第一篇：廣播電視發射臺供電系統增容改造探討

廣播電視發射臺供電系統增容改造探討

摘要： 在現今廣播電視發射臺應用中，電力系統容量不足是經常存在的一類問題。在本文中，將以某實例的方式對廣播電視發射臺供電系統增容改造進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.關鍵詞： 廣播電視發射臺；供電系統；增容改造

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

中圖分類號：TN948.53 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）16-0120-03

0 引言

我國西部某地區發射臺隨著節目數量的增多，發射臺現有供電系統的容量已無法滿足節目發行需求，并且在運行出現了運行狀態不穩定的情況，亟需進行增容改造。

基于這一現狀，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用需求，即能夠對負荷率在標準范圍進行保證的同時對未來的發展需求相適應。為確保廣播電視節目的正常播出，發射臺根據500kV?A的額定容量對現有供電系統進行了擴容改造，取得了預期的成效。供電系統的現狀和增容需求分析

1.1 供電系統現狀

我國西部某地區發射臺，具有兩路1000V外電，開關具有自動倒換功能。對于2路變壓器進電，以并聯的方式在1路外電上進行聯接，次線同低壓配電控制柜實現連接，通過智能控制開關方式的應用以自動倒換的方式實現負載供電。在2006年，該發射臺已經對系統實現了一定的調整。如圖1所示，將P2低壓接線柜進行獨立，主變壓器通過P3、P4、P5等對機房進行供電，而備變壓器在開關前段位置通過P2的應用對其余負載以及生活區進行供電。在系統運行中，當主控以及主變發生開關故障時，閉鎖節點則會將負載切換到備變壓器中進行供電，而如果此時線路所具有的總負荷過大，則需要對P2柜上同播出不存在關聯的負載進行關閉或者減少。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用對用電安全進行保障。

1.2 系統增容需求

在該發射臺中，也需要多套節目設置，對于系統原有結構來說，其已經不能夠對改造需求進行滿足，只有進行系統增容處理。需求方面，在完成增容之后，不僅需要保證每臺變壓器能夠對發射臺的用電負荷進行良好承受，且需要對后續發展提供良好的預留空間。經過聯系實際情況以及相關計算，確定新變壓器在額定容量500kV?A情況下最能夠滿足應用需求，即能夠對負荷率在標準范圍進行保證的同時對未來的發展需求相適應。改造方案設計

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非常核心的內容。在現今市面上，可以選擇的有油浸以及干式變壓器這兩種類型，對于本次改造的發射臺來說，其之前使用的是老式油浸變壓器，在應用較長時間之后，存在著較為嚴重的老化現象，每年都需要對絕緣膠墊以及變壓器油進行更換，且具有大量項目需要日常檢查。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，干變變壓器在價格方面具有了更大的優勢，并具有著以下優點：

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，在運用中不會對有毒氣體進行產生，也不會對環境造成污染；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、抗裂以及機械強度，能夠較好的應對突發短路情況；第五，具有較好的防潮性，在100%濕度下也能夠正常運行；第六，重量輕、體積小，在安裝以及調試方面非常簡便，且在應用中也不需要對油料進行檢查以及更換，所具有的維護成本更低；第七，溫度保護系統較為完善，能夠更好的對變壓器的安全運行進行實現。

根據上述特點，該發射臺對干式變壓器進行了選擇，具體型號為ABB的SCBZ10-500/10。對于該變壓器來說，其以自然方式進行冷卻，能夠長期在額定容量下穩定運行，由溫控器根據溫度對風機進行啟停，即當變壓器處于較高的溫度時，風機則會自動啟動對其進行冷卻，在對變壓器絕緣性能進行保障的同時對其使用壽命進行延長。

2.2 鐵磁諧振消除裝置選型

對于鐵磁諧振過電壓來說，其是電力系統中較為常見的過電壓情況，不僅具有著較長的持續時間，且將對系統運行的安全性產生非常大的影響。在電力系統中，具有數量較多的容性以及感性元件，能夠對具有較為復雜特征的LC振蕩電路進行組成，在能量的作用下，額定參數回路則會隨之產生諧振現象。如對于普通電壓互感器來說，其在運行中三相處于平衡狀態，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生影響，與線路對地電容形成的振蕩回路就有可能激發起鐵磁諧振。在該發射臺中，其所使用的避雷器以及PR柜為早期類型的消諧裝置產品，在應用一定時間后，將產生壞損情況。在對變壓器實現增容處理之后，部分電壓互感器則實現了更換，而根據以往裝置狀況，則需要對同新系統具有良好的匹配的鐵磁諧振消除裝置進行更換。通過功能兼容以及尺寸等方面問題的考慮，決定對新一代微機型鐵磁諧振消除裝置產品進行應用，該裝置在以往基礎上具有了較大的改進，不僅在應用中不需要進行調試以及整定，且具有更高的消諧成功率。通過對該裝置的安裝，在鐵磁諧振情況發生之后，裝置則會損失對無觸點消諧元件進行啟動，在將PT開口同三角繞組實現短接的同時產生較大的阻尼，以此對鐵磁諧振進行消除。

2.3 變壓器噪聲處理

對于噪聲來說，其是變壓器設備運行當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構等是噪聲的主要來源，同時，安裝環境以及設備部件振動也是導致噪音出現的重要因素。同時，其本體將對噪聲進行產生之外，也可能因此導致結構出現較大的共振現象，且本發射臺干變底座下方為中空結構，非常容易導致共鳴情況的發生。對此，在實際安裝時則需要在地基基礎同變壓器底座間對隔振材料進行安裝，即在將接觸位轉變為彈性接觸之后對變壓器上的螺絲進行緊固，以此實現噪聲的有效降低。而考慮到本發射臺變壓器房尺寸情況，變壓器噪音將同墻面反射噪音實現疊加，以此使噪音出現增大的情況，對此，也將在配電房四周對部分吸聲材料進行安裝，以此實現對噪聲的有效降低。

2.4 低壓無功電容補償柜改進

根據性質的不同，可以將無功補償分為分相電容補償、三相混合補償以及電容自動補償這幾種類型。對于三相的電容補償來說，其非常適合應用在負載平衡的供配電系統當中。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，在實際進行補償時，調節無功功率參數的信號取自三相中的任意一相即可，通過同時對三相回路的投切，則能夠對其電壓的質量作出保障。而在實際改造前我們發現，在之前的電容柜中，由于長時間頻繁使用以及過度補償，存在一定的老化、炸裂以及漏液現象，對此，則需要針對該現狀進行處理：

