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摘要：从改革开放之后，我国的水电建设的发展速度越来越快，取得了巨大的成就，而我国的小水电资源在经济发展中也起到了非常关键的作用，有效的让污染物的排放减少。但必须要对水电进行增效扩容改造才能够让电站的工作更好的进行下去。文章实际的案例来分析了如何做好农村水电增效扩容改造工作。
关键词：农村；水电；增效扩容改造
一、前言
农村水电是国家农村经济社会发展的重要基础设施，自建国以来，在国家的大力支持，农村水电建设蓬勃发展，为地方经济和农村经济的发展做出了重大贡献。但是，由于早期兴建的农村小水电站，多数是独立或区域小网的运行方式，在规划或设计上，偏重考虑年利用小时，电站装机偏小，以致丰水期弃水较多，浪费了水能资源，所以要对其改造扩容，将获得较大的增效，提高水能资源的利用。
二、案例分析
博白县老虎头水库坝后电站是老虎头水库梯级电站的第一级，属水库调洪电站。位于主坝外坡脚，为坝后式电站，于1985年10月建成，设计装机容量4×320 kw。坝后电站投产已26年，原设计年均发电量478万kw.h，实际多年平均发电量328.9万kw.h，最多1995年400多万kw.h，从未达到发电量设计值。
按照2011年中央1号文件精神和国务院 “十二五”节能减排总体部署，2011年，财政部、水利部对浙江、重庆、湖北、湖南、广西和陕西等6个省（区、市）1995年年底以前建成的农村水电站，组织实施了增效扩容改造试点，博白县老虎头水库坝后电站被列入广西农村水电增效扩容改造工程36个试点项目之一。
2011年9月7日，自治区水利厅以桂水计[2011]184号《关于玉林市博白县老虎头水库坝后电站增效扩容改造工程初步设计报告的批复》批复工程总投资418.22万元。建设任务为：对厂房、升压站维修加固，水力机械改造，电气工程改造，金属结构改造。为加快推进试点工作，我处与县水利局、参建单位签订了责任书，分解目标任务，逐级落实工作责任，形成了一级抓一级，层层抓落实的工作格局。制订工程安全施工措施及施工倒排计划，精心组织施工，经过上级有关部门及参建单位三个多月努力、支持、帮助下，于10月12日土建工程基本完工、10月23日主变、控制屏、发电机组安装完成。于11月1日在厂家技术员的指导下开启1#、2#机组并网调试运行72 h；11月3日开启3#、4#机组并网调试运行72 h，单机达额定出力320kw。
于2012年11月19日，由自治区水利厅、财政厅组织的广西农村水电增效扩容改造工程试点项目机组启动和完工验收会在博白城区举行，博白县老虎头水库坝后电站主要建设内容已按初设批复基本完成，工程质量合格，机组启动运行正常，工程档案资料基本齐全，同意通过机组启动和完工验收。
试点实践表明，对老旧农村水电站进行增效扩容改造，不仅进一步提升电站安全运行水平，减少噪声，能消除安全隐患，提高水能资源利用效率，促进节能减排，还能改善河流生态，惠及当地群众和地方发展。在增效扩容改造中，各地广泛采用新技术、新材料、新工艺和新设备，实现了电站设备设施的升级换代，自动化、信息化和现代化水平全面提高，能效和发电能力大幅度提升。通过改造更新了机电设备，促进了安全生产；加固了水工设施，消除了安全隐患；改造后，根据有关政策，我处上网电价相应得到了提高，增加了单位的经济收入。
三、现农村水电站的主要问题
我市水电站大多建于上世纪八十年代，个别早的建设于上世纪七十代未，迟的也就建于上世纪九十年代初，大多数电站都经过二十年以上的运行，普遍存在以下问题：
1、设备老化，综合效率低
由于受当时的技术水平和经济条件限制，水轮机蜗壳锈蚀、转轮气蚀；活动导叶、导水机构磨损；发电机绝缘老化；部分发电机励磁系统备品备件无从购买等，这些水电站机组设备大多老化严重或已超过使用年限，个别机组存在安全隐患，造成水轮发电机组平均综合效率低于65%，如通过增效改造，增效潜力将可达到20%。
