蜀河水电站

蜀河水电站（精选三篇）

蜀河水电站 篇1

1 发电机组及励磁参数

额定功率46 MW, 额定定子电压13 800V, 额定定子PT变比13 800V, 100V, 额定定子电流2 139A, 额定定子CT变比2 500A, 1A, 额定功率因数0.9 (滞后) , 额定负载励磁电压295V, 额定负载励磁电流1 335A, 额定空载励磁电压115.4V, 额定空载励磁电流740A, 强励倍数2倍/10s, 空载励磁电流740.5A, 直轴瞬变开路时间常数4.34, 转子电阻0.1861Ω。

2 励磁系统技术要求

(1) 励磁系统应满足机组在空载、并网、强励、发电机零起升压、进相等各种工况下运行的技术要求。

(2) 在机端正序电压下降到额定值的80%时, 励磁系统能提供2倍额定励磁电压的顶值电压。励磁系统在2倍额定励磁电流下允许时间不小于20s。

(3) 励磁系统的电压响应时间。上升 (强行励磁) 不大于0.08s;下降 (快速减磁, 由顶值电压减小到额定励磁电压的时间) 不大于0.15s。

(4) 励磁调节器交流工作电源在波动范围为55%~120%的额定值情况下, 励磁调节器应能维持正常工作。励磁系统能在电源频率偏差为45~77.5 Hz时维持正确工作。励磁系统保证当发电机励磁电流和电压为发电机额定负荷下励磁电流和电压的1.1倍时, 能长期连续运行。

(5) 发电机空载运行情况下, 频率每变化1%, 自动励磁调节系统应保证发电机电压的变化值不大于额定值的±0.25%。

(6) 动励磁调节器的动态品质要求。发电机空载运行时投入励磁系统, 当发电机机端电压从零上升至额定值时, 电压超调量不超过10%, 振荡次数不超过3次, 调节时间不大于3s。在额定功率因数下, 当发电机突然甩负荷后, 发电机电压超调量不大于15%, 振荡次数不超过3次, 调节时间不大于5s。励磁系统的延迟时间不大于0.02s。

(7) 励磁电流在小于1.1倍的额定励磁电流下长期运行时, 励磁绕组两端电压的最大瞬时值不超过出厂试验时该绕组对地耐压试验电压幅值的30%。

3 励磁参数计算和确定

(1) 励磁变压器计算及选择。根据发电机励磁电流、电压, 进行选择。

发电机额定励磁电流ILN=1 335A, 发电机额定励磁电压ULN=259V, 励磁变压器副边电流I2=0.816×1.1×ILN=0.816×1.1×1 335=1 198.3 A, 励磁变压器副边电压U2= (K1×ULN) ×cosα= (2×259) ×0.95=492.1V, 实际选取U2=530V。K1为强励倍数按发电机技术协议确定;α为强励触发角, 取10°。

励磁变压器容量S2=1.732×U2×I2=1.732×530×1 198.3=1 099VA。额定负荷工况下励磁变压器原副边电流计算:励磁变压器副边电流I2=0.816×ILN=0.816×1 335=1 089.3A, 励磁变压器原边电流I1=1 089.3×530/13 800=42.8A, 励磁变压器选用广东明珠ZSC1080KVA。

(2) 励磁调节器参数。脉冲电源24 V, 额定触发角度68.7°, 同步降压变压器的变比为800 V/150 V, 同步电压为99.3V。

(3) PID整定参数 (见表1) 及模型 (见图2) 。

注:Tr*代表电压测量时间常数, 为0.0048;Ta*代表励磁系统自身时间常数, 为0.0033。

(4) 功率柜部分。根据蜀河电站励磁屏布置和考虑功率柜的互为备用, 选用2面功率柜。

可控硅整流桥的选择:全控桥桥数选2桥, 额定输出电流IKN为1 500A。

可控硅整流元件的选择:整流元件额定电流IKI=IKN/1.2=1 500/1.2=1 250A, 整流元件额定电压UKN=3.0×1.414×U2=3.0×1.414×530=2 248.2 V, 可控硅选用ABB2600A/2800V5STP24H2800。