第一，根據環境特點，在對兼容器進行更換時應當盡可能選擇具有較強抗靜電、抗灰塵特征的電力電容器，并做好電容器電壓等級的提高，以此實現電容器使用壽命的增加；

第二，根據實際情況，不能夠對電容器組數進行改變，對此，則可以通過對每組單臺電容容量的增加實現對投切頻率的降低。通過該種改進方式的應用，則能夠在對設備使用壽命進行有效延長的同時保證在補償完成后，其功率因數能夠達到0.95以上，以此在對電能損耗進行降低的同時對電費開支進行節約，在對設備利用率進行提高的同時保證獲得更好的電能質量。具體實施計劃

3.1 改造過程

經過設計方案的制定以及同施工方案的積極協調，聯系自身實際，對以下實施步驟進行了確定：

第一，對發射臺變壓器后方的山體運輸通道進行改造，使其能夠對施工車輛的進出需求進行滿足；

第二，在2015年8月3日正式進行改造，在節目播出結束后，倒電道備用變壓器當中，并在第二天對舊的變壓器進行拆除，對三相真空有載遠程控制端以及500kV?A的變壓器進行更換。同時，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，為了避免問題發生，事先對節目報停5h作為緩沖時間，并對1臺10kV的柴油發電機租用作為備用。在上午，對備變壓器進線柜的電流互感器進行更換，倒備用變壓器后對主變壓器進線柜進行更換，之后通過計算機程序的方式向系統對新參數進行導入；

第四，8月5日下午2點以后為檢修時間。在檢修工作開始前，對正處于播出的調頻節目功率進行下降，使其降至1kV左右。在完成關機后，將發電機同供電母排進行連接，在對供電相序進行調整之后開啟發射機，使其能夠對節目的播出進行良好的維護。之后，對高壓PT計量柜中的組合互感器進行更換，在完成柴油發電機更換后倒回變壓器供電。之后，對2個低壓斷路器進行更換，中間以人工方式進行一次倒換后等待專家進行驗核。在專家查驗中，因工作程序方面的要求，需要再一次對2個高壓斷路器進行斷開5min時間。當上述操作完成后，則可以對高壓斷路器進行閉合，對正常供電進行恢復；

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

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

3.2 改造成效

在本改造中，對該發射臺的檢查日特點進行了充分的利用，除了對變壓器進行一次倒換、切換2次柴油發電機、進行一次人工互倒低壓短路開關以及專家檢測之外，并不存在其余多余的切換過程。改造后的供電結構見圖2。

3.3 改造后供電狀態監控結果

改造后，發射臺監測站對改造后的供電系統進行了為期7天的在線監控。并將改造前后供電狀態的監控結果進行了對比，結果見表1。

由表1可以看出，改造后首先是供電系統容量擴大了，說明擴容改造取得了實際成效。除此以外，其它項的監測結果顯示，改造后的整個供電系統各項運行指標都符合標準值，整體運行狀態穩定，這也說明增容改造有效提高了整個發射臺供電系統的穩定性。結論

4.1 關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也是非常關鍵的。雖然本文探討的重點不在這方面，但是因為這部分也是增容改造的重要內容，為此提一些關于施工管理方面的建議：

①進入現場前，公司對該工程項目組人員和施工隊伍進行相關安全文明教育，由公司統一考核后上崗。

②進入現場時，按照業主單位指定位置設置施工區、材料和休息區。聽從建設單位或監理統一規劃和管理，按照要求使用。

③施工現場實行標準化管理，設置標志牌；場內物料必須分類堆放整齊并設材料標識牌；施工中必須做到工完場清，分類垃圾必須分類定點存放，由專業人負責清掃，日產日清。

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

⑤每位管理人員必須做到工作認真、態度嚴謹、品德端正。

⑥嚴格執行業主單位的各項規章制度。

4.2 結論

供電系統改造是發射臺對電力系統容量不足進行解決的重要方式，也是發射臺進一步發展的重要途徑。在上文中，我們以某實例的方式對廣播電視發射臺供電系統增容改造進行了一定的研究，通過事前科學方案的部署為后續實際改造工作的進行的打下了良好的基礎，獲得了較好的改造效果。說明本文所探討的發射臺電力增容方法確實能起到實際效果。建議將本文的增容改造方法推廣應用到更多同類項目中，以期通過實踐檢驗使之不斷完善。

參考文獻：

[1]陳靖勇.淺談廣播電視發射臺防雷問題[J].新聞研究導刊，2016（03）：77-78.[2]湯彪.關于廣播電視發射臺自動化的標準化[J].視聽界，1990（02）：155-156.[3]吳安榮.高山廣播電視發射臺防雷措施的探討[J].西部廣播電視，2014（04）：99-101.[4]任和平.高山廣播電視發射臺的防雷電措施探討[J].中國傳媒科技，2013（06）：144-146.[5]高??.廣播電視發射臺建設光纖信號源系統解析[J].東南傳播，2013（04）：66-68.[6]孫大龍.探討廣播電視發射臺技術的管理方法[J].黑龍江科學，2013（06）：111-112.

第二篇：廣播電視發射系統改造設計

二、項目簡介

項目所屬科學技術領域、主要內容、特點及應用推廣情況：

本工程屬廣播電視發射系統技術改造領域。

主要內容包括技術設施和配套設施改造兩部分。經建設單位科學組織，精心實施，完成810KHz 200KW發射機、1530KHz 50KW發射機、810KHz調配網絡、高頻傳輸路由、安防監控、冷卻降噪除塵、發射機房等系統改造，提高了整個系統的總體技術水平和可靠性。

項目最大特點:

（1）復雜程度高。技術設施改造和配套設施裝修改建同時上馬，點多面廣，十分復雜，并且由于項目資金主要來自專項，根據財政規定不能隨意改動。施工期間，各分項工程齊頭并進，必須充分協調好各施工單位工程進度，充分考慮施工每一個環節。

（2）施工難度大。由于實施不停播改造，工期緊（90天），作業面狹窄，既要維持安全播出，又要正常推進工程進展，任何一個細微的失誤或紕漏都可能導致發射臺節目停播的災難性的后果。因此，任何工作必須科學安排，精心組織，任何工作必須一絲不茍。

（3）克服難點多。一是抗干擾。大功率多頻點發射臺，電磁干擾和各頻率相互串擾無處不在，方案制定和實施都必須通盤考慮上述因素對整個系統的影響，許多工作只能安排到凌晨兩點后至三點三十分停播間隙進行。二是抗灰塵。工程實施期間，為確保發射設備的運行安全，必須耗費大量精力用于消除灰塵對新舊設備的影響，施行特別保護措施。三是新技術、新設備應用多。需要建設單位盡快熟悉掌握相關知識和設備。四是沒有專業人員幫助，沒有經驗可以借鑒，從前期準備到工程實施與監督，一切只能依靠自己。為此傳發中心和某發射臺工程技術人員付出了艱辛的努力。

