设计一级水电站的方案建筑期刊投稿

　　摘要：基里隆一级电站是柬埔寨最大水电站，1968年建成，在正常发电20个月后损坏于战乱。根据中柬双方达成的协议，中电技以投资、修复、经营方式，对基里隆一级水电站进行修复。本文对基里隆一级电站修复工程水力机械设计进行了回顾，对主要机组设备、辅助设备的选择及布置作了简要介绍。

　　关键词：机电设计,水力机械,水力发电设备,辅助设备,水力监测系统

　　1概述

　　基里隆一级电站位于柬埔寨王国西南部，湄公河盆地边缘，距离首都金边约120km，距离柬重要港口城市磅逊(西哈努克城)约110km，其厂房及升压站紧邻4号公路。

　　基里隆一级电站原为南斯拉夫在1968年提供资金和技术建成，水库最大库容980万m3，装机容量2×5.0MW。该电站在正常发电20个月后损坏于战乱。此后近30年里，虽几经努力但一直未能实施修复。目前大坝基本完好，引水钢管局部遭严重破坏，厂房和机电设备完全损坏，厂坝公路年久失修，到金边的110kV输电线路仅存少许塔架。

　　中国电力技术进出口公司(CETIC)组织专家对基里隆一级电站枢纽工程和输电线路进行了多次实地考察和充分论证。历经近1年的合同谈判，CETIC与柬埔寨工业矿产能源部(MIME)和柬埔寨国家电力公司(EDC)于2000年7月28日在金边正式签署了《实施协议》和《购电协议》。根据协议，CETIC以投资、修复、经营(BOT，Build，Operate，Trans/fer)方式，对基里隆一级电站进行融资、修复、建设、拥有、运营和维护，在电站特许经营期(自电厂商业运营日起30年)结束后，将该电站无偿移交柬埔寨政府。

　　电站原厂房和机电设备已完全损坏，主厂房里的水轮发电机组、调速器、进水阀装置、桥机以及辅助设备已无修复价值。经研究决定，主厂房在原厂址新建，所有水力发电设备，包括水轮发电机组、调速器、进水阀装置、桥机以及辅助系统的所有设备，都进行重新设计配置。电站主要参数为：装机容量2×6MW，额定水头363.00m，保证出力3.812MW，年发电量0.6419亿kW·h，年利用小时数5349h。

　　2机组设备简介

　　2.1水轮机

　　水轮机选用CJA734-W-136/2×12.5型双喷嘴冲击式水轮机，主要参数为：额定水头363.00m，额定流量1.95m3/s，额定出力6220kW，额定效率89.78%，额定转速600r/min，飞逸转速1080r/min。水轮机为卧轴冲击式，主要特点如下：

　　1)水轮机转轮装于发电机轴上，依靠摩擦传递扭矩，顺时针旋转(从发电机向水轮机看)。两个直流喷管分别由机壳和机壳小盖支承，喷管前装有Φ450直管并通过Φ650/Φ450分流管与Φ650伸缩节及球阀相连。

　　2)喷管喷嘴口处装有偏流折向器，通过连杆机构与折向器接力器相连，接力器与调速器油压系统相连。偏流折向器与喷针的位置没有协联关系，在正常运行时不与射流接触，也不参与水轮机小波动调节，始终保持在全开位置，只在事故停机时投入，切断水流。

　　3)机组正常运行时，各工况的调节是依靠喷针运动来实现的，喷针的调节作用是由喷针接力器油压操作实现的，喷针接力器操作油管与调速器油压系统相连。喷针的开度指示由喷针反馈系统完成，从喷管内引出的恢复杆通过钢丝绳及连杆与调速器电反馈装置相连，电反馈装置向调速器发送位置信号。

　　4)在机壳上与喷管射流相反方向装设反向制动喷嘴，制动喷嘴由DN80液压操作阀控制，停机时作机组制动用，液压操作阀油源引自调速器油压系统。

　　2.2水轮发电机

　　水轮发电机为SFW6000-10/2130型3相凸级同步发电机，采用卧式、密闭自循环空气冷却结构，主要参数为：额定功率6MW，额定容量7.5MVA，额定电压6.3kV，额定电流687.32A，额定转速600r/min，飞逸转速1080r/min。

　　发电机由定子、转子、主轴、导轴承、飞轮、空气冷却装置、油水管路等部分组成。定子机座为整体卧式结构，发电机轴为转子磁轭与主轴锻造为一体的实心轴结构。水轮发电机组为两支点结构，两个导轴承分别位于定子两侧，轴承瓦为筒式巴氏合金轴瓦。轴承润滑采用外循环方式，在主厂房内每台发电机组上游侧布置有外循环供油装置。空气冷却器两个，布置在发电机下面机坑中，冷却水管为T2铜管穿片结构。