快熔选择:快熔标称电压URN=Kru U2=1.3×530=689V, 式中Kru为选择系数, 取1.3;快熔额定电流IRN=KriIKN/1.732=1.25×1 500/1.732=1 082.5, 式中Kri取值1.25;最终选择快熔参数为1 000A/1 000V。

(5) 灭磁部分。灭磁方式为非线性氧化锌电阻灭磁。氧化锌非线性电阻的伏/安特性见图3。当电压较低时, 流过的电流很小, 电阻很大;当电压超过一定数值后, 流过电流急剧上升, 等效电阻急剧下降。

转子绝缘水平的确定 (即转子对地工频耐压试验电压值) :

根据《中小型同步电机励磁系统基本技术要求》, 灭磁控制电压应为转子耐压的30%~50%, 过电压保护控制电压应为转子耐压的50%~70%。因此整定值取值如下:取灭磁控制电压为800V;取过电压保护控制电压为1 400V。

灭磁容量的计算。E=0.5 K LFI2QN=0.5×0.4× (0.186 1×4.34) × (1 335×2) 2=1 151 565J, 实际取值灭磁容量为1.44 MJ。式中:LF为转子电感 (LF=T′doRF) ;K为饱和系数, 取值0.4;IQN为误强励励磁电流。

(6) 转子电压、电流变送器确定。转子电压变送器参数:输入电压75mV, 输出4~20mA;转子电流变送器参数:输入电压75mV, 输出4~20mA。

(7) 初励配置。初励电源DC220V;直流起励限流电阻计算:RZ=220/ (ILO×7%) =220/ (740.5×7%) =4.24Ω, 取4Ω。

(8) 电缆选择计算。

转子至灭磁开关间的电缆计算:选电缆VV1-150, Ia=405A, 按允许电流选择电缆 (考虑1.1倍长期运行1 335×1.1=1 468.5A) , Na=1 468.5/405=3.7。实际选择VV1-150单芯电缆5根, 两极共用电缆10根。

励磁变压器至整流柜铜母排间的电缆计算:选电缆YJV-185, Ib=345A, 按允许电流选择电缆 (考虑1.1倍长期运行1 335×1.1×0.816=1 198.2A) , Nb=1 198.2/345=3.47, 每相取4根, 3相共用电缆12根。

4 试验及效果

(1) 操作调节器“就地逆变”控制按钮, 或控制台给出“远方逆变”, 调节器自动逆变灭磁;操作调节器“就地建压”控制按钮, 或控制台给出“远方建压”, 励磁调节器自动升压至UFN。试验波形见图4。

(2) 在“电压闭环”方式下, 升发电机机端电压至100%UFN, 通过计算机键入命令, 做±5%UFN阶跃响应试验, 观察调节性能, 并分析波形, 最终选取一组整定参数。相应试验波形见图5。

(3) 操作调节器“就地逆变”控制按钮, 或控制台给出“远方逆变”, 调节器自动逆变灭磁;操作调节器“就地建压”控制按钮, 或控制台给出“远方建压”, 励磁调节器自动升压至UFN。试验波形见图6。

(4) 控制台给出“跳灭磁开关”信号, 灭磁开关动作正确。试验波形见图7。

(5) 机组带一定负荷, 通过增磁按钮增加无功至临时设定过励值, 此时增磁按钮无效, 5s后, 调节器过励限制动作。通过减磁按钮减少无功, 过励限制返回, 增磁按钮功能恢复。试验波形见图8。

(6) 机组带一定负荷, 通过减磁按钮减少无功至临时设定欠励值, 调节器欠励限制动作, 此时减磁按钮无效。通过增磁按钮增加无功至欠励限制返回, 减磁按钮功能恢复。见表2和图9。

5 结语

励磁系统是发电机的核心控制系统, 其主要作用是调节发电机的电压和无功功率, 在发电机故障时快速灭磁, 保护发电机组, 防止机组事故扩大化。同时, 励磁系统对电网的安全稳定起着重要作用, 是提高电网稳定性和电网输送能力的有效手段。蜀河水电站6台机组励磁系统几年来安全稳定运行, 证明励磁系统所选参数合适, 达到了预期目的。

参考文献

[1]周鹗, 徐德淦, 濮开贵.电机学[M].北京:水利电力出版, 1988.