改造工程完工后，某發射臺發射設施和整體裝備水平全面提升，安全播出保障能力得到增強，為發射臺今后的發展打下了良好的基礎。改造工程同時為全國大功率中波發射臺原址更新改造創造了一種新模式，積累了寶貴經驗，新系統的合理配置以及創新技術的應用對中波臺建設也具有一定的示范意義。

1三、主要技術創新點

項目主要創新點有：

1、中波天線網絡針對南方雷暴天氣多的特點，采用多種防雷技術專門設計，電感由線徑4.5CM銅管繞制，采用高壓真空電容，設置同臺播出的另兩套中波廣播的阻塞網絡，采用多重防雷手段：石墨放電球、天線對地并接微亨級電感，輸出通路設置三級隔直電容，提高了設備運行的穩定性和防雷性能，確保優質安全播出。經浙江科技信息研究所查新：多種防雷手段的200KW中波天調網絡在全國200KW以上大功率中波發射臺中創新使用。

2、安防監控系統采用全數字方案，在200KW中波廣播發射臺采用數字攝像頭，信號利用地埋光纜數字傳輸，紅外對射設備就近取電，縮短電源線，防止中波通過電源線串擾進紅外對射系統，信號傳輸采用點對點方式。圖像信號清晰，無網紋干擾，紅外對射布防正常使用，有效解決了在全國200KW中波臺大功率高場強下傳統監控攝像系統會受到高頻影響，圖像產生網紋、紅外對射受到干擾的難題。

3、應用模塊式水冷機組建設冷卻降噪除塵系統，隔絕與外界的空氣交換，大大減少灰塵進入量，達到發射機室恒溫，恒濕。系統自投入運行以來，效率高，運行可靠，為全固態發射機創造了一個良好的運行環境和條件，為安全播出提供了保障。據了解，在全國大功率中波臺中還沒有利用此種方式冷卻降噪除塵的先例。

四、項目詳細內容

1、立項背景

某發射臺是省屬最大功率等級的中波發射臺，承擔著廣播電視集團AM810KHz江之聲（發射功率200KW）、AM1530KHz城市之聲（發射功率50KW）、AM603KHz旅游之聲（發射功率10KW）三套節目的中波發射任務，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。發射臺建于1954年，前身為江人民廣播電臺某發射臺，至今已有近60年的歷史，服務區域主要為杭嘉湖寧紹及蘇南、上海等長三角發達地區，覆蓋人口6000萬。

近年來，由于受高清電視、數字廣播、互聯網和移動多媒體等新興媒體的沖擊和影響，調幅廣播在全國范圍內均出現收聽率降低、受眾群減小、影響力收縮現象，導致技術改造滯后，跟不上廣電技術飛速發展的節拍。某發射臺除上世紀90年代末開始進行過發射機、供電系統、信號傳輸鏈路局部升級改造外，技術改造總體投入不夠，系統裝備和技術水平已明顯陳舊、落后，尤其是浙江廣播主頻率浙江之聲810KHz主備發射機超期服役，故障不斷，嚴重影響發射臺安全播出和保障能力，技術改造已迫在眉睫。

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

2、詳細技術內容

改造項目總投資1015萬，包含兩方面內容：發射設施的更新改造，配套設施的改造。

1、設施更新改造：

（1）、在確保安全的前提下，拆除810KHz原200KW電子管板調機、1530KHz原50KW發射機各一部。對發射臺三個頻率的發射機、倒換和配套設備進行重新布局和設計。

（2）、安裝調試HARRIS DX-200（200KW）、HARRIS 3DX-50（50KW）全固態發射機各一部。

（3）、同步更新810KHz饋電路由和天線調配網絡一組。引進126M 4英寸Andrew軟饋地埋敷設用于810KHz高頻信號傳輸。安裝Dielectric倒換開關一只實現200KW、100KW主備發射機倒換功能。安裝400KW仿真假負載一臺用于810KHz主備機日常使用，建設天調網絡實現阻抗匹配、對同臺發射的另外兩臺節目的阻塞、良好避雷功能。

（4）、完成現用另外四臺發射機移位。對三個頻率發射系統進行聯調，試用正常后，利用凌晨停播間隙進行新舊割接。

（5）、對改造以后的廣播發射系統進行技術指標測試和調整。

2、配套設施的改造：

（1）、完成冷卻降噪除塵系統建設。采用模塊式水冷機組搭建系統建設方 案，實現發射機室恒溫（常年控制在23度），恒濕（50%），降噪除塵功能，并滿足節能環保和穩定運行需要。

（2）、完成發射區域安防監控系統建設。采用全數字方案實現200KW中波臺 重點區域的實時攝錄，監控，回放和技術區域400M小圍墻的紅外對射設防功能。

（3）、完成主機房和發射機室整體改造，滿足全固態發射機的運行要求。

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

（5）、完成810KHz天線調配房和射頻電纜工藝管道建設，為新天調網絡和 高頻傳輸軟饋提供配套。

（6）、對配套設施進行強弱電及給排水改造。

改造工程按照上述內容制定了詳細縝密的實施方案，并充分考慮改造過程中產生的各種不利因素，對安全播出可能產生的影響，制定相應對策和應急預案（抽調技術力量，加強值班、巡查、維護，在第四發射臺搭建發射機作備份等）。由于科學規劃、操作規范、專人監理、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定計劃順利推進，取得了最終的圓滿成功。

3、與當前國內外同類技術主要參數、效益、市場競爭力的比較

浙江廣播電視集團某發射臺廣播發射系統的改造主要由技術設施改造和配套設施改造組成，采用的技術和方案，與全國部分大功率發射系統改造基本類似，但有明顯的特點和優點：

在天線調配網絡的設計中充分考慮到全固態發射機對防雷的敏感性，針對江南雷暴天氣多，某發射臺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）的特點進行了專門設計，創造性地采用多種方法和手段，提高了設備運行的穩定性和防雷性能。一年來，基本沒有發射機由于雷電保護導致降功率和損壞器件發生。

采用Dielectric倒換開關和Andrew軟饋地埋敷設搭建810KHz高頻傳輸路由，解決傳統明饋阻抗不穩，軟饋架空難以維護的問題，提高了系統效率，具有更高的運行指標。

采用全數字方案建設安防監控系統，圖像信號利用地埋光纜數字傳輸，紅外對射信號采用點對點回傳，跟傳統建設方案相比，圖像更清晰，運行更穩定。

另外在制定配套設施改造方案時充分考慮全固態發射機對運行環境的高要求，針對發射臺臨近104國道的現狀，進行了探討和摸索，采用模塊式水冷機組建設冷卻降噪除塵系統實用，可靠，對發射機運行起到良好的保護作用。四臺老發射機改造前由于積塵影響，故障不斷，一年以后，運行趨于穩定，狀態越來越好，間接延長了使用壽命。

