  |
 |
 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
小水电设备新技术与发展方向
(亚太小水电中心网站/行业信息 10月9日)
一、箱式整装小水电站
对于较偏远的山区或贫困地区，由于受地理条件和经济条件的制约，无法通过大电网的延伸来解决用电问题。但是，这些地区大多小水电资源丰富，可以通过发展小水电，来解决广大农民用电的问题。
箱式整装小水电站可为孤立用户群提供照明及日常生活用电，一方面可以缓解当地居民的用电困难，另一方面可以充分利用水资源充足的天然优势，减少木材等资源的消耗，达到以小水电代燃料的目的。箱式整装小水电站具有建设成本低、施工期短、运行维护方便、可实现无人值班等特点，非常适合偏远山区小水电建设，一些发达国家已经有成功的经验。目前主要研究的关键技术是：箱式整装小水电站箱体结构稳定及环境气候适应性技术和箱式整装小水电站孤立运行供电品质。
箱式整装小水电站的经济效益体现在：
一是业主的投资减少，估计由于土建投资减少，可使工程总投资减少30％；工期缩短，可提前投产。小水电工程投资包括土建工程、机械和电气设备、土地征用补偿以及其他投资。据对部分省（自治区）若干小水电站统计，造价构成大致为水工部分42％～65％，机电部分31％～48％，输电线路约为4％～14％。减少水工建筑的造价可大大降低小水电的综合投资，这也是箱式整装小水电站的优势所在。
二是日后的维护成本减少，减少停机时间和机会，减少人工投入，从而增加收益。箱式水电站按无人值班设计，人工节省也相当可观。
从以上两方面看，箱式整装小水电站经济效益十分显著，这一成果将会得到市场的欢迎。预计3～5年后该产品在产量上和规模上会得到发展，产品的系列会更齐全。
二、框架式断路器
在我国农村小型水电站中80％是低压机组（出线电压AC400V），由于电压等级低，单机630千瓦以上的发电机组电流很大，受开关断路器限制，800千瓦及以上机组，一般采用高压模式，如果采用低压机组方式可以降低成本30％。
新一代框架式断路器向塑壳化、模块化发展，大容量（6300A）框架式断路器从拼装式向整体式发展，并进一步缩小产品体积。由于框架式断路器具有高分断、高机械寿命，并能作为手动综合启动器使用的特点，有助于800千瓦及以上机组采用低压出线方式，降低电站造价。20世纪90年代以来，随着微电子、计算机、通信技术等领域的飞速发展，目前发达国家已向智能化可通信方向发展，其配套使用的低压元器件如万能式断路器、塑料外壳式断路器和控制电器均已具备智能通信接口功能，像ABB公司的F系列断路器、施耐德公司的M系列、西门子公司的3WN系列等。目前我国正在研制开发带通信接口的万能式断路器和现场总线方面的产品，产品性能向高性能、高可靠性发展，重点提高额定运行短路分断能力和短时耐受电流，同时提高分断可靠性和动作可靠性。保护功能向进一步完善多样化、智能化功能并向可通信方向发展。
三、新型防雷与抗干扰装置
随着计算机技术的发展，水电站已越来越多地采用计算机控制系统，典型的应用有：水电站计算机监控、微机调速器、微机励磁装置、微机保护等，而水电站现场雷击与干扰都比较严重，一旦现场干扰进入微机将严重影响微机运行，甚至产生误动作，导致事故。所以，计算机控制系统应特别注意抗干扰问题。
通过多级能量泄放模块将雷击或操作过电压引起的暂态干扰中的大部分能量吸收泄放入地，而快速限压模块主要是及时削减干扰电压，以免高电压冲击造成计算机和通信系统内集成块永久性损坏。合理选用气体放电管、压敏电阻、抑制二极管和半导体放电管等避雷器件，并进行有效组合，可以有效地保护计算机与电信设备。特别是抑制二极管（简称TVS）的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10～12秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件免受各种浪涌脉冲的损坏。它比使用压敏电阻进行浪涌保护优越得多。具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压较易控制、体积小等特点。
四、经济实用、安全可靠的新技术在小水电站技术改造中的应用
多数小水电站沿袭几十年来的一贯模式，采用常规设备与技术，自动化程度低下，元器件繁多，体积庞大，操作复杂，维护困难，发挥不了应有的生产效益，特别是农村小型水电站为降低造价，水轮机操作器和发电机励磁设备十分简易，自动化程度相当低，运行成本高。
随着新技术、新材料、新工艺在传统小水电中的应用，特别是自动化技术在小水电站的推广应用，发现原有的水轮发电机组配套的操作器、励磁设备存在与自动控制不匹配的问题，如果采用微机型的调速器和励磁系统，往往价格很高，不适合在农村小水电推广。采用小水电站新型配套设备，包括：TC型（弹簧蓄能型）水轮机操作器、HPU液压控制柜（氮气罐储能）和无刷励磁调节器，这些新型设备与电站自动化系统配套使用可以降低系统造价，更好地发挥自动控制性能，特别适用于经济与技术相对落后广大农村小水电站。
另外，在老电站改造中，虽然原有的常规励磁系统还好用，由于手动电位器调节方式满足不了电站自动化改造要求，许多电站不得不换成价格昂贵的微机励磁设备，增加成本。可以采用成本低廉的单片机（如P87LPC769价格只有十几元）对手动电位器进行改造，使原有的常规励磁系统满足老电站自动化改造的要求。
来源：中国水利报
作者：水利部农村电气化研究所 徐锦才 博士
 |
 |
 |