[2]GB 10585-89, 中小型同步电机励磁系统基本技术要求[S].

[3]陈洪礼.可控硅控制系统[M].呼和浩特:内蒙古人民出版社, 1988.

毛家河水电站项目年终总结 篇2

一、工程概述。

毛家河水电站压力钢管工程由主管、两个岔管及三条支管 组成，采用一管三机布置方式，主管由上平管、上弯管、竖井段、下弯段、下平段组成，主管段直径为5.8m，支管段直径为3.4m。压力钢管阻水环、加劲环以及主管和支管材质为Q345R，管壁厚14~28mm,岔管管壁厚30~34mm以及68和64mm的Z25肋板材料为Q370R，主管总计全长283.093m。主管后通过一个对称Y型岔管、一个卜型岔管后接支管垂直进厂。3条支管相互平行布置。1#支管长48.519m，2#岔管长50.605m，3#支管长56.409m。

二、进场至今工程情况简介。

2013年8月4日进场，做好前期准备工作后，支管瓦片陆续进场，制作平台现场拼装焊接工作积极展开，在此期间，由于业主方未付清货款，公司停止发货，导致窝工数日，给施工队带来一定损失。至9月30日，1#支管、2#支管、3#支管（共47节）现场拼装完毕并、探伤检查合格、防腐完成，现场开始岔管段、下弯段的拼装焊接工作，9月30日开始支管安装、焊接。至12月7日，支管段全部完成，探伤检测合格。11月15日开始安装岔管段，12月25日岔管段安装完成。11月20日开始做下弯段准备工作，至今已安装完成5节。

三、本完成工程量。

3.1、现场制作完成：1#支管、2#支管、3#支管（47节）；1号岔管、2号岔管（10节）、下弯管（12节）、下平段主管13节。3.2、现场防腐完成：1#支管、2#支管、3#支管（47节）；1号岔管、2号岔管（10节）、下弯管（12节）、下平段主管11节.3.3、隧洞内安装焊接完成：1#支管、2#支管、3#支管（46节）；1号岔管（5节，安装完成外缝未焊接）、2号岔管（5节，安装完成，外缝未焊接）；下弯管（5节安装完成未焊接）、下平段主管2节（安装完成未焊接）

四、本遇到的困难。

4.1、现场制作时，由于业主未付清材料款，公司未发货，导致窝工数日。

4.2、现场制作场地面积不足，满足不了材料堆放、现场制作、防腐的要求，业主已同意给予二次倒运费补偿，现已上报具体补偿方案（未批复）。

4.3、安装1#支管和3#支管时，发现部分管节尺寸与设计不符，公司车间为与我部沟通，吊装进入隧道时发现问题，再吊出来，并与公司沟通，确定整改方案，因此造成5天时间的浪费。公司车间预先知道尺寸不符一事，未与我部沟通，造成不必要的损失，由此，公司应该加强部门之间的联系性。

4.4、在安装2号岔管月牙肋板时，施工队未与我部沟通，月压板底部私自留穿线孔，现在月压板两侧已经焊接完毕，应业主、监理要求，需返工处理（已上报查理方案），造成施工队损失。4.5、由于前期各种原因，造成了工期相对滞后，业主要求2014年4月10日以前全部完工，目前正处于赶工期阶段，临近春节，应业主要求，春节需加班。

4.6、目前工期较紧，焊工十四人，铆工八人，小工四人，人员配置不足，严重影响工期进度，施工队管理较差，工人积极性不足，工作态度懒散，以建议施工队改变模式，分配每天每组工人工作量，目前焊工和铆工人数不足以使夜班正常开展，工人带情绪上班，没有积极性。施工队老板未经允许私自离开工地四天未归，在此期间，工人不听从管理人员安排。现在勒令施工队5天整改时间。

4.7、工人对施工队的意见，自进场以来，伙食较差（每人每天伙食投入不足10元），工人因此闹情绪，施工队一直未改善。

五、本进度控制情况。

5.1、根据进场时我部制定的进度计划（5月30日全部完成），目前进度无滞后现象。

5.2、由于业主处于赶工期阶段，现要求4月10日全部完成（提前50天），并给我部强制制定了工期节点，并承诺给予适当奖励，我部对此采取积极措施，有针对性增加工人，加强管理，制定相应工期计划，计划春节加班，力争达到节点工期要求。