綜上所述，某發射臺廣播發射系統的整體改造，與其他大功率臺改造相比，在應用技術和方案制定、實施具有更強的科學性、實用性和合理性。

4、應用情況

改造工程完成后，極大地改善了某發射臺技術設施的運行環境，發射設施得到全面更新，各項技術指標均符合國標和行標。

（1）安全播出保障能力和發射臺整體技術水平得到全面提升。發射設備的更新換代和運行環境的更新改造，使得某發射臺的整體面貌發生了脫胎換骨的變化，新技術、新設備的應用使大家的業務水平得到躍升。過去碰到雷暴天氣，經常發生設備降功率保護或器件損壞，一年以來已不再發生。810KHz新建高頻路由和天調網絡的投入使用，也使得系統的效率更高，運行可靠性更有保障。

（2）值班人員的勞動強度和工作壓力大為減輕。由于運行環境的徹底改變，四臺老全固態發射機過去由于灰塵引起接觸不良引發的故障越來越少，運行狀態越來越好，一年來已少有過去經常需要趕赴一臺處理特發故障的經歷，也間接延長了發射機的使用壽命，節約了大量的改造資金。

（3）為發射臺今后的發展打下了良好的基礎、積累了寶貴經驗。項目工程在不停播的前提下，創新思維，開拓進取，圓滿穩妥地處理好了安全播出、設備更新、土建施工三者的關系，探索出了一條大功率中波發射臺的原址改造的新路子。更為重要的是，改造工程同時鍛煉了一支能吃苦、會戰斗的技術隊伍，為某發射臺今后的發展和改造提供了良好的人才保障。

第三篇：廣播電視發射系統雷電防護分析論文

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射機的天饋線系統侵入到廣播電視系統中。由于天饋系統大多安裝在鐵塔上，引入雷擊幾率很大。我們臺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，而廣播電視信號頻率分布在幾百千赫至幾百兆赫以上頻域，根據這個原理，我們可以利用高低通濾波器將雷電沖擊波和有用信號分開，低頻雷電沖擊波直接入地，廣播電視有用信號正常通路發射。在一定程度上解決了天饋線路雷電侵入的問題。

2信號線路侵入及防雷方法

信號侵入即雷電通過信號線侵入到廣播電視系統中。在當今廣電系統中，信號放大器、衛星接收機、信號解調器、光端機以及計算機、電話等信號傳輸往往使用的是同軸電纜進行傳輸，當雷電產生電磁脈沖時，會在導體中產生交變電磁場，使導體中的感抗和容抗發生變化，從而會產生電位差，這種電位差會對廣播電視設備形成強烈干擾，并會形成駐波，嚴重時往往通過接口處形成過電壓從而損壞電器設備。對此種雷電侵入我們采取的辦法一是加強對電纜的屏蔽，保證電纜外金屬皮有良好的接地，二是通過信號隔離避雷器進行信號與雷電通道分離，在電纜輸入端和電纜輸出端加隔離器，截斷雷電波的侵入，保證了廣播電視各系統的信號線路防雷安全。

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。如果有雷電發生，所產生的較大的能量波諧波分量就會比較容易與附近的供電電路發生耦合諧波，特別是我們一般的發射臺站都建在高山上或空曠地帶，交流電網分布面積比較大，雷電電流的沖擊波比較容易從電源線路進入供電系統，強大的電流會瞬間破壞電器設備的電源系統甚至破壞整個發射系統。對于電源線路的防雷，我們采取在電源配電室變壓器次級、機房配電柜及發射設備電源進線處并聯三級三相、單相電源保護器，把電源進來的雷電進行多級分流，分別引導入地。電源系統三級保護的基本要求分別是:第一級就采用高能量防雷器，防雷擊電流不小于100kA,響應時間不小于100ns；第二級采用過壓保護器，可隨最大放電電流40kA，響應時間不大于25ns；第三級采用浪涌吸收精細過壓保護器，可承受放電電流5kA，響應時間不大于25ns。如果電源有雷電沖出波侵入發生時，電源配電室高能量防雷器避雷器會首先啟動，避雷電阻瞬間會降至短路狀態，雷電電流會經過避雷電阻分流入地，保證后面設備安全。如果還有雷電沖擊波存在，機房配電柜過壓保護器隨之啟動，直至發射設備的浪涌吸收精細過壓保護器啟動，三級電源保護器可以有效的保證發射系統電源線路的防雷安全。雷電沖擊波過后，各級保護器會瞬間再恢復為對地斷路狀態，保證設備供電正常。

4直擊雷的預防

現在大多數廣播電視臺的發射和接收設施都安裝在高山或鐵塔上，所以會受雷電的直擊的概率比較大。通常我們會在發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入地下，從而保護了避雷針周圍的建筑物。湯原縣廣播電視發射塔上的避雷針可以有效保護避雷針高度向地面幅射45度以內的建筑物及建筑物內的各種設備，但設備也必須安裝相應的電子避雷器。為了達到引雷電入地的目的，應盡量減小發射鐵塔的地網阻值，對地阻值必須＜4Ω。

5地電位反擊與接地

當雷電擊中室外避雷針(發射塔)時，閃電電流會在避雷針的接地連接處產生瞬間的高電壓，對附近的公共接地極放電，把閃電的瞬時的高壓引向公共接地的設備，造成室內的設備損壞，這種現象稱地電位反擊。因為當避雷針引雷電入地時，會在接地處產生1kv以上的沖擊過電壓，而大地的沖擊擊穿場強平均值約為600kv/m，因此在接地體3m以內的大地會產生新的沖擊電流，會與更遠處的設備接地線產生電位差，從而使更遠處地線連接的設備受到雷電波及。為了防止這種現象發生，我們把湯原廣播電視臺原有的微波站、電臺、電視臺的機房及發射塔、和配電室的各種工作地、保護地等系統連接成一個接地網，做成一個等電位，變為一個整體，從而使當閃電電流入地時，大家共同升高，避免形成電位差造成地電位反擊。要想達到良好的防雷效果，接地質量十分重要，如果接地不好，輕則會降低設備的可靠性，損壞機器設備，重則會并涉及到人身生命安全。各種接地線與地網必須保證可靠電氣連接，焊接點要進行防銹處理。湯原廣播電視臺機房在做地網時，添加使用GDSZ系列高效降阻劑，達到降低接地電阻的目的，地線是選用：100mm×0.3mm型號的寬銅帶，安全地線選用：4mm扁銅，其長度繞發射機機房一圈，共同接入公用地網。另外在發射機房中，還會有許多與發射機相配套的設備，如發射機箱、配套設備等的外殼均要與地線相接，接地電阻控制在4Ω以內，應避免發射機地與其它設備地電壓不同，保持電壓一致，否則有電位差。標準的安全地線對機器設備和操作者都可以起到安全保護作用。