　　2.3调速器

　　调速器选用武汉三联水电控制设备公司生产的CJWT2/1-4.0型微机调速器，额定工作油压4.0MPa。

　　CJWT型调速器是专为多喷嘴冲击式水轮机设计的，其主要特点如下：

　　1)在总体结构上，调速器为电气柜、机械柜、油压装置三位一体组合式，结构紧凑，便于安装布置及运行维护。

　　2)从控制原理上看，每个喷针接力器和折向器接力器各采用一套全数字式机械液压系统独立控制，取消了传统的机械协联、凸轮及复杂的连杆机构，结构大幅简化。

　　3)机械液压系统采用全数字液压技术，以电磁球阀作为电液转换元件，静态无油耗，抗油污能力强。

　　4)油压装置设自动补气阀组，提高了整机自动化水平。

　　5)电气部分以可靠性极高的可编程控制器(PLC)为控制核心，所有PLC本体的平均无故障运行时间≥30万h。

　　6)采用交直流双路电源供电，互为备用，无扰切换。

　　7)具有电手动调节功能及自动容错功能。

　　2.4进水阀

　　为保证水轮机安全可靠运行、机组检修时切断水流及机组调节系统失灵时保护机组，每台水轮机前装设有进水阀。进水阀为双面止水卧式球阀，采用接力器油压操作，球阀型号为QF500-WY-65，公称直径Φ650mm，设计压力5.0MPa。球阀上、下游侧分别设有检修密封和工作密封，活动密封环采用钢管的压力水操作。2套进水阀共用一套HYZ-1.0-4.0油压装置，额定油压为4.0MPa。3辅助设备

　　3.1技术供水系统

　　技术供水系统主要用户是发电机空气冷却器和导轴承油冷却器。供水系统采用水泵集中供水方式，水源取自下游尾水，在主厂房右端水机副厂房下游侧设有取水池，通过联通管与尾水渠相连。设置KQL100-160型供水泵3台，其中1台备用，布置在供水设备室内。水泵出口设有自动滤水器，滤水器有自动排污功能，经过滤后的水由供水总管引至各用户。水泵采用轮换工作制，每台水泵配置1台软启动器，整个系统采用PLC控制。3.2高压气系统高压气系统主要供调速器油压装置和球阀油压装置用气，供气压力4.5MPa。设有2台SF-0.5/45型空压机和1只1m3、4.5MPa储气罐，空压机出口设有气水分离器。储气罐出气管上设有压力控制器，自动控制空压机的启停，整个系统采用PLC控制。

　　3.3透平油系统

　　透平油系统主要供机组轴承、调速系统和球阀操作系统用油。设有2只5m3透平油桶、1台KCB-55型齿轮油泵、1台LY-50型压力滤油机和1台ZJCQ-2型透平油过滤机。系统运行为手动操作。

　　由于本电站机组为小型卧式水轮发电机组，设备用油量较小，同时主厂房仅有一层，油管布置会影响厂房内的交通及美观，因此，主厂房内不设供排油管路。在油处理室设有活接头，机组设备供排油时，用软管与用油设备相连接。

　　3.4水力监测系统

　　水力监测系统包括全电站监测和机组段监测两部分。全电站监测项目有水库水位、拦污栅后水位、拦污栅前后压差及电站引用流量。根据购电协议要求，水库水位测量设有2套2311LT型投入式液位变送器，其中1套为主用，1套为备用(冷备)。拦污栅后水位测量设有1套2311LT型投入式液位变送器。在首部值班室设置1台SXJ水位监视仪，水位信号通过串行口通信方式传至电站中控室。电站引用流量监测采用UF-911型超声波流量计。机组段监测项目包括分流管进口压力、喷管压力、尾水位、冷却水压力和示流、水轮机和发电机振动、摆度等。水力监测系统中的主要量测项目均同时设有变送器，并与电站计算机监控系统相连。

　　3.5起重机

　　电站最重起吊件发电机转子重24.2t，起吊梁重3.5t。主厂房内设1台起重量32/5t，跨度14m电动双钩桥式起重机供机组安装、检修使用。由于电站主厂房在原厂址新建，利用原电站叉管及支管，机组间距已定。本电站机组为卧式水轮发电机组，容量由原来的5MW增加至6MW，机组设备尺寸加大，机组间距明显偏小，发电机转子抽芯极为困难。为控制大车运行速度和主钩起升速度，确保发电机安装检修的安全，起重机的大车运行机构和主起升机构采用变频调速方式，变频器采用三菱原装进口设备。

　　4厂房布置

　　电站主厂房为地面式，在原厂址新建，利用原电站叉管及支管，机组间距维持10.29m不变。主厂房净长32.85m，净宽14m(机组中心距上游柱边9.05m，距上游柱边4.95m)。电站最高尾水位高程92.00m，据此确定主机间高程95.00m，机组安装高程(机组中心线)95.84m。主机间内上游侧布置有调速器、球阀装置和油压装置，下游侧布置机旁盘。左侧为安装场，长约10.4m，主要考虑机组大修时布置发电机转子、定子、水轮机转轮、机壳等。

　　主厂房右侧水机副厂房内布置有透平油罐室、空压机室、技术供水设备室。电气副厂房布置在主厂房左侧和下游侧，左侧副厂房内布置有中控室、继电保护盘室、通信室、电气试验室、低压配电室等，下游侧副厂房内布置有6kV中压配电盘、励磁变压器、厂用变压器及柴油机室等。

　　5结束语

　　基里隆一级电站修复工程是我国第一个B0T项目，2001年4月2日正式开工建设，2002年5月完工并投产发电。基里隆一级电站的修复对促进柬埔寨战后经济发展，增进中柬双方友谊，以及对我国全方位对外贸易格局的形成，都具有重要意义。

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