及建筑物内的各种设备，但设备也必须安装相应的电子避雷器。为了达到引雷电入地的目的，应尽量减小发射铁塔的地网阻值，对地阻值必须＜4Ω。

5地电位反击与接地

当雷电击中室外避雷针(发射塔)时，闪电电流会在避雷针的接地连接处产生瞬间的高电压，对附近的公共接地极放电，把闪电的瞬时的高压引向公共接地的设备，造成室内的设备损坏，这种现象称地电位反击。因为当避雷针引雷电入地时，会在接地处产生1kv以上的冲击过电压，而大地的冲击击穿场强平均值约为600kv/m，因此在接地体3m以内的大地会产生新的冲击电流，会与更远处的设备接地线产生电位差，从而使更远处地线连接的设备受到雷电波及。为了防止这种现象发生，我们把汤原广播电视台原有的微波站、电台、电视台的机房及发射塔、和配电室的各种工作地、保护地等系统连接成一个接地网，做成一个等电位，变为一个整体，从而使当闪电电流入地时，大家共同升高，避免形成电位差造成地电位反击。要想达到良好的防雷效果，接地质量十分重要，如果接地不好，轻则会降低设备的可靠性，损坏机器设备，重则会并涉及到人身生命安全。各种接地线与地网必须保证可靠电气连接，焊接点要进行防锈处理。汤原广播电视台机房在做地网时，添加使用GDSZ系列高效降阻剂，达到降低接地电阻的目的，地线是选用：100mm×0.3mm型号的宽铜带，安全地线选用：4mm扁铜，其长度绕发射机机房一圈，共同接入公用地网。另外在发射机房中，还会有许多与发射机相配套的设备，如发射机箱、配套设备等的外壳均要与地线相接，接地电阻控制在4Ω以内，应避免发射机地与其它设备地电压不同，保持电压一致，否则有电位差。标准的安全地线对机器设备和操作者都可以起到安全保护作用。

虽然防雷电技术在不断的发展，但是雷电的偶然性和不确定性使我们不可能完全免除雷电的伤害，尽可能的提高我们的技术能力和手段把雷电伤害减少到最小程度，是我们广播电视技术人员永远的目标。

参考文献

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第四篇：增容供电改造方案

曹村煤矿增容供电改造方案

为确保曹村煤矿作为主体保留矿井及下一步基建期间生产生活用电，由我公司申请，山西地方电力股份有限公司蒲县分公司同意我矿供电容量由原来的945KVA增容到4800KVA。由于变电所内变配电装置及下井线路已不能满足要求，需进行改造，电气安装工程工程量如下：

一、地面配电室：

⑴、增加高压配电盘7面分别为: ①崔家沟作为以后的基建口，考虑到崔家沟的建设及生活用电，需增设两台150A的出线柜作为崔家沟的两回路电源出线间隔。②考虑到以后的发展需求，需增设两台150A的备用配电柜； ③为限制单项接地电容电流，采取在10KV各段母线上设置电容电流自动补偿装置，增设PT盘两台； ④考虑电容补偿，增设一个电容柜。

本次安装可利用整合矿井退出的高压配电盘，但由于高压室空间所限，可考虑先安装4台（电容柜1面，PT盘2面，崔家沟出线柜1面）。⑵、CT更换：

①由于矿井负荷的增加，需将原来150A的两台总进线柜、联络柜更换为350A的；

②下井两台出线柜更换为300A；

⑶、现有地面供电的两台S9-315/10/400变压器容量不能满足地面低压供电要求，需将这两台变压器更换为容量630KVA的变压器。

二、井下变电所：

⑴、更换下井电缆，将原先的两路MYJV3×35/10电缆更换为两路MYJV3×120/10，共计3000m；

⑵、井下变电所增设高开5台，3台100A的备用，两台50A的局扇水泵两回路专用。矿井电力负荷统计见附表1 矿井电力负荷规划见附表2 矿井高压一次供电系统见图1 矿井高压一次改造供电系统图见图2