雖然防雷電技術在不斷的發展，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人員永遠的目標。

參考文獻

[1]卞清華.淺析廣播電視系統防雷技術[J].廣播與電視技術.[2]沈香敏.廣播站防雷系統關鍵技術探討[J].數字技術與應用.[3]孫騰發.廣播電視網絡防雷技術淺析[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。由于變電所內變配電裝置及下井線路已不能滿足要求，需進行改造，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及生活用電，需增設兩臺150A的出線柜作為崔家溝的兩回路電源出線間隔。②考慮到以后的發展需求，需增設兩臺150A的備用配電柜； ③為限制單項接地電容電流，采取在10KV各段母線上設置電容電流自動補償裝置，增設PT盤兩臺； ④考慮電容補償，增設一個電容柜。

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（電容柜1面，PT盤2面，崔家溝出線柜1面）。⑵、CT更換：

①由于礦井負荷的增加，需將原來150A的兩臺總進線柜、聯絡柜更換為350A的；

②下井兩臺出線柜更換為300A；

⑶、現有地面供電的兩臺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3000m；

⑵、井下變電所增設高開5臺，3臺100A的備用，兩臺50A的局扇水泵兩回路專用。礦井電力負荷統計見附表1 礦井電力負荷規劃見附表2 礦井高壓一次供電系統見圖1 礦井高壓一次改造供電系統圖見圖2

第五篇：水輪發電機組改造增容

水輪發電機組改造增容

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個電站,總裝機容量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)的多年調節水庫。建成后,梯級電站在重慶系統中擔負調頻、調相、調峰和事故備用等任務。隨著電網的擴大,1975年四川省形成了統一電網,陸續修建了一批大、中型水電站。但是,網內水電站除龍溪河梯級和我廠大洪河電站(有不完全年調節水庫,電站裝機35MW)外,均為逕流式電站,因此,龍溪河梯級電站在系統中擔負了對川西逕流電站一定的補償調節作用。

獅子灘水電站是我國第一個五年計劃重點建設項目。電站興建于1954年,建成于1957年。第一臺機組于1956年10月1日并網發電,電站原裝有4臺單機容量為12MW的水輪發電機組,設計年均發電量為2.06億kW．h,年有效運行小時為4290h,機組立項改造前安裝投運以來共發電(截止1992年底)63.41億kW．h,有效運行小時(截止1992年底)為65.62萬h,其中:1號機運行17.3萬h,發電16.31億kW．h;2號機運行15.4萬h,發電15.06億kW．h;3號機運行16.8萬h,發電1.61億kW．h;4號機運行16.09萬h,發電15.95kW．h。

獅子灘水庫經過長度為1462.5m、直徑為5m的壓力隧洞、差動式調壓井及長度為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組。各機組壓力水道長度分別為:1636.18m(1號);1638.978m(2號);1642.131m(3號),1644.83m(4號)。機組的主要參數如下:

水輪機:

型

號:HL216-LJ-200;

水

頭:HP=64.3m;Hmax=71.5m;

Hmin=45m;

流

量r=25.4m3/s;

設計出力:Nr=13.8MW;

吸出高度:Hs=0.6m;

額定轉速:nr=273r/min;

飛逸轉速: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。

發電機:

型

號: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;

轉子電壓:188V;

轉子電流:470A。

主勵磁機:型號:ZLS-99/24-8;

額定出力:125kW;

副勵磁機:型號:ZLS-54/8-6;

額定出力:6.5kW;

永磁機:型號:TY65/13-16;

額定容量:1.5kVA;

調速器:

型

號: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

獅子灘電站機組及輔助設備運行至1992年已有36～37年,除少數輔助設備進行過更換外,主要設備均未更換。由于運行年久,設備日益老化,都需要有計劃地進行改造、更新。針對50年代制造投入的水輪機效率低,設計時考慮機組運行方式與目前實際運行情況有較大的變化等情況,省局在1990年組織了科研、運行單位共同研究了機組設備狀況和系統運行方式后,提出機組改造增容的要求。并要求對水輪機轉輪改(選)型和利用發電機殘余壽命增容至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,獅子灘水力發電總廠成立了龍溪河梯級電站改造增容工作領導小組及各專業工作組,遵照省局的指示,我廠在四川省電力試驗研究院(以下簡稱試研院)、東方電機廠科協、四川省水力發電學會咨詢部等單位的幫助和配合下,重點對水輪機轉輪改(選)型和利用發電機殘余壽命增容等工作展開可行性研究。

2.2.1 發電機試驗研究

在有關單位配合下,進行了發電機一系列試驗、研究工作,并分別提出了試驗報告(東方電機廠:“發電機電磁計算”、“機械強度計算”、“發電機通風試驗”、“發電機氣隙磁密測算”;試研院:“發電機靜子老化鑒定試驗”、“發電機溫升試驗”)。試驗表明:靜子絕緣無老化特征,絕緣尚有較高的電氣強度和絕緣裕度,通過發電機通風改造,發電機可增容至15MW有功運行。2.2.2 水輪機提高效率的研究

機組能否增容,提高水機出力是需要解決的第一個關鍵問題。1990年11月,試研院提出“龍溪河梯級電站的增容改造設想及獅子灘電站增容改造的可行性研究”的規劃性報告,鑒于國內尚無完全適合獅站增容用的轉輪,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轉輪的研制協議”。要求在獅子灘電站對其水輪機轉輪進行模型設計、試驗研究中,在保持獅子灘電站水工部分及水輪機埋設部件不大動的條件下,要求水輪機改造達到以下目標:

(1)提高水輪機過流能力15%以上;

(2)提高水輪機平均運行效率2%以上;

(3)提高機組出力2000～3000kW;

(4)原水輪機功率擺動大,新機應予以改進;

(5)要求新機具有良好的抗氣蝕性能及運行可靠性。

之后,試研院與四川省機械設計研究院水力發電設備研究所(以下簡稱機械院)合作,聯合研制獅子灘電站專用改型轉輪,經優選后,機械院委托東電電器公司制造模型水輪機及模型轉輪,并確定模型轉輪的定型試驗在水利水電科學院機電所(以下簡稱水科院)低水頭能量臺上進行。上述單位通力合作,在1991年11月,完成了3個水輪機新轉輪和兩個改型轉輪,共計5個轉輪及模型機的設計制造及試驗工作,其中包括完成了S10、S20以及改型轉輪S11的能量性能對比試驗和S20、S21、S30,3個新轉輪在水科院低水頭能量臺上定型試驗,將試驗結果與國內已研制成功的bo=0.2,Q′max＜1000L/s的優秀轉輪A10、A232的參數比較,見表1。