2、安全隐患多和水资源利用率低下
某县为农业大县，受当时经济条件制约，大多数国有和集体电站通过银行代款融资建设，受当时设计水平，施工技术条件等影响制约，水电站设计标准普遍偏低，加上二十多年的生产运行，存在着水工建设物、金属结构和机电设备老化，挡水建筑物、引水渠道和压力管道、伸缩节等跑、冒、滴、漏和机组温度过高长期存在，通过扩容改造优化设计，增加20%的容量没有问题。
四、我单位增效扩容改造的主要技术内容
农村水电增效扩容的主要目的是实现增加容量或者提高效率，为此应组织专家对电站进行调查论证，因地制宜地找到适合电站实际的增效扩容改造内容。根据实际情况，农村水电站增效扩容改造的主要内容有：改造水工建筑物；改造金属结构；改造机电设备。
1、水工建筑物的改造
我单位在现有建筑物的基础上进行改造，其中大坝、压力管和进厂公路不进行改造，电站廠房、变压器进行维修加固。
2、金属结构的改造
金属结构的改造主要目的是提高水量利用率，同时提高电站的安全性，改造的主要内容有：
⑴更换10t桥式起重机；
⑵更换蝶阀4台和伸缩节，减少渗漏；
⑶对拦污栅的结构进行改造，减少输水系统的水头损失；
⑷更换闸门，减少漏水。
3、机电设备的改造
⑴水轮机的改造
水轮机的改造主要有水轮机整体更换和水轮机部分机件更换二种。对于水轮机整体更换的，水轮机的选型就非常重要，选型不好，直接影响到发电机组的出力，以前水轮机的设计均是通过模型试验进行开发、优化，这已成为行业设计的标准做法了，但模型试验技术成本高昂，所需时间长。这次坝后电站，经过设计采用4台HLA551E-WJ-50混流式水轮机。其特点是结构紧凑，空化系数小，效率高，配套320kw发电机，其88%高效率圈相应水头为22～30m，覆盖了坝后电站22～29m的水头变化范围。HLA551E-WJ-50卧轴水轮机单机额定流量1.53m3/s，水轮机额定水头为26m，额定点效率88%，单机额定出力343kw。 ⑵发电机的改造
发电机的增效改造方法有三种，一是更换发电机，将原有刷励磁系统改为无刷励磁系统，这样可以实现增效的同时，解决原发电机绕组绝缘老化的问题，这种方法投资大点。二是改造原发电机定子绕组，我们可以通过加大绕组的线径，提高发电机的槽满率，采用环氧粉云母做绝缘材料，用高性能导磁材料做发电机槽楔，改善通风结构降低温升等，通过这些改造可以减少发电机铜损、铁损，提高定子的额安电流，从而增加发电机出力。三是通过无功电容器补偿的方法提高功率因数，减少无功电流的同时增加有功出力。坝后电站这次改造为电机型号为SFW320-8/850。其额定电压采用0.4kv，额定电流577.3A，额定频率50HZ，额定功率因数0.8，额定转速750r/min，飞逸转速1500 r/min，定、转子采用B级绝缘。
⑶水轮发电机组附属设备的改造
水轮发电机组附属设备的改造主要包括调速器、励磁设备等的改造。调速器目前我单位采用的是型号为GKT-300微机调速器，该型调速器运行安全可靠，大大减少了运行人员的工作量。由于发电机炭刷、换向器易于磨损，配件购买困难，我单位配用静止可控硅励磁装置。
⑷变压器的改造
由于参加农村水电增郊扩容改造项目的单位运行时间较久，很多变压器已经老化，有的是工业和信息化部公布的高能耗落后淘汰的变压器。变压器的更换应更换成新的低损耗节能式升压变压器。根据电站装机容量及接入系统方式，采用2台发电机接一台变压器的扩大单元接线，电站共4台机组，设两台主变，型号为SJL7-800/10采用单母线接线，出线一回。
四、如何落实农村水电增效扩容改造