六、本安全控制情况。

6.1、根据项目实际情况，建立安全管理体系，进场工人签定临时用工协议，进行三级安全教育，签定安全责任状，配发安全帽和其他劳动防护用品。

6.2、每周进行安全教育一次，对本周的安全情况总结，对工人进行安全教育，危险源的辨识，并排除。

6.3、对特种作业人员（焊机、空压机、卷扬机、吊车）进行操作规程学习，并监督按操作规程作业。

6.4、加强对氧气、乙炔、二氧化碳的管理，并按操作规程使用 6.5、制作现场、焊接现场配置灭火器材。

6.6、对工地现场经常检查，及时发现危险源，及时排除。

七、本质量控制情况。

7.1、按照监理和业主的要求，严格控制质量，现场制作纵缝探伤检测、外观质量检测合格之后进入防腐工序。

7.2、防腐完成后检查刷漆厚度，水泥浆是否均匀，检查合格后进入隧道安装工序。

7.3、安装焊接后，通过环缝探伤检查并合格。7.4、做好单元检查评定，通过业主、监理验收。

八、工作小结。

在新的一年里，通过上一年的学习，总结经验，找出自己的不足，在今后的工作中加以克服避免，以提高工作能力，加强工作责任感，我将不断总结与反省，不断鞭策自己并充实能量，提高自身素质与业务水平，以适应公司的发展需要，使本公司的施工力量不断壮大

2014年即将开始，新的一年意味着新的起点，新的机遇，新的挑战，在对过去的2013年进行总结，汲取经验的同时，我会取长补短，完善自我，在公司领导的指引下，与项目部同事再接再厉，努力工作，创造更高的利润和产值！为了公司美好的明天努力奋斗！

最后，祝各位领导和同事工作顺利，合家欢乐！

云南水利机械有限责任公司

蜀河水电站 篇3

关键词：蜀河水电站,一期枯水围堰,结构设计,稳定计算,防渗设计

1 施工条件

1.1 水文气象条件

蜀河水电站位于汉江上游陕西省旬阳县境内, 坝址以上集水面积49400km2, 坝址多年平均流量732m3/s, 多年平均径流量231亿m3, 年最大洪水出现在3月~10月, 主汛期为7月~10月上旬。

1.2 地质条件

坝址区汉江河谷为斜向谷, 谷底宽140m~160m, 横向呈较开阔的不对称“V”字型, 两岸山势总体是右陡左缓, 两岸冲沟较为发育。

一期枯水围堰覆盖层厚度9m~22m, 下伏基岩岩性为白云母片岩、绢云母千枚岩、炭泥质板岩, 发育F32、F33、F4断层, 两处岩体破碎, 透水性较强, 属中等透水。基岩面总体向下游平缓抬升。强风化带厚一般6m~10m, 弱风化带厚10m~14m。河床覆盖层基本满足建基要求, 需进行防渗处理。

2 一期枯水围堰的设计

2.1 设计标准

一期枯水围堰设计标准取4月份五年一遇洪水流量, 对应流量Q20%=2730m3/s。包括上、下游横向枯水围堰和纵向枯水围堰。

2.2 一期枯水围堰选型原则

一期枯水围堰的选型主要考虑以下因素∶

(1) 枯水围堰填筑料取材方便、合理。

(2) 水文、地质条件及特点。

(3) 围堰的结构满足防渗、防冲、安全稳定等技术要求和结构简单实用, 易于施工。

(4) 本标施工总进度安排。

(5) 类似工程围堰施工经验。

2.3 一期枯水围堰轴线选择

一期枯水围堰轴线的选择原则:

(1) 尽可能靠近纵向导墙, 尽量减少束窄河道。

(2) 工程量尽可能小。

(3) 轴线尽量平顺, 保障水流顺畅。

(4) 便于围堰施工。

(5) 满足一定的交通要求。

2.4 一期枯水围堰结构设计

一期枯水围堰设计为土石围堰形式, 具体方案详述如下∶

一期枯水围堰采用土石围堰, 高程197.00m以上采用粘土心墙防渗, 粘土心墙顶宽3.0m, 两侧坡比1:0.2。高程196.50m以下围堰基础采用水泥高喷板墙防渗, 高喷板墙顶面高程197.00m, 底部入岩0.50m。根据设计洪水Q20%=2730m3/s时, 查坝址区水位~流量关系得上游水位高程199.27m, 下游水位高程197.90m, 加上土石围堰安全超高等最后确定一期枯水围堰顶高程为200.8m~199.4m, 堰顶宽度4.0m, 堰顶长度910m。最大堰高10.8m。迎水面边坡高程197.0m以下1:1.5, 高程197.0m以上1:1.2, 块石护坡后边坡1:1.5, 背水面边坡高程197.0m以下1:1.5, 高程197.0m以上1:1.2。

为防止水流对围堰的冲刷, 迎水面采用块石护坡, 块石护坡厚度1.2m~2.3m;考虑到河床束窄后流速加大, 在纵向围堰中部流速较均匀部位和上下游堰头附近流速较低部位采用铅丝网防护, 坡脚抛投大块石护脚。对一枯土石围堰局部易淘刷部位, 进行块石铅丝笼防护。

2.5 一期枯水围堰稳定计算

2.5.1 稳定计算条件说明

(1) 根据《水利水电工程施工组织设计规范》及《水电水利工程围堰设计导则》中相应条文规定, 可以确定蜀河水电站纵向段围堰的工程级别为五级建筑物, 同时考虑到围堰高度仅有10m, 为简化计算, 一期围堰按照均质料考虑, 计算如下。

(2) 选取围堰典型断面建立计算模型,

一期枯水最高堰顶高程为200.8m, 水位为199.27m, 围堰平均高度约10.8m, 河床冲积层平均厚度约为10m。围堰边坡稳定计算采用瑞典条分法, 即圆弧滑裂面计算, 堰体填筑料计算参数由工程地质手册查出。

(3) 稳定计算时因考虑到纵向围堰属于临时性工程, 由于堰体填筑过程中, 随着堰体填筑高度的增加, 围堰的高度及形状也会相应改变。所以只对围堰4月份进行稳定分析计算 (流量为2730m3/s) , 计算中也不考虑地震的影响。

2.5.2 计算数据结果分析

根据《水利水电工程施工组织设计规范》中的要求, 在正常运用条件下, 临时建筑物的坝坡抗滑稳定最小安全系数不小于1.20。由上述计算结果可以看出, 一期枯水围堰纵向段土石围堰满足稳定要求。

3 基础覆盖层的防渗设计

高程197.00m以下围堰基础采用水泥高喷板墙防渗, 高喷板墙顶面高程197.00m, 底部入岩0.50m。

3.1 堰基防渗设计

3.1.1 防渗方案选择

针对本工程一期枯水土石围堰基础为砂砾石覆盖层透水性较强、水头差不大和工期紧等特点, 围堰防渗处理采用高压喷射灌浆防渗墙技术。它具有施工速度快、适应性强等特点, 而且围堰系临时性工程, 高喷防渗墙防渗效果能满足一期枯水土石围堰防渗要求。参照有关规范和国内类似工程的经验, 综合考虑, 一期枯水土石围堰防渗工程采用高压喷射灌浆防渗技术, 既能很好的解决围堰的防渗问题, 又能解决工期紧的矛盾。

鉴于本工程防渗处理深度9m~22m, 河床为卵砾石覆盖层, 围堰最大承受水头30m, 围堰使用期仅5个月, 为保证墙体具有一定的厚度, 有较好的防渗性能, 高喷防渗墙拟采用旋摆结合的喷射形式。

因本次围堰防渗墙施工难度大, 强度高, 需投入的设备数量多, 根据设备的性能情况, 本次施工采用双管法、三管法两种喷射方法施工。

3.1.2 高喷防渗墙设计

高喷防渗墙分二序孔施工, 一序孔采用旋喷形式, 二序孔采用摆喷搭接, 高喷防渗墙设计技术参数如下:

(1) 防渗墙结构型式:旋摆结合

(2) 施工参数:钻孔孔位单排, 孔距为1.00m, 分二序施工。钻孔采用锚杆钻机跟管钻进, 孔径100~146mm, 入岩0.5~1.0m, 强风清孔, 清孔验收合格后下入特制PVC管护壁, 拔管机起拔套管。钻孔孔位偏差不得大于50mm。钻孔偏斜不应超过1.0%。