表1 bo=0.2,Q′max＞1000L/s的優秀轉輪主要參數對比表

轉輪 名稱 [td]最大單位

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

ηmax /% [td]備

注 A10-25 [td]1080 [td]68 [td]88.2 [td]用標準尾水管、低水頭臺試驗,當轉輪換算為350mm時,ηmax=89%。A232-35 [td]1040 [td]69.5 [td]90.7 [td]用標準尾水管,在高水頭試驗臺試驗,按IEC公式換算為低水頭時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準管的74.7%～81%。

(2)轉輪出口尺寸為前者的89.7%。(3)在低水頭試驗臺上試驗。

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

考慮到S30特殊流道帶來的不利影響,應該說轉輪的綜合能量指標高于A10及A272,是近年來國內研制的bo=0.2且具有大過流能力的優秀轉輪之一,屬國內先進水平。經換算,新研制的S30轉輪用于獅站時,其各項指標均達到和超過合同要求。

2.2.3 提出可行性報告

在前期大量試驗、研究的基礎上,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)獅庫按優化調度10年的統計,運行年均毛水頭為64.39m。在經過水輪機提高效率研究及發電機一系列電氣試驗后,我廠提出了獅子灘電站改造增容可行性報告,由省局主持召開了有9個單位的工程技術人員共45人參加的審查會。審查意見指出:“從5個模型轉輪中推薦采用的S30型轉輪,其資料和數據是通過全模擬試驗獲得的,可以用作真機出力效率換算的依據。轉輪試驗是在水工建筑物基本不變,水輪機主軸不予更換的條件下進行的,難度大,其增容幅度達25%,且具有較高的能量指標,在短短1年內研制完成是很不容易的。獅子灘電站換為該轉輪后,在相同設計水頭下,水輪機單機出力可由12MW增至15MW以上,模型最高效率89.5%,預計真機效率為92.0%,滿足四川省電力科試所與長壽發電廠簽訂的各項技術指標”。會議同意以S30型轉輪作為獅子灘電站改造增容更換用的轉輪。

審查會議同意將對稱型活動導葉改為非對稱導葉。鑒于頂蓋、底環的止漏環,抗磨板等已嚴重磨損,為有利于制作和安裝,同意更換。水輪機仍使用橡膠軸承。尾水管直錐段按模型試驗尺寸予以擴大。

發電機(2號發電機)經過電磁計算和靜子絕緣老化鑒定以及溫升試驗表明,靜子絕緣無老化特征,絕緣尚有較高的電氣強度和絕緣裕度,在進風溫度為30℃、功率因素0.85、定子電壓10.5kV、定子電流970.6A、轉子電流497A時,發電機可帶15MW有功運行。

勵磁系統經測算和試驗能滿足發電機15MW,無功11.25MVAR,功率因素0.8條件下運行。

主變壓器多年運行工況較好,常規試驗數據正常,近期內短時超負荷運行基本可以承受。110kV、10kV開關遮斷容量嚴重不足,應予全部更換。

可行性方案審查后,省局要求我廠“盡快完成初步設計,并上報我局審查,抓緊落實選擇水輪機制造廠訂貨工作”。

2.3 完成初步設計

根據省局要求,我廠組織有關技術力量提出了初步設計報告。1992年在我廠提出初步設計報告后,省局又再次組織了對初步設計的審查。初步設計報告對獅子灘電站改造增容從幾個方面進行了分析和論證

1)對獅子灘電站改造增容技術上的可行性,經濟上的合理性進行2)對下一階段設備改造的技術設計和施工設計明確了任務,提出了要求;(3)計算并提出了獅子灘近期改造增容的總概算;(4)對改造增容的經濟效益進行了計算分析,省局審查后同意了初步設計報告,下達了獅站改造增容的第一批費用及形象進度要求。機組改造施工、試驗及運行情況

3.1 首臺機組改造施工和鑒定驗收

1992年12月,在東電電器公司將水輪機需更換的加工件已按合同要求完成,我廠已按初步設計要求完成了獅子灘電站2號機組各項技術和施工準備,主要準備工作有:水工建筑、水力機械、發電機通風系統改造施工圖及“發電機通風系統改造施工工藝”、“機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度網絡圖”等報告文件,于10月11日開始了獅子灘電站2號水輪發電機組的改造增容施工工作,并結合改造增容進行了機組大修。由于我廠對此項工作缺乏經驗,也由于水輪機設計制造上的一些問題,如:導葉平面密封不良、轉輪標高低5mm、頂蓋漏水等,使施工工期超過預計工期。直到1993年3月12日機組空車啟動試運行開始,接著又與電力科試所共同進行了發電機通風系統改造后的通風溫升試驗,至3月19日甩負荷試驗后,機組才正式交調度管理,整個機組施工期長達99d。改造后對機組進行了通風,溫升試驗;運行穩定性試驗,效率試驗及電站引水系統水頭損失試驗,并提出了相應的試驗報告。

為了給改造增容鑒定提供更完整的資料,經我廠研究決定:于1993年7月26日、27日、31日三次由獅子灘電站作2號機組帶15MW負荷試驗。當時由于環境溫度較高,空冷器供水量已超過設計值,冷風溫度及線圈溫度均超過允許值。為了能得到準確的定量試驗結果,8月11日,由廠組織有關專業技術人員并邀請了電力科試所有關同志一道,使用符合試驗精度要求的儀表再次進行了機組帶15MW試驗。1993年9月,由四川省電力工業局主持,組織有關專家進行了現場鑒定驗收,與會專家一致認為:獅子灘電站2號機組改造增容是成功的,后續3臺機可參照2號機進行改造。鑒定驗收意見如下:

(1)提供的技術文件資料齊全,論據可靠,內容和測試數據可信;

(2)按獅子灘水輪機實際流道條件研制的S30型水輪機轉輪,在bo/D′1=0.2,Q1＞1000L/s的條件下,其能量指標具有國內先進水平;

(3)現場試驗及實際運行表明,改造后的機組各部位振動擺度值符合國標要求,運行穩定性良好;

(4)改進后的機組單臺增容3MW,增容率為25%,且水輪機效率提高,與原舊轉輪相比,平均運行效率約提高4%,實測在水頭55.25m(設計水頭58m)及滿負荷運行條件下,水輪機效率達91%,過流能力提高21%;

(5)發電機通風改造后,冷卻總風量增加5%,改善了發電機內的風量分布,下端進風量增加15%,在相同運行條件下,其定子線圈各部溫度特別是原高溫區——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臺機組參照2號機改造后,可增加電網調峰容量12MW,有利于減少高峰時段電網對用戶的限電和增加電網的備用容量,提高電網的供電可靠性和電能質量,按照過去10年水文資料測算,全站年均增發電量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段工作,電網逕流式電站擔負其它段的負荷,每年豐水期可使逕流水電站減少棄水,增發電量約1100萬kW．h,總計電網年增發電量約為2300萬kW．h,經濟與社會效益十分顯著:

(7)獅子灘電站2號水輪發電機組改造增容研究工作全面達到了預期效果,其改造是成功的,為該廠幾個梯級電站機組改造增容工作提供了可靠的依據,在國內同型機組的改造增容中可以推廣應用。3.2 后續機組的改造施工及試驗

在2號機組改造增容成功的基礎上,四川省電力工業局要求我廠立即著手進行后續3臺機的改造增容工作,下達了項目計劃通知。為保證后續機組改造增容的成功,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、設計、制造單位一起就獅子灘電站1、3、4號機改造增容水機部分有關技術進行了研究,對2號機改造中存在的問題從底環、頂蓋、導葉、雙連壁、轉輪等各方面提出了30條修改意見,補簽了技術協議,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接過渡,請設計部門現場核實,研究落實方案,對送到制造廠加工的設備,制定詳細的措施。

(3)從新修訂改造的施工工藝,在總結2號機改造增容的基礎上,對施工工藝中存在的問題進行修訂,制訂了切實可行的工藝措施,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、可靠;導葉部分預組裝改為導葉全部整體預裝,保證了頂蓋、底環、導葉幾大部件安裝的正確性;減少工作時間等等,使施工工藝更好的指導施工。

(4)制訂詳細周密的施工計劃、施工安全、技術組織措施,施工網絡進度圖,使施工管理更加科學化,減少盲目性。

(5)施工中以工藝措施為指導,按施工網絡進度圖控制施工進度,精心組織、合理安排,努力克服施工中的各種不利因素,保證施工的正常進行。

(6)通過各臺機組發電機改造前通風溫升試驗,找出各臺發電機影響增容的關鍵問題。制訂出每臺發電機通風系統改造的方案,對癥下藥。針對發電機空氣冷卻器容量已不能滿足增容后夏天運行的要求,研究增大1～4號機的空冷器的熱交換容量技術措施,將4臺機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)施工中強化質量意識,加強責任制落實,嚴格廠、車間、班組三級驗收責任制,建立健全了檢修任務書,采取激勵競爭機制,充分調動廣大職工和工程技術人員的工作積極性。對重點技術難題、難點,廠組織有關人員進行技術攻關,不斷提高施工管理質量和施工質量。如針對2號機改造后,轉輪標高比固定部分標高下沉5mm的問題,經研究對后續3臺機改造時,拆機后對轉動及固定部分標高進行核實,具體定出每臺機的加工尺寸,保證了每臺機轉輪的標高正確;后續3臺機施工中,在中心復核時,發現發電機靜子中心與頂蓋、底環中心相差較多,經討論認為發電機靜子中心不易變動,而采用調整新頂蓋、底環安裝中心的辦法,解決了這一技術問題。

獅子灘電站后續3臺機改造增容,在省局、電力科試所領導支持下,在廠精心組織領導下,經廣大職工、工程技術人員的共同努力,施工1臺,總結1臺,不斷提高施工質量和管理水平,不斷縮短施工工期。3號機施工從1994年11月12日至1995年1月31日正式交付調度運行,歷時80d,比2號機施工工期縮短19d;4號機施工從1995年3月8日至1995年5月23日正式交付調度運行,歷時76d,比2號機施工工期縮短23d;1號機施工與1號主變及10kVⅠ段改造施工同步,由于受主變更換及10kVⅠ段開關改造的影響,施工從1995年9月18日至1995年12月2日正式交付調度運行,比2號機施工時間縮短大約1/4,改造后機組投入系統運行正常。為保證增容改造后機組能發揮效益及安全運行,在機組改造的同時,對發電機開關及1號、2號變壓器也作了更新增容。

1996年7月11日至18日,由四川省電力科學研究院與我廠一道對改造后的3、4、1號機組進行了效率試驗和穩定性試驗,并提出了“獅子灘水力發電總廠獅子灘電站1號、3號、4號機組效率試驗報告”和“獅子灘電站1號、4號機組改造增容后,運行穩定性試驗總結”報告。在此之前,于1995年3月,對3號機組進行了運行穩定性試驗,提出了“獅子灘電站3號機組改造增容后運行穩定性試驗報告”。

1995年2月11日～16日,1995年12月18日～21日,四川省電力試驗研究院與我廠共同對改造后的3號機組、1號機組進行通風、溫升試驗,分別提出了獅子灘電站1號、3號、4號機組改造增容后通風、溫升總結報告,經改造前試驗,4號機組不需通風改造,故未再作改造后的試驗。

從機組的穩定情況試驗及效率試驗看,1號、2號、3號機組在各運行工況穩定性良好,振動擺幅均符合國家有關規范,但2號機組在特定工況區存在有由尾水管偏心渦帶產生的低頻壓力脈動而導致機組低頻振動及功率擺動問題。4號機組運行穩定性相對較差,存在一定程度的動力不平衡和磁力平衡現象,擺幅值超過國家標準,尾水管存在明顯的壓力脈動現象,對機組的運行穩定性存在較大的影響。

從水輪機的效率測試看,1號機真機最高效率可達92.33%(相對值),2號機最高效率可達91.5%,3號機最高效率可達92%(相對值),4號機最高效率為91%,高效區在11～13MW,平均運轉效率約89%,改造后機組的效率提高較多,平均運轉效率提高約4%。

通風溫升試驗情況表明:通風改造非常成功,1～3號機組改造后總風量有了較大幅度的增加,增加了4%～7%,風量分配也趨合理,下端部分的進風量比改前增加14%～18%,風速分布,風壓分布也更趨合理。改后發電機定子線圈的溫升有了明顯下降,1～2號機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號機較改造前增加,4號機組根據改造前試驗情況,通風系統未作改造,僅更換了空氣冷卻器,從4臺機組通風溫升試驗情況看,發電機能夠滿足改造后安全穩定運行的要求。3.3 改造后機組和電站出力特性