第五篇：水轮发电机组改造增容

水轮发电机组改造增容

龙溪河梯级电站建于50年代末,共有狮子滩、上硐、回龙寨、下硐4个电站,总装机容量104.5MW,狮子滩电站是龙溪河梯级电站的第一级,首部有库容为10.28亿m3(有效库容7.48亿m3)的多年调节水库。建成后,梯级电站在重庆系统中担负调频、调相、调峰和事故备用等任务。随着电网的扩大,1975年四川省形成了统一电网,陆续修建了一批大、中型水电站。但是,网内水电站除龙溪河梯级和我厂大洪河电站(有不完全年调节水库,电站装机35MW)外,均为迳流式电站,因此,龙溪河梯级电站在系统中担负了对川西迳流电站一定的补偿调节作用。

狮子滩水电站是我国第一个五年计划重点建设项目。电站兴建于1954年,建成于1957年。第一台机组于1956年10月1日并网发电,电站原装有4台单机容量为12MW的水轮发电机组,设计年均发电量为2.06亿kW．h,年有效运行小时为4290h,机组立项改造前安装投运以来共发电(截止1992年底)63.41亿kW．h,有效运行小时(截止1992年底)为65.62万h,其中:1号机运行17.3万h,发电16.31亿kW．h;2号机运行15.4万h,发电15.06亿kW．h;3号机运行16.8万h,发电1.61亿kW．h;4号机运行16.09万h,发电15.95kW．h。

狮子滩水库经过长度为1462.5m、直径为5m的压力隧洞、差动式调压井及长度为133.213m、直径为5m的压力钢管及4根直径为2.6m的钢支管分别引水至各机组。各机组压力水道长度分别为:1636.18m(1号);1638.978m(2号);1642.131m(3号),1644.83m(4号)。机组的主要参数如下:

水轮机:

型

号:HL216-LJ-200;

水

头:HP=64.3m;Hmax=71.5m;

Hmin=45m;

流

量r=25.4m3/s;

设计出力:Nr=13.8MW;

吸出高度:Hs=0.6m;

额定转速:nr=273r/min;

飞逸转速:np=490r/min;

接力器直径:φ400mm;

接力器工作油压:1.75～2.0MPa;

接力器最大行程:240mm。

发电机:

型

号:TS-425/84-22;

额定容量:15MVA;

额定出力:12MW;

额定电压:10.5kV;

额定电流:827A;

额定频率:50Hz;

功率因素:0.8;

静子接线:双Y;

转子电压:188V;

转子电流:470A。

主励磁机:型号:ZLS-99/24-8;

额定出力:125kW;

副励磁机:型号:ZLS-54/8-6;

额定出力:6.5kW;

永磁机:型号:TY65/13-16;

额定容量:1.5kVA;

调速器:

型

号:S-38型;

工作容量:78.45kN．m;

工作压力:1.75～2.0MPa。改造增容研究过程

2.1 改造增容的提出

狮子滩电站机组及辅助设备运行至1992年已有36～37年,除少数辅助设备进行过更换外,主要设备均未更换。由于运行年久,设备日益老化,都需要有计划地进行改造、更新。针对50年代制造投入的水轮机效率低,设计时考虑机组运行方式与目前实际运行情况有较大的变化等情况,省局在1990年组织了科研、运行单位共同研究了机组设备状况和系统运行方式后,提出机组改造增容的要求。并要求对水轮机转轮改(选)型和利用发电机残余寿命增容至15MW等工作立即开展可行性研究。

2.2 改造增容可行性研究

1990年9月初,狮子滩水力发电总厂成立了龙溪河梯级电站改造增容工作领导小组及各专业工作组,遵照省局的指示,我厂在四川省电力试验研究院(以下简称试研院)、东方电机厂科协、四川省水力发电学会咨询部等单位的帮助和配合下,重点对水轮机转轮改(选)型和利用发电机残余寿命增容等工作展开可行性研究。