3.1.3 堰体防渗设计

(1) 堰体形式

堰体防渗可采用粘土心墙和复合土工膜心墙等形式。复合土工膜虽具有抗老化耐久性好、适应环境温度范围大、耐穿刺强度高、摩擦系数大、抗渗性好等特点, 但相对粘土心墙, 存在施工工艺复杂、专业技术要求高、施工速度相对较慢等缺点。根据现场条件, 粘土心墙具有取材方便、技术熟练、便于组织、施工速度快等优点。根据现场实际条件, 一期枯水围堰堰体防渗采用粘土防渗心墙方式。粘土采用黏粒含量15%~50%、塑性指数在7~20、压实后渗透系数小于1×10-5cm/s。考虑到围堰的使用期仅5个月, 填筑的千枚岩石碴本身具有一定的防渗能力, 可适当降低粘土料的渗透系数。一期枯水围堰粘土防渗心墙顶宽3m, 两侧坡比1:0.2, 心墙顶部采用1m厚石碴保护。考虑到强风化千枚岩碾压后石粉含量大, 具有吸水膨胀和一定的防渗特点, 在粘土防渗心墙两侧填筑石碴, 由内向外采用强风化—弱风化—块石的填筑次序。

(2) 高喷防渗墙搭接

高喷防渗墙与上部粘土心墙搭接, 采用高喷防渗墙伸入粘土心墙方式, 为延长渗径, 高喷防渗墙顶延伸至粘土心墙内0.5m, 两侧粘土填筑宽度为2.06m。

上、下游围堰高喷防渗墙与右岸坡的搭接段, 采用加密孔方式。

(3) 粘土心墙与右岸坡的搭接

根据现场实际地形条件, 一期枯水上下游围堰堰头粘土心墙填筑, 不宜与岸坡搭接密实。为增加渗径, 先将岸坡沿围堰轴线开挖至基岩, 将基岩修整成平顺边坡, 在岩体开挖1m深、3m宽的齿槽, 分层回填粘土, 碾压密实。

3.1.4 围堰防护设计

按照一期枯水围堰设计标准对应流量Q20%=2730m3/s和左岸开挖后的过水断面, 可估算出平均流速在v=5m/s左右。结合一期导流模型试验报告的结果可知, 受上游收缩水流和下游扩散水流的影响, 易对一期枯水围堰上游迎水面和下游扩散段基础进行冲刷, 需进行重点防护。

考虑到水流进入束窄河床后, 流速加大, 增加了对围堰基础的冲刷, 因此, 一期枯水围堰外侧采取抛大块石护脚和铅丝网防护, 局部易冲刷段采取块石铅丝笼防护。

根据一期枯水围堰平面布置和左岸实际条件可知, 原河床从荆竹沟桥至蜀河大桥左侧河床均高于195m高程, 使主流从左侧收缩转弯顺右侧河床下泄。一期枯水围堰修筑后, 进一步束窄河床过水断面, 加大了流速, 增加了围堰防冲的难度。为保证围堰的安全, 减少水流对围堰的冲刷, 增加过水断面, 将一期枯水围堰外侧束窄后的河床在汛前进行疏浚。将左岸岸边河滩地高程降低, 改主流从左河床过流, 改善水流状态, 使水流平顺, 增加过水断面, 以减少对下游围堰的冲刷, 保障围堰的运行期的安全。

结语

在蜀河水电站一期枯水围堰施工中, 根据水文、地质条件及特点就地取材, 在围堰的结构满足防渗、防冲、安全稳定等技术要求, 既做到了结构简单实用, 又追求了效益的最大化。在水工建筑物围堰施工中, 如何在满足施工要求的前提下做到经济适用是一个摆在投资者和施工方面前的重要课题, 相信本文对土石围堰设计的探讨可为今后类似工程的理论研究及实践应用提供借鉴。

参考文献

[1]水利水电工程围堰设计规范[S].

[2]水利水电工程施工组织设计规范.SL303-2004[M].北京:中国水利水电出版社.