【正文】 術(shù)參數(shù)及功能應(yīng)能符合國家 “水輪機調(diào)速器及油壓裝置技術(shù)條件 ”GB/ 的要求 。 m2 10 絕緣等級 F 級 機組的適應(yīng)性分析 由于機組更換新型高效轉(zhuǎn)輪后，轉(zhuǎn)輪節(jié)圓直徑、噴嘴直徑和數(shù)量均 發(fā)生變化，因此需要對原水輪機噴管、噴嘴頭、噴針、軸承等進行局部調(diào)整 ， 原水輪機機殼 、埋件及進出水流道均保留不動。 (5) 更換集電環(huán)。 (3) 轉(zhuǎn)子線圈作 F 級更新。 發(fā)電機改造 根據(jù) 水輪機的改造方案，改造后的發(fā)電機額定出力應(yīng)達到 2200kW，額定轉(zhuǎn)速 500 r/min。/kWh 減少到 179。 綜合比較后，認為方案二 機組技術(shù)經(jīng)濟指標最優(yōu)、最適合本電站采用。 水輪機機型選擇 電站總裝機經(jīng)過增效擴容后為 3 2200kW，由于 電站運行水頭范圍在～ ，水輪機 額定 水頭選定為 ， 經(jīng) 查閱國內(nèi)水輪機組廠家資料，最適宜該電站水頭段的水輪機轉(zhuǎn)輪型號有 CJA47 CJZH9。 (6) 在設(shè)備布 置合理與設(shè)備運行維護方便的前提下，盡量減少土建工程量，保證廠房結(jié)構(gòu)與設(shè)備安裝的可靠性。 (2) 水輪機基礎(chǔ)及埋入部分保留不動 ， 水輪機整體進行更新。 從 技術(shù) 的角度 上來講，隨著設(shè)計技術(shù)與制造工藝的進步，已有大量的新型轉(zhuǎn)輪被研制并用于實際工程，使用性能優(yōu) 越的新式轉(zhuǎn)輪取代舊轉(zhuǎn)輪來提高機組性能是完全可行的。經(jīng)多年運行不論是機械液壓部分還是控制部分均存在很多問題，性能指標已達不到調(diào)速器基本技術(shù)條件要求。 ③ 機組運行的 可靠性 機組運行至今已 26 年，期間沒有進行過技術(shù)改造，已經(jīng)到了報廢年限。 機電設(shè)備改造的必要性 ① 機組參數(shù)與水能參數(shù)不符 由于石門水電站為徑流式電站，僅有一個日調(diào)節(jié)水庫，有效容積僅 9 萬 m179。電站現(xiàn)有三臺沖擊式發(fā)電機組，水輪機型號 CJ461W120/1 ，發(fā)電機型號為 TW215/4712， 總 裝機容量為 3 2020kW，年發(fā)電量 2238 萬 kWh，年利用小時 3730 小 時，在新豐縣電網(wǎng)系統(tǒng)中起著重要的 作用。 ② 機組效率 水輪機及發(fā)電機均為上世紀 80 年代的產(chǎn)品，受當時設(shè)計及制造水平的限制，水輪機的效率較低，真機與現(xiàn)在的優(yōu)秀轉(zhuǎn)輪相比，其動能指標（流量、效率）明顯偏低，效率相差 3%～ 5%左右，存在增效的余地。 ④調(diào)速器性能 電站 3臺調(diào)速器為 天津水電控制設(shè)備廠 生產(chǎn)的 YT600型機械液壓型調(diào)速器。同時，使電廠在施工建設(shè)期的發(fā)電效益的損失也降到最少，取得較好的經(jīng)濟效益。 