2.2.1 发电机试验研究

在有关单位配合下,进行了发电机一系列试验、研究工作,并分别提出了试验报告(东方电机厂:“发电机电磁计算”、“机械强度计算”、“发电机通风试验”、“发电机气隙磁密测算”;试研院:“发电机静子老化鉴定试验”、“发电机温升试验”)。试验表明:静子绝缘无老化特征,绝缘尚有较高的电气强度和绝缘裕度,通过发电机通风改造,发电机可增容至15MW有功运行。2.2.2 水轮机提高效率的研究

机组能否增容,提高水机出力是需要解决的第一个关键问题。1990年11月,试研院提出“龙溪河梯级电站的增容改造设想及狮子滩电站增容改造的可行性研究”的规划性报告,鉴于国内尚无完全适合狮站增容用的转轮,故在1990年12月,在省电力局主持下,我厂与试研院正式签订了“狮子滩电站增容改造用新型水轮机转轮的研制协议”。要求在狮子滩电站对其水轮机转轮进行模型设计、试验研究中,在保持狮子滩电站水工部分及水轮机埋设部件不大动的条件下,要求水轮机改造达到以下目标:

(1)提高水轮机过流能力15%以上;

(2)提高水轮机平均运行效率2%以上;

(3)提高机组出力2000～3000kW;

(4)原水轮机功率摆动大,新机应予以改进;

(5)要求新机具有良好的抗气蚀性能及运行可靠性。

之后,试研院与四川省机械设计研究院水力发电设备研究所(以下简称机械院)合作,联合研制狮子滩电站专用改型转轮,经优选后,机械院委托东电电器公司制造模型水轮机及模型转轮,并确定模型转轮的定型试验在水利水电科学院机电所(以下简称水科院)低水头能量台上进行。上述单位通力合作,在1991年11月,完成了3个水轮机新转轮和两个改型转轮,共计5个转轮及模型机的设计制造及试验工作,其中包括完成了S10、S20以及改型转轮S11的能量性能对比试验和S20、S21、S30,3个新转轮在水科院低水头能量台上定型试验,将试验结果与国内已研制成功的bo=0.2,Q′max＜1000L/s的优秀转轮A10、A232的参数比较,见表1。

表1 bo=0.2,Q′max＞1000L/s的优秀转轮主要参数对比表

转轮 名称 [td]最大单位

流量 Q′max /L．s-1 [td]单位转速 n′out [td]最高效率

ηmax /% [td]备

注 A10-25 [td]1080 [td]68 [td]88.2 [td]用标准尾水管、低水头台试验,当转轮换算为350mm时,ηmax=89%。A232-35 [td]1040 [td]69.5 [td]90.7 [td]用标准尾水管,在高水头试验台试验,按IEC公式换算为低水头时ηmax=89.8%。S30-35

[td]1020 [td]70 [td]89.5 [td](1)尾水管主要流道面积仅为标准管的74.7%～81%。

(2)转轮出口尺寸为前者的89.7%。(3)在低水头试验台上试验。

(4)按计算,在相同流量下,尾水管损失增加使水轮机效率下降约1.47%～1.87%。

考虑到S30特殊流道带来的不利影响,应该说转轮的综合能量指标高于A10及A272,是近年来国内研制的bo=0.2且具有大过流能力的优秀转轮之一,属国内先进水平。经换算,新研制的S30转轮用于狮站时,其各项指标均达到和超过合同要求。

2.2.3 提出可行性报告

在前期大量试验、研究的基础上,我厂于1991年底完成了狮子滩电站改造增容的可行性研究工作,提出了改造增容的前提条件为

1)尽可能不改动原已建的水工建筑物,并要求改造增容工期尽可能短;(2)引用流量增加是有一定限度的;(3)狮库按优化调度10年的统计,运行年均毛水头为64.39m。在经过水轮机提高效率研究及发电机一系列电气试验后,我厂提出了狮子滩电站改造增容可行性报告,由省局主持召开了有9个单位的工程技术人员共45人参加的审查会。审查意见指出:“从5个模型转轮中推荐采用的S30型转轮,其资料和数据是通过全模拟试验获得的,可以用作真机出力效率换算的依据。转轮试验是在水工建筑物基本不变,水轮机主轴不予更换的条件下进行的,难度大,其增容幅度达25%,且具有较高的能量指标,在短短1年内研制完成是很不容易的。狮子滩电站换为该转轮后,在相同设计水头下,水轮机单机出力可由12MW增至15MW以上,模型最高效率89.5%,预计真机效率为92.0%,满足四川省电力科试所与长寿发电厂签订的各项技术指标”。会议同意以S30型转轮作为狮子滩电站改造增容更换用的转轮。

