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摘要：以機組增容改造為主的小水電挖潛技改是符合我省實際情況的，也是符合國家大政方針的，這可為小水電帶來明顯的經濟效益，是一種投資省、見效快的有效方法。因此，可以說水電站挖潛改造是鞏固和發展我省農村電氣化建設成果的最佳途徑之一。

關鍵詞：水電站挖潛技改經濟效益

云南省是全國的水電大省，具有豐富的水能資源，可開發量為9000多萬kW，約占全國可開發量的1/5，居全國第二位。其中，中、小水電資源的可開發量為1716萬kW；全省128個縣(市)中有118個縣(市)可開發建設1萬kW以上的中小水電站。與此同時，云南又是一個邊疆、山區、高寒、貧瘠、多民族、生產力水平低的省份。如何結合目前形勢和當地實際情況，在近期盡快地將水能資源優勢轉變為經濟優勢，進一步提高人民群眾的物質文化生活水平，是我省"十五"農村水電及電氣化發展的一個重要課題和首要任務。

1云南省農村水電及電氣化現狀

新中國成立以來，我省水電建設事業取得了飛速發展。截止2000年底，我省地方電力裝機283萬kW(占全省電力裝機768萬kW的37%)，全省128個縣(市)中，有99個縣市由地方小水電供電，有76個縣市和一個州(德宏州)實現了農村水電初級電氣化。

從現有各地方水電站的情況看，普遍存在著設備技術含量不高、生產落后、企業管理粗放和人員素質偏低等問題。尤其是一些老電站，問題更突出，已嚴重影響了正常的生產。從國家政策來看，利用高科技改造傳統產業，已成為該產業繼續發展的主要出路。因此，對我省廣大的農村小水電站，利用高新技術進行技術改造，挖掘自身潛力，以提高電站的生產運行和管理水平及經濟效益，是鞏固和發展我省農村電氣化建設成果最科學、經濟的方法，是地方電力自身發展和壯大的有效途徑。

2機組增容改造的主要技術和方法

水電站挖潛改造的對象是指具有能量潛力的電站，一般有三種情況：一是具有流量潛力(電站原設計保守，流量沒有充分利用)；二是具有水頭潛力(水頭沒有充分利用)；三是電站運行的實際參數與設計參數的變化達不到額定出力。

機組的挖潛改造主要涉及水輪機過流部件(轉輪、導水機構、蝸殼、尾水管)和發電機部分。

其中發電機的改造較簡單，因發電機通常都有10%左右的容量裕度，在增容中，應密切注意發電機溫度的變化。如果發電機溫度升高較多，這時應考慮對發電機進行增容改造。其方法是對發電機的定子線圈、絕緣或轉子線圈進行更新改造，并且提高絕緣等級。實踐表明，在增容10%左右時，發電機一般不必改造。

水輪機部分的改造，目前多采取不改變導水機構、蝸殼、尾水管尺寸以及轉輪配合尺寸的情況下，僅用更換新轉輪的方式，實現增容目的。因此，水輪機部分的增容主要是針對轉輪進行的。

目前，在水電站運行中的轉輪絕大多數是采用傳統的一元流理論或二維勢流理論設計的。隨著流體力學和計算理論的發展，在轉輪設計方面也有了很大的進步，發展了考慮轉輪來流有旋、葉片有限厚及轉輪葉片力作用的轉輪與導葉聯合作用的基于S2流面的二維設計模型、基于S1流面的準三維設計模型、全三維設計模型和優化設計模型等，一系列較先進的設計方法和理論。基于這些先進的設計方法和理論所設計的轉輪，在其過流能力、效率等方面都有明顯的提高，從而實現增容和提高枯水期水資源利用率的目標。

在轉輪性能的分析方面，國內已建立了由轉輪的準三元和全三維反問題模型構成的完整的現代水輪機設計系統。該系統可根據不同的要求選擇不同的權因子來控制轉輪的各項性能指標，通過多目標優化來實現對葉片性能的控制和預測。實驗證明，該系統預測的性能指標與真機實驗基本吻合。這就改變了傳統的"理論設計→模型實驗→修正→再實驗"的轉輪研制模式，大大縮短了轉輪的研發周期，減少了研發費用，為轉輪的單件、定制提供了現實的可能性。

地方中小水電機組在轉輪的改造中采用上述先進的設計和性能預測方法，根據電站的自身情況，可方便地生產出更符合自己電站實際的高性能轉輪。其出力、效率、汽蝕性能等指標明顯優于按傳統型譜選擇和生產的轉輪。這種單件、定制的高科技轉輪的價格僅比傳統轉輪的價格略高一點，但其所帶來的效益卻非常明顯。

對增容改造的統計表明，在水輪機過流部件尺寸不變的前提下，更換性能優良的增容轉輪，可使電站機組容量提高10%～20%。

3增容改造的效益和所需投資

當前，對有能量潛力和運行時間較長的電站，均可進行機組增容和更新改造，這是一種投資少、見效快，既利國又利民的好途徑。

如我省景谷河電站，單機容量6300kW，只能發到5800kW，在更換高科技轉輪后，機組凈增出力500kW以上，年增容效益為30多萬元，機組增容改造的全部費用，只要發一個豐水期的電就可全部收回。