常见的水电站技术改造途径

所谓水电站的技术改造是指采用技术措施，对水电站的设施、设备进行改进、更新或更换，以提高其先进性、合理性、经济性、可靠性及运行自动化水平。主要内容包括更新改造、增容改造、减容改造和运行自动化改造。

水电站进行技术改造的目的大致可分为两大类：一类是那些设备、设施存在有缺陷事故隐患，影响正常使用和运行的水电站，为了保证其安全可靠性需要进行技术改造，或水电站具有一定的经济条件，为了提高电站的运行自动化水平所进行的技术改造。这类技术改造对于电站的业主来说，只要根据当时的技术水平，进行必要的调研，选择合适的设备生产厂家和按规范施工即可，具体的实施较为简单。另一类则是纯粹为了增加水电站的发电能力，提高水电站的经济效益而进行的技术改造。这类电站的技术改造相对比较复杂，需要结合水电站的实际情况，收集和水电站有关的资源条件，构筑物、机电设备等技术资料，进行详细的分析与计算，通过合适的途径与方法进行。对水电站进行技术改造，不仅要保证技术上可行，而且还要保证具有良好的经济性。

水电站增加发电量具体是通过增加机组的输出功率来体现的。从式 （11-5）可以看出，增加机组段的工作水头H、机组段的工作流量Q和机组的综合效率η，均可以达到增加机组出力的目的。原机组出力严重受阻时，可考虑增容。

1.增加机组水头和流量的途径

水库电站借助大坝除险加固、加高大坝、在溢流坝段增设翻板门或橡胶坝等手段，使水库的蓄水量增大、提高机组的工作水头。对引水式电站的引水渠道、隧洞，当渗水量过大时，通过采用新材料、新工艺进行堵漏防渗处理，减小漏损量，相当于增加机组的工作流量；对于淤积严重的引水渠道进行清污处理，可增加电站的引水流量。在引水式电站前池加装水位仪，运行中实时监控和调节，以保持较高的上游水位。

改造进水口拦污栅，合理确定栅条形状和栅条间距，减少过栅水头损失。对于漂浮物较多的水电站，应考虑改进清污方式，提高清污效果，如采用双层拦污栅、机械清污或自动清污等，避免由于污物堵塞造成较大的水头损失。

对于压力引水系统为联合供水型式的水电站，合理组合运行机组，可减少机组段引水系统的水头损失。

水电站运行期间下游河道淤积严重，或由于施工期间尾水渠内遗留的废弃渣石杂物太多，都能造成尾水位壅高。清除淤积和杂物，可以降低尾水位，增加机组工作水头。

2.提高机组效率的途径(www.xing528.com)

机组的综合效率包括水轮机的效率η水和发电机的效率η电。对于标准系列的发电机，在正常工作范围内，η电值的变化不大，机组效率的高低，主要由水轮机的效率η水来决定。

对于机组的工作水头、工作流量范围与原设计变化不大的水电站，如果原水轮机转轮的性能落后，如高效率范围较窄、综合效率较低等，可以通过选用性能较好的新型水轮机转轮，提高水轮机的效率。如果原水轮机转轮型号并不落后，只是由于空蚀、磨损或运行时间过长等原因导致水轮机的效率较低，应将原转轮更换成同型号由抗磨蚀材料制成的新转轮，再在运行中采取相应有效的抗磨蚀措施，从而提高水轮机的运行效率，使机组的运行参数达到原设计值。

有些水电站，在设计时水轮机选型不合理，机组段的工作水头及工作流量和水轮机所适应的范围不匹配，或水电站建成运行一段时间之后，水力资源条件发生了变化，导致机组段的工作水头及工作流量和水轮机不匹配，使机组的正常工作范围偏离了水轮机的最优工作区域。对于这类情况，可以根据当前水电站实际的水头和流量范围，重新选择或设计合适的水轮机转轮，使水轮机在高效率区运行，从而提高机组的运行效率。

3.增加电站容量的途径

增加水电站总容量的途径有两个：一是对水电站的水轮机和发电机 （或仅对发电机）进行改造，使单机容量增加，从而使水电站的总容量增加；二是在原有机组基础上，重新安装新的机组，以达到电站增容的目的。

水电站如果有富裕水量，平时运行弃水较多，或利用汛期的弃水发电，或由正常发电改为调峰运行，或由于其他方面的改造使电站的水头和流量超过了原设计值等的水电站，都需要进行增容改造。进行增容改造前，首先验算原水轮机是否有增加过流量和提高工作水头的余地。如果原水轮机有合适的增容余地，可保留原水轮机不动，仅改造发电机和对其他相关设施（如引水系统的过流能力、起吊及承重结构、辅助设备及电气设备等）进行适应性计算分析。原发电机的增容改造可通过改变绕线匝数和导线截面，提高绝缘等级，增加定、转子铁芯长度等手段采实现。相关设施经调整参数，能和增容后的设施相适应的结构保留，如不相适应，则应进行相应的改造。如果原水轮机没有增容余地，可根据水电站的水头和流量考虑适当增加水轮机转轮的直径 （增加的范围有限），或重新选择过流能力大 （或工作水头高）的新型转轮，以增加水轮机的出力，达到机组增容的目的。

如果水轮机、发电机及相关设施同时进行改造仍达不到预期的增容幅度或经济上不合理，则可考虑增加水轮发电机组的台数，以达到相应增容的目的。