审查会议同意将对称型活动导叶改为非对称导叶。鉴于顶盖、底环的止漏环,抗磨板等已严重磨损,为有利于制作和安装,同意更换。水轮机仍使用橡胶轴承。尾水管直锥段按模型试验尺寸予以扩大。

发电机(2号发电机)经过电磁计算和静子绝缘老化鉴定以及温升试验表明,静子绝缘无老化特征,绝缘尚有较高的电气强度和绝缘裕度,在进风温度为30℃、功率因素0.85、定子电压10.5kV、定子电流970.6A、转子电流497A时,发电机可带15MW有功运行。

励磁系统经测算和试验能满足发电机15MW,无功11.25MVAR,功率因素0.8条件下运行。

主变压器多年运行工况较好,常规试验数据正常,近期内短时超负荷运行基本可以承受。110kV、10kV开关遮断容量严重不足,应予全部更换。

可行性方案审查后,省局要求我厂“尽快完成初步设计,并上报我局审查,抓紧落实选择水轮机制造厂订货工作”。

2.3 完成初步设计

根据省局要求,我厂组织有关技术力量提出了初步设计报告。1992年在我厂提出初步设计报告后,省局又再次组织了对初步设计的审查。初步设计报告对狮子滩电站改造增容从几个方面进行了分析和论证

1)对狮子滩电站改造增容技术上的可行性,经济上的合理性进行2)对下一阶段设备改造的技术设计和施工设计明确了任务,提出了要求;(3)计算并提出了狮子滩近期改造增容的总概算;(4)对改造增容的经济效益进行了计算分析,省局审查后同意了初步设计报告,下达了狮站改造增容的第一批费用及形象进度要求。机组改造施工、试验及运行情况

3.1 首台机组改造施工和鉴定验收

1992年12月,在东电电器公司将水轮机需更换的加工件已按合同要求完成,我厂已按初步设计要求完成了狮子滩电站2号机组各项技术和施工准备,主要准备工作有:水工建筑、水力机械、发电机通风系统改造施工图及“发电机通风系统改造施工工艺”、“机械部分改造施工工艺”、“水工部分改造施工工艺”、“改造增容综合施工进度网络图”等报告文件,于10月11日开始了狮子滩电站2号水轮发电机组的改造增容施工工作,并结合改造增容进行了机组大修。由于我厂对此项工作缺乏经验,也由于水轮机设计制造上的一些问题,如:导叶平面密封不良、转轮标高低5mm、顶盖漏水等,使施工工期超过预计工期。直到1993年3月12日机组空车启动试运行开始,接着又与电力科试所共同进行了发电机通风系统改造后的通风温升试验,至3月19日甩负荷试验后,机组才正式交调度管理,整个机组施工期长达99d。改造后对机组进行了通风,温升试验;运行稳定性试验,效率试验及电站引水系统水头损失试验,并提出了相应的试验报告。

为了给改造增容鉴定提供更完整的资料,经我厂研究决定:于1993年7月26日、27日、31日三次由狮子滩电站作2号机组带15MW负荷试验。当时由于环境温度较高,空冷器供水量已超过设计值,冷风温度及线圈温度均超过允许值。为了能得到准确的定量试验结果,8月11日,由厂组织有关专业技术人员并邀请了电力科试所有关同志一道,使用符合试验精度要求的仪表再次进行了机组带15MW试验。1993年9月,由四川省电力工业局主持,组织有关专家进行了现场鉴定验收,与会专家一致认为:狮子滩电站2号机组改造增容是成功的,后续3台机可参照2号机进行改造。鉴定验收意见如下:

(1)提供的技术文件资料齐全,论据可靠,内容和测试数据可信;

(2)按狮子滩水轮机实际流道条件研制的S30型水轮机转轮,在bo/D′1=0.2,Q1＞1000L/s的条件下,其能量指标具有国内先进水平;

(3)现场试验及实际运行表明,改造后的机组各部位振动摆度值符合国标要求,运行稳定性良好;

(4)改进后的机组单台增容3MW,增容率为25%,且水轮机效率提高,与原旧转轮相比,平均运行效率约提高4%,实测在水头55.25m(设计水头58m)及满负荷运行条件下,水轮机效率达91%,过流能力提高21%;

(5)发电机通风改造后,冷却总风量增加5%,改善了发电机内的风量分布,下端进风量增加15%,在相同运行条件下,其定子线圈各部温度特别是原高温区——线圈上、下端部,均有较大幅度降低;

(6)狮子滩电站其余尚未改造的相同3台机组参照2号机改造后,可增加电网调峰容量12MW,有利于减少高峰时段电网对用户的限电和增加电网的备用容量,提高电网的供电可靠性和电能质量,按照过去10年水文资料测算,全站年均增发电量1000万kW．h,本梯级其它水电站减少弃水损失电量200万kW．h,在丰水期以其增加的12MW容量替代相等容量的火电,其增加的容量在高峰时段工作,电网迳流式电站担负其它段的负荷,每年丰水期可使迳流水电站减少弃水,增发电量约1100万kW．h,总计电网年增发电量约为2300万kW．h,经济与社会效益十分显著:

(7)狮子滩电站2号水轮发电机组改造增容研究工作全面达到了预期效果,其改造是成功的,为该厂几个梯级电站机组改造增容工作提供了可靠的依据,在国内同型机组的改造增容中可以推广应用。3.2 后续机组的改造施工及试验

在2号机组改造增容成功的基础上,四川省电力工业局要求我厂立即着手进行后续3台机的改造增容工作,下达了项目计划通知。为保证后续机组改造增容的成功,我厂着重抓了以下几方面的工作:

(1)在1993年7月12日～14日,我厂与科研、设计、制造单位一起就狮子滩电站1、3、4号机改造增容水机部分有关技术进行了研究,对2号机改造中存在的问题从底环、顶盖、导叶、双连壁、转轮等各方面提出了30条修改意见,补签了技术协议,使改造方案更加合理、完善。

(2)对改造中新、旧部件的配合,改造与未改造部分的联接过渡,请设计部门现场核实,研究落实方案,对送到制造厂加工的设备,制定详细的措施。

(3)从新修订改造的施工工艺,在总结2号机改造增容的基础上,对施工工艺中存在的问题进行修订,制订了切实可行的工艺措施,如尾水管直锥段新里衬安装,浇二期混凝土,由原来分3段浇筑改为4段浇筑,每段浇筑一次,保证了混凝土的密实、可靠;导叶部分预组装改为导叶全部整体预装,保证了顶盖、底环、导叶几大部件安装的正确性;减少工作时间等等,使施工工艺更好的指导施工。

(4)制订详细周密的施工计划、施工安全、技术组织措施,施工网络进度图,使施工管理更加科学化,减少盲目性。

(5)施工中以工艺措施为指导,按施工网络进度图控制施工进度,精心组织、合理安排,努力克服施工中的各种不利因素,保证施工的正常进行。

(6)通过各台机组发电机改造前通风温升试验,找出各台发电机影响增容的关键问题。制订出每台发电机通风系统改造的方案,对症下药。针对发电机空气冷却器容量已不能满足增容后夏天运行的要求,研究增大1～4号机的空冷器的热交换容量技术措施,将4台机的空冷器更换为热交换率较高的新型针刺式空气冷却器。