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

從電站的出力特性試驗及現場汽蝕情況檢查看,電站毛水頭在63.73m也即上游水位在341m左右,電站單臺機和兩臺機組同時運行,尚可達到單機出力1.5萬kW的增容目標,3臺機組和4臺機組同時運行,單機出力最大只能達到13.8MW和13.3MW。從電站運行記錄看,1995年7月30日,電站幾乎在最高水位運行時,電站在接近防洪限制水位時段運行(即345～346m),電站實測最大出力56.2MW。從引水系統水頭損失試驗看,引水損失與引用流量成平方關系,隨著引用流量增加,引水系統總的水頭損失成平方增加。改造后,電站在哪些情況能夠達到4臺機組滿出力運行的增容目標,還需進一步試驗測量。同時也需進一步分析水系統損失對電站出力的影響。從現場汽蝕檢查的情況看,水輪機葉片存在嚴重的翼型汽蝕,當機組運行有8500h以上,葉片就開始發生汽蝕,且各塊葉片的汽蝕情況不同,說明同一轉輪葉片翼型控制不一致。改造增容效益分析(1)由于水輪機效率提高了約4%,獅子灘4臺機組改造增容后,在與改造前相同運行條件下,機組效率提高將增加發電量;又因引用流量增加,可減少汛期棄水,增發洪水電能,原獅子灘與梯級年均增發電量分別為1000萬kW．h及1165萬kW．h。

(2)龍溪河梯級增發電量及增加調峰容量對系統有顯著的經濟效益。

(a)獅子灘電站機組改造增容后,在水庫高水位情況下,電網最大可增加調峰容量或備用容量約12MW,在當時電網嚴重缺乏高峰容量的情況下,可減少高峰時段電網對用戶的限電,提高電網供電的可靠性,有利于國民經濟的發展。

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

水電站水輪發電機組增容改造

作者：軸承供應商網 發布時間：2009-6-12 9:06:29 文字選擇：大 中 小 瀏覽次數：126

提高機組總體效率達到增加機組出力的目的是水電站增容改造的主要課題。機組總體效率應當從水力、機械及電磁三方面綜合考慮。轉輪改造是增容改造的重點。水輪發電機組增容改造是水電站技術改造的主要課題。一方面。由于設備老化，機組實際效率顯著下降。另一方面，技術進步促進水輪發電機組效率進一步提高。因此，投產較早的水輪發電機組通過技術改造后效率有較大的提升空間。從經濟角度來看，水電站建設資金的主要部分是水工建筑物，在不增加水耗的前提下，通過對機電設備技術改造，提高機組總體效率，增加機組出力。與新建電站相比，技術改造投資少，見效快，經濟效益好。水輪發電機組的總體效率由水力、機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當全面考慮影響機組效率的多方面因素，應用當前機組制造的新材料及新技術，采取綜合的優化方案，達到機組總體效率提高的目的。

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

1提高水力利用效率

1.1提高轉輪效率，適當增加轉輪單位流量。轉輪的改造是水電站增容改造的重點。較早投產的水輪機由于當時技術條件的限制，性能落后，制造質量差。我國轉輪系列型譜中如HL240，HL702，ZZ600等轉輪是國外上個世紀30年代至40年代的技術水平。另一方面，運行多年的轉輪經過多次空蝕后補焊打磨，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轉輪是HL123（即HL240），80年代中期機組總體效率是86％，最大出力可達50MW，目前最高只能發出48MW。隨著科學技術的進步，轉輪的設計與制造已經達到一個新的高度度。優化設計技術,CFD（計算流體力學）技術及剛強度分析技術應用于轉輪設計領域，使轉輪設計技術有一個質的飛躍。特別是CFD的應用，使轉輪設計達到量體裁衣的水平。消除了選型套用與實際水力參數的誤差。葉片模壓成型技術及數字控制加工技術的應用，使加工出廠的轉輪與理論設計偏差縮小，轉輪效率可達94.5％，與老型號轉輪相比，新混流式轉輪效率可提高2％～3％，軸流式轉輪效率可提高4％～5?。由此可見，轉輪的改造能使機組效率有一個較大的提升。

適當增加轉輪的單位流量，充分利用豐水季節水能，經濟效益也十分可觀，但轉輪過流量受到座環高度的限制，也就是受到導葉相對高度的限制。改造后的轉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，水輪機可靠性不能保證。因此，流量增加，應提出適當的要求，專家推薦幾種轉輪的最大單位流量如下： 轉輪型號 單位流量 HL240 1.45m3/s HL220 1.28 m3/s HL180 1.15 m3/s 轉輪選擇可直接選用與實際水力參數相符或相近的轉輪。經過真機運行檢驗后其轉輪的能量特性及費可靠性良好的轉輪用于水力參數相符或相近的場合,改造的成功率有把握。且能省去模型試驗的費用。

改造費用低，經濟效益好。轉輪選擇的另一個方法，是用與實際水力參數相差不多的轉輪，經過改型設計后，直接使用，也可省去模型試驗的費用，其可靠性及能量特性也有保證。

轉輪選擇的第三個方法是利用CFD技術。根據實際水力參數進行量體裁衣式的設計。理論上這樣的轉輪最符合實際情況。各項指標都能達到最優。但對大中型電站而言，轉輪可靠性至關重要。量體裁衣式設計出來的轉輪必須經過模型試驗。這樣轉輪設計制造的周期較長，費用也很高。1.2減小轉輪漏水量 由于泥沙磨損，轉輪密封裝置間隙增大也是機組效率下降的原因之一。轉輪密封裝置損壞，檢修時難以修復，因此在更換轉輪時同時對密封裝置進行改造，減小漏水量，提高效率。

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

目前彈性金屬塑料瓦技術成熟，造價不高，應用廣泛。逐步取代傳統的巴氏合金推力瓦。與巴氏合金相比，彈性金屬塑料瓦突出的優點是磨擦系數小，因此用彈性金屬塑料瓦替代巴氏合金瓦可以減小機械損失，提高機組效率。值得注意的是，應用彈性金屬塑料瓦的機組停機過程較長，而且導葉漏水較大的情況下，機組有 潛動 現象發生。

2.2改造發電機通風系統，減小機組通風損耗

老式風路系統，風量分配不合理，漩渦大，風損大，擋風板過多，給檢修、維護帶來不便。新式風路可使總風量減少20%～30%，通風損耗減小50%，電機效率可以提高0.3%～0.6%。風路系統配合冷卻器一起改造可使電機定子最高點溫度降低6～10℃；轉子溫度10～15℃。因此對于定子線圈及轉子線圈絕緣沒有缺陷的機組，可以不對定子及轉子進行改造，而只改造通風系統，就可以提高發電機的容量。鹽鍋峽電站就是采用這種改造方式。這樣即可節省投資，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

鐵芯損失是發電機電磁損失的主要部分。投產較早的機組硅鋼片磁滯損失較大，加之多年運行后鐵芯松動，絕緣老化，渦流損失增加。選用性能較好的硅鋼片對鐵芯進行改造可使發電機效率進一步提高。3.2取消直流勵磁機，采用可控硅勵磁

投產較早的大中型水輪發電機組多采用直流勵磁機勵磁。這種勵磁方式故障多，維護費用高，用機組附加損耗增加。采用可硅勵磁方式不僅能提高勵磁系統可靠性，降低維護費用，還能提高機組效率。