虽然试点中各地都调整了农村水电上网电价，但仍是各类电能中最低的，甚至不足其他可再生能源上网电价的一半，普遍存在调价难、调价滞后等问题，国家要求“实现水电全额上网，同网同价”的政策得不到有效执行，既没有体现出国家鼓励可再生能源发展的政策导向，又严重制约了农村水电健康发展和良性运行，影响了农村水电服务“三农”的能力。还要发挥市场的资源配置作用，引导金融机构和社会力量对增效扩容改造项目给予支持。处理好项目改造与河流规划调整完善的关系，通过增效扩容改造，促进河流规划的调整完善，按照人与自然和谐、人与水和谐的生态文明理念，统筹好发电与防洪、灌溉、供水、生态等水资源综合利用，做好中小河流水能资源开发规划工作。
五、确保实施效果，突出抓好五项工作
一要加强组织领导。要细化实施方案，完善协调机制、落实责任分工，明确具体措施，形成一级抓一级、层层抓落实的工作格局。
二要及时落实资金。水利部门要积极配合财政部门协调落实配套资金，协助并督促项目单位落实自筹资金，确保改造资金及时足额到位。
三要积极做好指导服务。要认真研判项目实施各阶段的工作重点和制约工期的主要因素，帮助项目单位制定科学的项目改造流程，指导做好施工组织、设备安装调试、项目法人验收和绩效评价等工作。
四要加强监督检查。各级水利部门要会同财政部门加强监督检查，确保工程进度、质量和安全，加强财政资金管理，确保资金安全。
五要做好绩效评价。各地要对改造工作组织、建设管理、资金管理、工程验收、改造效果及长效机制落实情况进行定性定量评价，并实行相应的奖惩。
六、结束语
全面推进农村水电增效扩容改造，有利于节能减排和生态文明建设，是财政部、水利部贯彻十八大精神的一项具体行动。因此我们要以高度的责任感和使命感，开拓创新，狠抓落实，力争用两到三年时间，全面完成农村水电增效扩容改造工作，推进节能减排，加强生态文明建设，使农村水电工作迈上新台阶。
参考文献：
[1]田中兴.小水电的新使命——在第一届“中国小水电论坛”上的主旨讲话[J].中国水能及电气化，2010（05）.
[2]杨静.关于广西“十二五”农村水电发展的思考[J].中国水能及电气化，2010（10）.
[3]戴靈辉.农村水电增效扩容改造项目技术审查要点的探讨[J].中国水能及电气化，2013（Z1）.
关键词：农村；水电；增效扩容改造
一、前言
农村水电是国家农村经济社会发展的重要基础设施，自建国以来，在国家的大力支持，农村水电建设蓬勃发展，为地方经济和农村经济的发展做出了重大贡献。但是，由于早期兴建的农村小水电站，多数是独立或区域小网的运行方式，在规划或设计上，偏重考虑年利用小时，电站装机偏小，以致丰水期弃水较多，浪费了水能资源，所以要对其改造扩容，将获得较大的增效，提高水能资源的利用。
二、案例分析
博白县老虎头水库坝后电站是老虎头水库梯级电站的第一级，属水库调洪电站。位于主坝外坡脚，为坝后式电站，于1985年10月建成，设计装机容量4×320 kw。坝后电站投产已26年，原设计年均发电量478万kw.h，实际多年平均发电量328.9万kw.h，最多1995年400多万kw.h，从未达到发电量设计值。
按照2011年中央1号文件精神和国务院 “十二五”节能减排总体部署，2011年，财政部、水利部对浙江、重庆、湖北、湖南、广西和陕西等6个省（区、市）1995年年底以前建成的农村水电站，组织实施了增效扩容改造试点，博白县老虎头水库坝后电站被列入广西农村水电增效扩容改造工程36个试点项目之一。
2011年9月7日，自治区水利厅以桂水计[2011]184号《关于玉林市博白县老虎头水库坝后电站增效扩容改造工程初步设计报告的批复》批复工程总投资418.22万元。建设任务为：对厂房、升压站维修加固，水力机械改造，电气工程改造，金属结构改造。为加快推进试点工作，我处与县水利局、参建单位签订了责任书，分解目标任务，逐级落实工作责任，形成了一级抓一级，层层抓落实的工作格局。制订工程安全施工措施及施工倒排计划，精心组织施工，经过上级有关部门及参建单位三个多月努力、支持、帮助下，于10月12日土建工程基本完工、10月23日主变、控制屏、发电机组安装完成。于11月1日在厂家技术员的指导下开启1#、2#机组并网调试运行72 h；11月3日开启3#、4#机组并网调试运行72 h，单机达额定出力320kw。