(7)施工中强化质量意识,加强责任制落实,严格厂、车间、班组三级验收责任制,建立健全了检修任务书,采取激励竞争机制,充分调动广大职工和工程技术人员的工作积极性。对重点技术难题、难点,厂组织有关人员进行技术攻关,不断提高施工管理质量和施工质量。如针对2号机改造后,转轮标高比固定部分标高下沉5mm的问题,经研究对后续3台机改造时,拆机后对转动及固定部分标高进行核实,具体定出每台机的加工尺寸,保证了每台机转轮的标高正确;后续3台机施工中,在中心复核时,发现发电机静子中心与顶盖、底环中心相差较多,经讨论认为发电机静子中心不易变动,而采用调整新顶盖、底环安装中心的办法,解决了这一技术问题。

狮子滩电站后续3台机改造增容,在省局、电力科试所领导支持下,在厂精心组织领导下,经广大职工、工程技术人员的共同努力,施工1台,总结1台,不断提高施工质量和管理水平,不断缩短施工工期。3号机施工从1994年11月12日至1995年1月31日正式交付调度运行,历时80d,比2号机施工工期缩短19d;4号机施工从1995年3月8日至1995年5月23日正式交付调度运行,历时76d,比2号机施工工期缩短23d;1号机施工与1号主变及10kVⅠ段改造施工同步,由于受主变更换及10kVⅠ段开关改造的影响,施工从1995年9月18日至1995年12月2日正式交付调度运行,比2号机施工时间缩短大约1/4,改造后机组投入系统运行正常。为保证增容改造后机组能发挥效益及安全运行,在机组改造的同时,对发电机开关及1号、2号变压器也作了更新增容。

1996年7月11日至18日,由四川省电力科学研究院与我厂一道对改造后的3、4、1号机组进行了效率试验和稳定性试验,并提出了“狮子滩水力发电总厂狮子滩电站1号、3号、4号机组效率试验报告”和“狮子滩电站1号、4号机组改造增容后,运行稳定性试验总结”报告。在此之前,于1995年3月,对3号机组进行了运行稳定性试验,提出了“狮子滩电站3号机组改造增容后运行稳定性试验报告”。

1995年2月11日～16日,1995年12月18日～21日,四川省电力试验研究院与我厂共同对改造后的3号机组、1号机组进行通风、温升试验,分别提出了狮子滩电站1号、3号、4号机组改造增容后通风、温升总结报告,经改造前试验,4号机组不需通风改造,故未再作改造后的试验。

从机组的稳定情况试验及效率试验看,1号、2号、3号机组在各运行工况稳定性良好,振动摆幅均符合国家有关规范,但2号机组在特定工况区存在有由尾水管偏心涡带产生的低频压力脉动而导致机组低频振动及功率摆动问题。4号机组运行稳定性相对较差,存在一定程度的动力不平衡和磁力平衡现象,摆幅值超过国家标准,尾水管存在明显的压力脉动现象,对机组的运行稳定性存在较大的影响。

从水轮机的效率测试看,1号机真机最高效率可达92.33%(相对值),2号机最高效率可达91.5%,3号机最高效率可达92%(相对值),4号机最高效率为91%,高效区在11～13MW,平均运转效率约89%,改造后机组的效率提高较多,平均运转效率提高约4%。

通风温升试验情况表明:通风改造非常成功,1～3号机组改造后总风量有了较大幅度的增加,增加了4%～7%,风量分配也趋合理,下端部分的进风量比改前增加14%～18%,风速分布,风压分布也更趋合理。改后发电机定子线圈的温升有了明显下降,1～2号机下端鼻部一般下降了1～18K,渐开线部分一般下降1～25K,槽部降低1～6K,但3号机较改造前增加,4号机组根据改造前试验情况,通风系统未作改造,仅更换了空气冷却器,从4台机组通风温升试验情况看,发电机能够满足改造后安全稳定运行的要求。3.3 改造后机组和电站出力特性

