探讨农村中小水电站机电设备发展状况
0、引言
我国是一个农业大国，农村经济的发展对整个国民经济的发展起着很重要的作用，而农村能源是农村经济发展的重要方面。在农村能源中，电力对促进农村经济发展、改善人民生活水平起着尤为重要的作用。在农村兴建一些水电站，既有利于水土治理和保护生态环境，又能够解决农村的用电问题，是一条切实可行的道路。新中国成立以来，我国修建了大量的中小水电站，取得了显著的成绩，为国民经济的发展和人民生活水平的提高做出的巨大贡献。随着中小水电农村电气化建设的发展，我国在机电设备建设科技进展方面取得了非常突出的成绩，成功地研发出了一些适应性强、专业技术硬的设备，促进了中小电器农村化的发展。
1、中小水电主机及辅机设备发展状况
1.1 中小型水轮发电机组中小型水轮发现机组目前已经比较成熟，实现了系列化、标准化和普及化。但随着机电设备的飞速发展，也存在一些转轮应及时更新换代的问题，以便有效地填补型谱。发电机具有本身效率高的特点，其改进的潜能不是很多，而水轮机却恰好不同，它具有相当大的研发空间，能够较大程度地改进。近年来，一些省市的机电厂研发出了效率高的模型转轮，取代了原型谱中的部分转轮，收到了很好的效果。
1.2 辅助设备以及自动控制设备以前，中小水电机组的进水阀大部分采用点手动或球动控制阀，当发生突发事件时，由于用电的缺陷，往往不能及时地自动关闭阀门，造成不必要的损失。为了解决这一缺点，近年来研制出一些自动阀，如重锤式蝶阀、球阀，这样不仅实现了自动关阀，而且可以做到管阀时间可以调控，能分段关闭，以此避免水压过高造成的机组运行不正常，收到了良好的效益。对于在电网中负荷工作的中小型电机组，由于不需要调节频率，可以换掉结构复杂、费用高昂、维护困难的机械液压调速器，而采用易操作控制、价格低廉、维护简单的Tc型操作器，其性价比相当高，能够利用弹簧自动关闭水轮机，也可分段关闭，可进行频率调节。
水电站长压力引水隧道一般需要设置调压井，但调压井的建设具有工作量大、工作繁重的特点，一般工期较长，建设采点较难。针对这一难题，中小型水电站采用了调压阀，将调压井改成调压阀，这样节约了资金，缩短了工期，而且调压阀还有独特的优点，即在机组电负荷快速关闭时，调压阀及时快速开启，将原通过机组的流量从调压阀中排出;在机组关闭后，调压阀可以自动地慢慢关闭，使得水的流动呈现连续的线性变化，防止水压的突然升高，同时机组快速关闭，防止飞车。
机组自动控制系统也有很突出的改进。机组智能自动控制调节保护系统能够更进一步地确保机组的完善，提高机组的运行水平，使之能安全自动关闭，不仅保护种类齐全，而且质量很高。除此之外，操作维护所需空间小、工作量低，实现无人自动控制，是值班的理想设备，同时也很大程度改良了老式机电站技术。机组自动控制系统的具体功能有：单机运行方式可使机组按给定频率和给定电压运行，并网运行方式可使机组按给定功率和功率因数运行;机组可进行自动准同期并网或手动准同期并网;可按前池水位运行;机组具有过电流、过负荷、过电压、欠电压、过速、低频、技术供水中断、轴承温度过高、轴承油位过低气压下降、导叶剪断销剪断等保护，且事故停机还可无线报警。对于0.4 kV低压机组智能型自动控制调节保护系统，可与低压一次屏组合在一起，也可分开用于老电站技术改造。6.3 kV高压机组智能型自动控制调节保护系统单独成柜，取代了保护屏、继电器屏、控制屏等屏柜，适用于新建电站及老电站技术改造。
2、电网输配电设备及控制设备
2.1 节能变压器目前，农村电网中高损耗变压器占了农村地区的一半以上。近几年经科研人员及有关专家的不懈努力，相继开发出了一系列的节能变压器。有的主要性能指标已经接近或达到了国际同类市场所要求的指标。为了满足农村电网调压需要，还开发出了一系列的有载调压变压器，进行分级调压，以达到稳定次级电压的.目的，不仅提高了供电的质量，还保证了用电设备的安全高速运行。
2.2 微电脑无功补偿屏对于感性负荷重的线路，其缺点非常明显，即无功电流偏大，从而引起线损增加，为了解决这一问题，需要进行无功补偿，减少线路无功电流，减少线损。现在较普遍采用的是负荷端用电力电容屏进行无功补偿。较先进的无功补偿屏的电力电容的投切采用微电脑控制可保持功率因数恒定，同时还具有过电第19卷第6期2012年流、过电压保护等功能，在同类产品中性能卓越。