電站的水能參數(shù) 根據(jù)水文規(guī)劃專業(yè)提供的計算成果并對機組進行現(xiàn)場調(diào)查了解，本階段維持原機組的水位及額定水頭不變，改造前后電站的水能參數(shù)如下： 表 61 工程特性 表 項 目 名 稱 單位 原始參數(shù) 現(xiàn)設(shè)計值 前池水位 最大水位 （ m） 正常水位 （ m） 最低水位 （ m） 下游水位 噴嘴中心高程 （ m） 水 能 最大水頭 （ m） 226 加權(quán)平均水頭 （ m） 218 設(shè)計水頭 （ m） 217 65 最小水頭 （ m） 213 裝機容量 （ kW） 3 2020 3 2200 多年平均發(fā)電量 （ 萬 kWh） 2238 2866 年利用小時數(shù) （ h） 3730 4342 機電 設(shè)備改造的原則 為減少工程量，縮短施工期時間，節(jié)省投資達到增效的目的， 經(jīng)與業(yè)主協(xié)商后 制定了 石門電站 增容改造的設(shè)計原則： (1) 水庫水位和尾水位等都維持不變， 水輪機額定水頭 為 ，機組的單機容量 由 2020kW 增容到 2200kW。 (5) 水輪機主軸與發(fā)電機大軸的連接位置保持不變。根據(jù)水工計算成果， 引水系統(tǒng)水力損失 為，即取水輪機額定水頭為 。相對而言，方案 二 CJZH9W115/2 11 機型 轉(zhuǎn)輪出力及最高效率均 高于方案一，同時方案 二的高效區(qū)比方案一 廣，且運行加權(quán)平均效率優(yōu)于第一方案，兩方案機組的造價基本相同。/s，單位電量 耗水量由179。本次設(shè)計推序號 項 目 方案一 方案二 1 水輪機型號 CJA475W115/2 11 CJZH9W115/2 11 2 額定功率 N（ kW） 2150 2200 3 額定水頭 Hr(m) 4 額定流量 Q(m3/s) 3 3 5 轉(zhuǎn)輪直徑 D1(m) 6 額定轉(zhuǎn)速 nr（ r/min） 500 500 7 單位轉(zhuǎn)速 n1， （ r/min） 8 單位流量 Q1’(L/s) 9 額定工況點模型效率 η m(%) 10 效率修正直△η（％） + + 11 真機效率η T(%) 12 水輪機出力 3 2261 3 67 薦 CJZH9 機型為本電站采用主機。 (2) 定子線圈作 F 級更新，采用 F 級雙玻璃絲包銅線、 F 級粉云母帶按 F級絕緣工藝、防暈規(guī)范制作定子線圈，進行定子組裝及 F 級絕緣處理。 (4) 更換所有測溫元件，測溫電阻改用 PT100。 表 63 發(fā)電機主要參數(shù)表 序號 項 目 參 數(shù) 1 型號 SFW220012/1730 2 額定容量 2200kW 3 額定電壓 6300V 4 額定電流 252A 5 功率因數(shù) (滯后 ) 6 額定效率 ?g ≥95% 7 額定頻率 50Hz 8 額定轉(zhuǎn)速 500r/min 68 9 飛逸轉(zhuǎn)速 1100r/min 10 轉(zhuǎn)動慣量 擬選用水輪機 YWT 型高油壓微機調(diào)速器，型號為 YWT600，調(diào)速功 600kg 69 水力機械主要設(shè)備布置 主廠房控制尺寸 主廠房的結(jié)構(gòu)基本能滿足機組設(shè)備布置、吊裝及一臺機組擴大性維修要求。電站目前裝機為 3x2020kW，共 6000 kW。目前電站上網(wǎng)線路輸送容量能夠滿足增容后電站電能輸送要求，因此電站接入電力系統(tǒng)方式維持不變。詳見石門 610 水電站技改前電氣主接線圖 (G529401)。詳見石門水電站技改后電氣主接線圖 (G529402)。當電站 3臺機組同時運 行或 2和 3機組運行時，由 42TA 廠用電供電，當電站只有 1機組運行時，由 41TA 廠用電供電，在兩臺廠變低壓側(cè)進線開關(guān)設(shè)互鎖裝置。 圖中 F F F3 為本電站3 臺水輪發(fā)電機 組 。