1996年10月10日,我厂对改造后机组和电站的出力特性进行了测量,并对水轮机汽蚀情况作了检查,编写了“狮子滩电站改造增容机组运行报告”。

从电站的出力特性试验及现场汽蚀情况检查看,电站毛水头在63.73m也即上游水位在341m左右,电站单台机和两台机组同时运行,尚可达到单机出力1.5万kW的增容目标,3台机组和4台机组同时运行,单机出力最大只能达到13.8MW和13.3MW。从电站运行记录看,1995年7月30日,电站几乎在最高水位运行时,电站在接近防洪限制水位时段运行(即345～346m),电站实测最大出力56.2MW。从引水系统水头损失试验看,引水损失与引用流量成平方关系,随着引用流量增加,引水系统总的水头损失成平方增加。改造后,电站在哪些情况能够达到4台机组满出力运行的增容目标,还需进一步试验测量。同时也需进一步分析水系统损失对电站出力的影响。从现场汽蚀检查的情况看,水轮机叶片存在严重的翼型汽蚀,当机组运行有8500h以上,叶片就开始发生汽蚀,且各块叶片的汽蚀情况不同,说明同一转轮叶片翼型控制不一致。改造增容效益分析(1)由于水轮机效率提高了约4%,狮子滩4台机组改造增容后,在与改造前相同运行条件下,机组效率提高将增加发电量;又因引用流量增加,可减少汛期弃水,增发洪水电能,原狮子滩与梯级年均增发电量分别为1000万kW．h及1165万kW．h。

(2)龙溪河梯级增发电量及增加调峰容量对系统有显著的经济效益。

(a)狮子滩电站机组改造增容后,在水库高水位情况下,电网最大可增加调峰容量或备用容量约12MW,在当时电网严重缺乏高峰容量的情况下,可减少高峰时段电网对用户的限电,提高电网供电的可靠性,有利于国民经济的发展。

(b)狮子滩电站改造增容,在丰水期电网以其增加的近12MW的调峰容量,代替系统等容量的火电调峰,可减少火电调峰损失,由于狮子滩水库具有多年调节能力,汛期可以让网内迳流式电站大发,减少弃水,这样,每年丰水期可使迳流式水电站减少弃水,增加发电量1100万kW．h。

水电站水轮发电机组增容改造

作者：轴承供应商网 发布时间：2009-6-12 9:06:29 文字选择：大 中 小 浏览次数：126

提高机组总体效率达到增加机组出力的目的是水电站增容改造的主要课题。机组总体效率应当从水力、机械及电磁三方面综合考虑。转轮改造是增容改造的重点。水轮发电机组增容改造是水电站技术改造的主要课题。一方面。由于设备老化，机组实际效率显著下降。另一方面，技术进步促进水轮发电机组效率进一步提高。因此，投产较早的水轮发电机组通过技术改造后效率有较大的提升空间。从经济角度来看，水电站建设资金的主要部分是水工建筑物，在不增加水耗的前提下，通过对机电设备技术改造，提高机组总体效率，增加机组出力。与新建电站相比，技术改造投资少，见效快，经济效益好。水轮发电机组的总体效率由水力、机械及电磁三方面因素综合决定。制定增容改造方案过程中应当全面考虑影响机组效率的多方面因素，应用当前机组制造的新材料及新技术，采取综合的优化方案，达到机组总体效率提高的目的。

本文针对投产较早的水电站影响机组效率的主要因素进行分析，提出机组增容的途径。

1提高水力利用效率

1.1提高转轮效率，适当增加转轮单位流量。转轮的改造是水电站增容改造的重点。较早投产的水轮机由于当时技术条件的限制，性能落后，制造质量差。我国转轮系列型谱中如HL240，HL702，ZZ600等转轮是国外上个世纪30年代至40年代的技术水平。另一方面，运行多年的转轮经过多次空蚀后补焊打磨，变形加上过流部面磨损，密封间隙增加，效率明显下降。例如双牌水电站水轮机转轮是HL123（即HL240），80年代中期机组总体效率是86％，最大出力可达50MW，目前最高只能发出48MW。随着科学技术的进步，转轮的设计与制造已经达到一个新的高度度。优化设计技术,CFD（计算流体力学）技术及刚强度分析技术应用于转轮设计领域，使转轮设计技术有一个质的飞跃。特别是CFD的应用，使转轮设计达到量体裁衣的水平。消除了选型套用与实际水力参数的误差。叶片模压成型技术及数字控制加工技术的应用，使加工出厂的转轮与理论设计偏差缩小，转轮效率可达94.5％，与老型号转轮相比，新混流式转轮效率可提高2％～3％，轴流式转轮效率可提高4％～5?。由此可见，转轮的改造能使机组效率有一个较大的提升。