于2012年11月19日，由自治区水利厅、财政厅组织的广西农村水电增效扩容改造工程试点项目机组启动和完工验收会在博白城区举行，博白县老虎头水库坝后电站主要建设内容已按初设批复基本完成，工程质量合格，机组启动运行正常，工程档案资料基本齐全，同意通过机组启动和完工验收。
试点实践表明，对老旧农村水电站进行增效扩容改造，不仅进一步提升电站安全运行水平，减少噪声，能消除安全隐患，提高水能资源利用效率，促进节能减排，还能改善河流生态，惠及当地群众和地方发展。在增效扩容改造中，各地广泛采用新技术、新材料、新工艺和新设备，实现了电站设备设施的升级换代，自动化、信息化和现代化水平全面提高，能效和发电能力大幅度提升。通过改造更新了机电设备，促进了安全生产；加固了水工设施，消除了安全隐患；改造后，根据有关政策，我处上网电价相应得到了提高，增加了单位的经济收入。
三、现农村水电站的主要问题
我市水电站大多建于上世纪八十年代，个别早的建设于上世纪七十代未，迟的也就建于上世纪九十年代初，大多数电站都经过二十年以上的运行，普遍存在以下问题：
1、设备老化，综合效率低
由于受当时的技术水平和经济条件限制，水轮机蜗壳锈蚀、转轮气蚀；活动导叶、导水机构磨损；发电机绝缘老化；部分发电机励磁系统备品备件无从购买等，这些水电站机组设备大多老化严重或已超过使用年限，个别机组存在安全隐患，造成水轮发电机组平均综合效率低于65%，如通过增效改造，增效潜力将可达到20%。
2、安全隐患多和水资源利用率低下
某县为农业大县，受当时经济条件制约，大多数国有和集体电站通过银行代款融资建设，受当时设计水平，施工技术条件等影响制约，水电站设计标准普遍偏低，加上二十多年的生产运行，存在着水工建设物、金属结构和机电设备老化，挡水建筑物、引水渠道和压力管道、伸缩节等跑、冒、滴、漏和机组温度过高长期存在，通过扩容改造优化设计，增加20%的容量没有问题。
四、我单位增效扩容改造的主要技术内容
农村水电增效扩容的主要目的是实现增加容量或者提高效率，为此应组织专家对电站进行调查论证，因地制宜地找到适合电站实际的增效扩容改造内容。根据实际情况，农村水电站增效扩容改造的主要内容有：改造水工建筑物；改造金属结构；改造机电设备。
1、水工建筑物的改造
我单位在现有建筑物的基础上进行改造，其中大坝、压力管和进厂公路不进行改造，电站廠房、变压器进行维修加固。
2、金属结构的改造
金属结构的改造主要目的是提高水量利用率，同时提高电站的安全性，改造的主要内容有：
⑴更换10t桥式起重机；
⑵更换蝶阀4台和伸缩节，减少渗漏；
⑶对拦污栅的结构进行改造，减少输水系统的水头损失；
⑷更换闸门，减少漏水。
3、机电设备的改造
⑴水轮机的改造
水轮机的改造主要有水轮机整体更换和水轮机部分机件更换二种。对于水轮机整体更换的，水轮机的选型就非常重要，选型不好，直接影响到发电机组的出力，以前水轮机的设计均是通过模型试验进行开发、优化，这已成为行业设计的标准做法了，但模型试验技术成本高昂，所需时间长。这次坝后电站，经过设计采用4台HLA551E-WJ-50混流式水轮机。其特点是结构紧凑，空化系数小，效率高，配套320kw发电机，其88%高效率圈相应水头为22～30m，覆盖了坝后电站22～29m的水头变化范围。HLA551E-WJ-50卧轴水轮机单机额定流量1.53m3/s，水轮机额定水头为26m，额定点效率88%，单机额定出力343kw。 ⑵发电机的改造
