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水电站运行管理

2020-04-09 21:01

对已建成水电站的水库、水工建筑物、机电设备的正确运用、合理调度和管理维修,使水电站在完好、安全的状态下正常连续发电。

电力系统电源主要由火电、水电、核电组成,共同担负电力系统发电任务,满足用户用电的需要。各发电厂发电任务通过系统电力电量平衡决定,并由系统中心调度根据各厂设备技术经济特性、具体负荷要求等安排各厂运行方式,统一调度。

水电站除了为系统提供电量外,还是系统必要的调频、调峰电源。保证水电站安全运行非常重要。水库运行,机电设备运行,水工建筑物运行,都要把安全工作放在首位。有了安全,才能做到经济发电,才能发挥水电站发电和综合利用效益。

随着科学技术的进步,水电站调度自动化水平不断提高,水电站运行正向“无人值班”(少人值守)发展。广州抽水蓄能电站、葛洲坝水利枢纽、隔河岩水利枢纽等,均已通过“无人值班”(少人值守)验收,进入实施阶段,对水电站运行的意义是深远的。

水库运行

水库是水电站的蓄能库,管好、用好水库,对调配发电用水和其他部门用水以及防洪安全极为重要。

水库运行直接关系大坝安全和水电站经济效益。为控制水库安全运用,每年要编制水库长期调度方案、防洪调度方案。根据预报水库来水量、蓄水量、用水量,提出年度、季度、月度运用计划。实施中视实际入库水量情况,与计划差别较大时,及时调整计划,以保证水库正常运行。一般汛期结束前要抓住时机蓄满水库,枯水期要经济调度,控制用水,保持水电站调频、调峰需要水量(电量)。汛期水电站通信要保持内外畅通,保持与地方防汛部门的联系。有防洪任务的水库,配合防汛机构,做好洪水调度工作。无防洪任务的水库,根据洪水调度方案,按规定及时泄洪。水库开闸泄洪前,要通知水库下游有关部门,做好防洪工作。汛期要掌握库区雨情、水情,预报入库洪峰流量和洪水量,预报水库可能出现的最高水位,以便采取防洪措施。20世纪90年代末,中国已有80多座大中型水电站水库建立了水情自动测报系统,为防洪调度工作,提供了及时和可靠的数据。

水库运用是通过水位控制来实现的。水库水位变化运行中要注意监测,汛期更要严密观测水库水位变化。日常发电用水引起的水位变化,也需定时观测记录。水电站要建立月报制度,填报水库运行月报表,需分别写明上游水位、下游水位、入库流量、出库流量(分清发电用水与其他用水)、水库蓄水量等。水库泄洪时要注明泄洪水量。每年年终要对水库全年运用情况进行总结。

多泥沙河流的水库,还需观测入库、出库的悬移质、推移质沙量。进行库区泥沙淤积测验,计算水库淤积量和排沙设施效果。

水电站运行要记录正点有功功率、无功功率和日发电量。

机电设备运行维修

为了提高水轮机、水轮发电机、主变压器、高压配电装置等设备的可靠性、安全性,需要对运行设备的参数进行实时监视、监测、调整,以及在事故情况下的操作或停机。对机组设备有功功率、无功功率、电流、电压、温度、压力等进行测量监视,可掌握设备运行状况,发现不正常现象,及时调整,影响安全运行时,立即申请停机处理。20世纪80年代以后,绝大多数大中型水电站都装设了功能比较齐全的计算机监控系统,上述工作均由计算机监控系统所代替,自动化水平有了很大提高。

水电站机组设备在长期运行中,必然产生老化、磨损、腐蚀、冲刷等现象,通过定期测试,可准确了解设备技术性能和物理变化,便于对设备进行分析,采取必要措施。经常性维护和定期检修,对设备运行是必要的。测试手段一般采用仪器仪表和各种诊断设备。测试包括电气测试、金属材料测试、水力测试等。

电气测试是对设备绝缘性能的检查和试验,以及水轮发电机组效率和出力测试。

金属材料测试主要是对设备做金属鉴定、无损探伤和金相试验。如金属疲劳、老化鉴定,水轮机转轮材料试验,焊缝探伤等。

水力测试指由于水力作用对水轮机效率、出力、气蚀的试验,以及对设备、建筑物引起的变化测试,如冲刷、渗漏、水压脉动、摆度等。

设备运行管理是安全生产的关键,目的在于提高设备运行的可靠性和设备可靠率。20世纪90年代起,采用计算机监控系统所采集的设备运行中的数据,以及离线测量数值,进行综合分析得出设备运行状态的发展趋势,结合现场经验分析出设备运行状态的变化,以确定是否进行检修或延长检修时间,这就是科学的预知性维修,又称状态检修。它是对定期计划检修的修正。

水工建筑物运行管理

大坝和其他建筑物安全运行的管理工作。水电站水工建筑物务必满足稳定、坚固、耐久、抗震等要求。因此,对水工建筑物要经常地进行定期外部检查和内部观测,了解建筑物的运行情况,及时维护修理。外部检查,一般包括剥落、冲刷、断裂、振动、气蚀、沉陷、锈蚀等项目。观测项目一般有变形、位移、应力、渗漏、温度、振动、淤积等。对以上检查、观测数据,要分析整理,有异常者要及时采取措施。中国水电站水工建筑物由大坝安全监察中心统一负责监督和检查,并指导各水电站对大坝的安全定检工作。“九五”期间,有90多座水电站的大坝已经完成了定检计划工作,对保证大坝安全运行很有帮助。

每年汛期,水电站对全站防汛工作要进行汛前汛后检查,尤其对大坝、泄洪设施、厂房等重要建筑物要重点检查。为保证安全,必要时可进行泄洪试验。

为满足运行需要,在大坝上游面显著位置,标志水库的校核洪水位、设计洪水位、正常蓄水位、防洪限制水位、死水位等。在进水口附近、尾水渠位置设置水位标尺。在水库、大坝附近,需采取安全措施,保证水库、大坝安全。

20世纪90年代以后,随着电子技术的飞速发展,计算机技术得到广泛应用,网络技术相应与之紧密配合,水电站运行管理工作逐步实现现代化,厂内机电设备应用计算机监控系统实现自动控制和监视,只有1~2人进行值守。设备调度均与系统中心调度所计算机联网,实现“四遥”(遥控、遥调、遥测、遥信)和AGC、AVC运行(自动发电控制、自动电压控制运行),现场值守人员不干预操作,即“无人值班”(少人值守)运行方式,达到了减人增效的目的。大坝的观测工作,也达到自动化水平,自动测量漏水量、位移和沉陷的数据,结合水情自动测报系统,实现水库调度自动化。另外全厂设立信息管理系统(MIS),即生产、水情、管理联网,达到信息共享。

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