适当增加转轮的单位流量，充分利用丰水季节水能，经济效益也十分可观，但转轮过流量受到座环高度的限制，也就是受到导叶相对高度的限制。改造后的转轮单位流量不可能无限制增加，另一方面，流量加大，流量上升，空蚀特性变差，水轮机可靠性不能保证。因此，流量增加，应提出适当的要求，专家推荐几种转轮的最大单位流量如下： 转轮型号 单位流量 HL240 1.45m3/s HL220 1.28 m3/s HL180 1.15 m3/s 转轮选择可直接选用与实际水力参数相符或相近的转轮。经过真机运行检验后其转轮的能量特性及费可靠性良好的转轮用于水力参数相符或相近的场合,改造的成功率有把握。且能省去模型试验的费用。

改造费用低，经济效益好。转轮选择的另一个方法，是用与实际水力参数相差不多的转轮，经过改型设计后，直接使用，也可省去模型试验的费用，其可靠性及能量特性也有保证。

转轮选择的第三个方法是利用CFD技术。根据实际水力参数进行量体裁衣式的设计。理论上这样的转轮最符合实际情况。各项指标都能达到最优。但对大中型电站而言，转轮可靠性至关重要。量体裁衣式设计出来的转轮必须经过模型试验。这样转轮设计制造的周期较长，费用也很高。1.2减小转轮漏水量 由于泥沙磨损，转轮密封装置间隙增大也是机组效率下降的原因之一。转轮密封装置损坏，检修时难以修复，因此在更换转轮时同时对密封装置进行改造，减小漏水量，提高效率。

1.3降低尾水水位到设计水位 由于长期泄洪，投产较早的电站尾水河道存在不同程度的拥塞，导致设计尾水水位上升，机组利用水头下降，出力降低。清理尾水河道，使尾水水位控制在设计水位的范围，可以使机组出力增加。特别对于低水头电站，尾水水位的变化对机组出力影响大，清理尾水河道可获得良好的经济效益。2减小机械损失，提高机组效率 2.1 推力轴承改造

目前弹性金属塑料瓦技术成熟，造价不高，应用广泛。逐步取代传统的巴氏合金推力瓦。与巴氏合金相比，弹性金属塑料瓦突出的优点是磨擦系数小，因此用弹性金属塑料瓦替代巴氏合金瓦可以减小机械损失，提高机组效率。值得注意的是，应用弹性金属塑料瓦的机组停机过程较长，而且导叶漏水较大的情况下，机组有 潜动 现象发生。

2.2改造发电机通风系统，减小机组通风损耗

老式风路系统，风量分配不合理，漩涡大，风损大，挡风板过多，给检修、维护带来不便。新式风路可使总风量减少20%～30%，通风损耗减小50%，电机效率可以提高0.3%～0.6%。风路系统配合冷却器一起改造可使电机定子最高点温度降低6～10℃；转子温度10～15℃。因此对于定子线圈及转子线圈绝缘没有缺陷的机组，可以不对定子及转子进行改造，而只改造通风系统，就可以提高发电机的容量。盐锅峡电站就是采用这种改造方式。这样即可节省投资，也可缩短改造的工期。

3减小电磁损失

3.1 定子铁芯改造，减小铁芯损失

铁芯损失是发电机电磁损失的主要部分。投产较早的机组硅钢片磁滞损失较大，加之多年运行后铁芯松动，绝缘老化，涡流损失增加。选用性能较好的硅钢片对铁芯进行改造可使发电机效率进一步提高。3.2取消直流励磁机，采用可控硅励磁

投产较早的大中型水轮发电机组多采用直流励磁机励磁。这种励磁方式故障多，维护费用高，用机组附加损耗增加。采用可硅励磁方式不仅能提高励磁系统可靠性，降低维护费用，还能提高机组效率。