发电机的增效改造方法有三种，一是更换发电机，将原有刷励磁系统改为无刷励磁系统，这样可以实现增效的同时，解决原发电机绕组绝缘老化的问题，这种方法投资大点。二是改造原发电机定子绕组，我们可以通过加大绕组的线径，提高发电机的槽满率，采用环氧粉云母做绝缘材料，用高性能导磁材料做发电机槽楔，改善通风结构降低温升等，通过这些改造可以减少发电机铜损、铁损，提高定子的额安电流，从而增加发电机出力。三是通过无功电容器补偿的方法提高功率因数，减少无功电流的同时增加有功出力。坝后电站这次改造为电机型号为SFW320-8/850。其额定电压采用0.4kv，额定电流577.3A，额定频率50HZ，额定功率因数0.8，额定转速750r/min，飞逸转速1500 r/min，定、转子采用B级绝缘。
⑶水轮发电机组附属设备的改造
水轮发电机组附属设备的改造主要包括调速器、励磁设备等的改造。调速器目前我单位采用的是型号为GKT-300微机调速器，该型调速器运行安全可靠，大大减少了运行人员的工作量。由于发电机炭刷、换向器易于磨损，配件购买困难，我单位配用静止可控硅励磁装置。
⑷变压器的改造
由于参加农村水电增郊扩容改造项目的单位运行时间较久，很多变压器已经老化，有的是工业和信息化部公布的高能耗落后淘汰的变压器。变压器的更换应更换成新的低损耗节能式升压变压器。根据电站装机容量及接入系统方式，采用2台发电机接一台变压器的扩大单元接线，电站共4台机组，设两台主变，型号为SJL7-800/10采用单母线接线，出线一回。
四、如何落实农村水电增效扩容改造
虽然试点中各地都调整了农村水电上网电价，但仍是各类电能中最低的，甚至不足其他可再生能源上网电价的一半，普遍存在调价难、调价滞后等问题，国家要求“实现水电全额上网，同网同价”的政策得不到有效执行，既没有体现出国家鼓励可再生能源发展的政策导向，又严重制约了农村水电健康发展和良性运行，影响了农村水电服务“三农”的能力。还要发挥市场的资源配置作用，引导金融机构和社会力量对增效扩容改造项目给予支持。处理好项目改造与河流规划调整完善的关系，通过增效扩容改造，促进河流规划的调整完善，按照人与自然和谐、人与水和谐的生态文明理念，统筹好发电与防洪、灌溉、供水、生态等水资源综合利用，做好中小河流水能资源开发规划工作。
五、确保实施效果，突出抓好五项工作
一要加强组织领导。要细化实施方案，完善协调机制、落实责任分工，明确具体措施，形成一级抓一级、层层抓落实的工作格局。
二要及时落实资金。水利部门要积极配合财政部门协调落实配套资金，协助并督促项目单位落实自筹资金，确保改造资金及时足额到位。
三要积极做好指导服务。要认真研判项目实施各阶段的工作重点和制约工期的主要因素，帮助项目单位制定科学的项目改造流程，指导做好施工组织、设备安装调试、项目法人验收和绩效评价等工作。
四要加强监督检查。各级水利部门要会同财政部门加强监督检查，确保工程进度、质量和安全，加强财政资金管理，确保资金安全。
五要做好绩效评价。各地要对改造工作组织、建设管理、资金管理、工程验收、改造效果及长效机制落实情况进行定性定量评价，并实行相应的奖惩。
六、结束语
全面推进农村水电增效扩容改造，有利于节能减排和生态文明建设，是财政部、水利部贯彻十八大精神的一项具体行动。因此我们要以高度的责任感和使命感，开拓创新，狠抓落实，力争用两到三年时间，全面完成农村水电增效扩容改造工作，推进节能减排，加强生态文明建设，使农村水电工作迈上新台阶。
参考文献：
[1]田中兴.小水电的新使命——在第一届“中国小水电论坛”上的主旨讲话[J].中国水能及电气化，2010（05）.
[2]杨静.关于广西“十二五”农村水电发展的思考[J].中国水能及电气化，2010（10）.
[3]戴靈辉.农村水电增效扩容改造项目技术审查要点的探讨[J].中国水能及电气化，2013（Z1）.