2.3 六氰化硫断路器在农村电网中，六氰化硫开关电器是目前性能较好的电器之一，也是最有前途的发展方向之一。断路器采用六氰化硫气体作为绝缘和灭弧介质，其特点是性能优异、额定参数高、电寿命和不检修周期长，且没有水灾危险，结构简单可靠，可大大提高电力系统可靠性。除此之外还有体积小、减少占地面积、可降低工程造价的特点。它的缺点是六氰化硫断路器本身价格要高于油重合器。
2.4 模式化变电站随着农村中小水电及电网的发展和新技术、新设备的开发应用，原有变电站模式及设计技术已渐显过时。其主要缺点是设计计算复杂繁琐，设计周期长，变电站的安装、调试、运行、维护、检修工作量大，占地面积大，自动化水平相对较低，且运行人员多，运行费用高。在这种情况下，小型化、模式化变电站应运而生。模式化变电站以户外型为主，一次设备采用小型商l生能开关电器设备、节能变压器等。一次设备以微机集控台为主，改变了传统屏柜模式，减少户内、户外设备的占地面积，可节省土建投资。由于集控台等为成套设备，其二次设计非常简单，仅提供接口设计即可，由工厂完成整套设计制作，相应地在现场安装调试时间也很短，维护工作量小，自动化程度高，运行可靠，运行费用低。因此，小型化户外模式变电站是今后发展方向。
2.5 35 kV、l10 kV变电站“四合一”微机集控台农村35 kV、110 kV变电站“四合一”微机集控台将控制、保护、中央信号和测量汇成一体，改变了传统的电磁式屏柜拼装结构。WBKC以微机为核心的控制台通过I/O口采集断路器和隔离开关的状态及变电站运行参数，进行处理，并输出有关指令，通过通讯接口实现遥测、遥信、遥控。微机系统采用了一系列增加可靠性的措施，具有诊断自恢复能力及非常强的系统生成功能，可离线生成数据库、各种模拟流程图和各种报表。“四合一”集控台可采集52点开关量输入信号，128点模拟量输入信号，64点脉冲量输入信号及128点开关量输出信号，可控~1J32台断路器的分、合，并可完成32台断路器的一次重合闸，对32台断路器及保护模板连续监视，进行声光报警。对线路可进行过电流、电流速断、过负荷、低电压闭锁保护，对主变压器有差动保护、过电流保护、电流速断保护、零序保护、重瓦斯、轻瓦斯、超温等保护动作，并跳闸或信号可测量电流、电压、有功功率、无功功率 顷率、功率因数等模拟量及有功电量、无功电量计量，具有报表及事故打印功能，是农村变电站户外式、小型化的首选控制、测量、保护设备。
3、中小水电站机电设备近期配置模式
农村中小水电站机电设备近期配置模式可从容量大于800 kW的高压水轮发电机组单元、容量小于500 kW的低压水轮发电机组单元和电站等方面考虑。近期配置模式原则上应采用高效率水轮发电机组，特别是高效率水轮机转轮，机组单元应配置智能型自动控制调节保护系统，电站应配置具有优化运行功能的监控装置。实现无人值班或少人值班。对于具有县调自动化系统的农电网，骨干电站应配置远方控制单元RTU。其中，容量大于800 kW的高压水轮机发电机组近期配置模式为： 自动关闭进水口阀门(闸门)、高效率水轮机、高教率发电机、水轮机调速器、高压开关柜、高压机组智能型自动控制调节保护系统及同电站监控系统相连的接口，可实现无人值班或少人值班。容量小于500 kW的低压水轮发电机组近期配置模式为： 自动关闭进水口阀门(闸门)、高效率水轮机、高效率发电机、水轮机电手动操作器或TC型弹簧蓄能操作器与低压屏组合为一体的低压机组智能型自动控制调节保护系统，及同电站监控系统相连的接口，可实现无人值班或少人值班。
4、结语
随着社会的不断发展进步，中小水电机电设备的更新日新月异。由于水电机具有节能环保、便于管理的特点，它在农村的普及已成必然，在以后的设备研发中，必须不断加强机器的灵活性和可操控性，只有这样，才能跟上时代的进步，电机设备才能在整个水电工程中发挥出应有贡献。
参考文献：
[1] 罗高荣.中小水电机电设备科技进展[J].中国农村水利水电.1995.
[2] 刘高.水电站气垫式压室机电设备安装及运行维护[J].四川水力发电.2010.
[3]刘振军.水闸机电设备质量管理与运行维护管理[J].山西建筑.2009.
【探讨农村中小水电站机电设备发展状况】相关文章：
浅谈水电站机电设备维护检修管理10-27
关于农村经济发展状况的调研报告范文05-06
现代化矿山机电设备未来发展前景探讨论文08-25
国内内容营销发展状况11-13
水电站机电设备安装和检修工作思考论文08-25
水电站机电设备安装质量控制要点论文07-31
关于水电站机电设备工程建设要点的论文07-24
水电站机电设备安装和检修策略论文07-09
洪灾后农村经济发展状况分析与对策论文07-24