電站 3 臺發(fā)電機額定容量為 2020 kW，現(xiàn)擬擴容為 2200 kW，保留發(fā)電機基礎(chǔ)底板和發(fā)電機機座不變，更換定、轉(zhuǎn)子線圈，加大導(dǎo)線截面，提高槽滿率，并按 F 級絕緣水平更換機組，具體實施方案待下階段與制造廠家進一步研討決定。出于環(huán)保節(jié)能考慮，國家已經(jīng)明令 1998 年底前淘汰 S7， SL 系列，推廣使用 S9和 S11 系列。 35kV 側(cè)的 PT、 CT、隔離開關(guān) 、避雷器等均為上世紀 80 年代的產(chǎn)品，不能滿足現(xiàn)代化自動監(jiān)控系統(tǒng)的要示，并且已被技術(shù)參數(shù)、產(chǎn)品型式、安全性、可靠性更優(yōu)的新型號所代替，本次設(shè)計全部用新型號更換。 更新發(fā)電機出口 PT 柜及勵磁變柜為 XGN212 型柜，與發(fā)電機出口斷路器柜集中放置在高壓開關(guān)柜室，便于運行、維護管理。 614 5) 廠用電 及近區(qū)供電設(shè)備 根據(jù)《農(nóng)村水電增效擴容改造項目機電設(shè)備選用指導(dǎo)意見》中變壓器應(yīng)選用S11 及以上節(jié)能型，廠內(nèi)設(shè)備無油化。改造后 低壓開關(guān)柜全部更換為 MNS型低壓抽屜式組合開關(guān)柜，內(nèi)裝體積小、開斷容量大、可靠性高的框架式智能空氣斷路器或塑殼斷路器。并增設(shè) EPS 事故照明裝置。 5%/ 額定頻率 50Hz 相 數(shù) 3 阻抗電壓 % 連接組別 Y, yn0 4) 廠用變壓器 型 號 SC11100/（帶保護外殼） 臺 數(shù) 2 臺 額定容量 100kVA 額定電壓 177。 電站工作接地、保護及安全接地共用一個總的接地裝置系統(tǒng)，按規(guī)定所有電氣設(shè)備金屬外殼及非電氣設(shè)備金屬管路外露部分均應(yīng)接地。高壓室在原位置適當加長，布置有 15 臺高壓開 618 關(guān)柜。增加進線真空斷路器、隔離開關(guān)、避雷器和 PT，調(diào)整母線 PT 至站內(nèi)原預(yù)留變壓器開關(guān)的位置。整個系統(tǒng)的自動化程度低，遠程監(jiān)控手段落后，輔機設(shè)備只能在現(xiàn)地控制，無法實現(xiàn)遠程控制，部分設(shè)備只能手動操作，因此日常的檢修維護工作量很大。 在中控室設(shè)專門的操作員工作站、通訊工作站、 100/1000M 以太網(wǎng)交換機、打印機、語音報警裝置、 GPS 和 UPS 等設(shè)備，組成中控層設(shè)備。運行過程中，當設(shè)備出現(xiàn)事故或故障的情況下，中控室控制臺上的監(jiān)控顯示器能彈出報警畫面，同時起動音響裝置發(fā)出相應(yīng)的語音信號，并按事故性質(zhì)使機組與系統(tǒng)解列或停機等。各輔機控制設(shè)備采用總線方式與對應(yīng) LCU屏連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳、命令的下達。勵磁電源從發(fā)電機端的專用勵磁變壓器取得，系統(tǒng)的起勵方式以殘壓起勵為主，直流起勵為輔。 改造方案 隨著現(xiàn)代繼電保護技術(shù)的發(fā)展，微機型保護已完全取代電磁型保護，微機型保護無論從靈敏性、可靠性、安全性、選擇性方面都比傳統(tǒng)的保護要優(yōu)越。保護裝置 獨立組屏， 保護屏采用 800mm600mm2260mm 直