淺述黃壁莊水庫(kù)備用電源的運(yùn)行管理與實(shí)踐
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摘 要：黃壁莊水庫(kù)溢洪道安裝了4臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源，文中根據(jù)多年的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該設(shè)備提出了提高設(shè)備安全性和可靠性的建議，旨在進(jìn)一步研究探討，為工程建設(shè)提供借鑒。
關(guān)鍵詞：水庫(kù);備用電源;運(yùn)行管理;溢洪道
一、概述
黃壁莊水庫(kù)修建于1958年，位于河北省石家莊市西北30公里，是海河流域滹沱河中下游控制性大(I)型水利樞紐工程，總庫(kù)容12.1億立方米，庫(kù)區(qū)面積61平方公里，水庫(kù)任務(wù)以防洪為主兼顧農(nóng)業(yè)灌溉城市供水。水庫(kù)溢洪道共3座：正常溢洪道、非常溢洪道、新增非常溢洪道。溢洪道最大泄洪量32270m3/s，溢洪道設(shè)置26扇工作閘門控制下泄流量。溢洪道安裝26臺(tái)固定式啟閉機(jī)用于啟閉工作閘門，其中液壓?jiǎn)㈤]機(jī)13臺(tái)，固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)13臺(tái)。為了確保啟閉機(jī)在汛期抗洪期間的電力供應(yīng)，溢洪道除了布置電網(wǎng)電源以外，在正常溢洪道安裝了2臺(tái)150kW發(fā)電機(jī)、在非常溢洪道和新增非常溢洪道安裝了2臺(tái)200kW發(fā)電機(jī)作為備用電源。
二、溢洪道備用電源的組成及工作原理
2.1 黃壁莊水庫(kù)溢洪道備用電源的組成見圖1 溢洪道的備用電源由2臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組成。一般情況下溢洪道使用電網(wǎng)電源，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障不能正常供電時(shí)，備用電源啟動(dòng)，向溢洪道的啟閉機(jī)供電。2臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)的運(yùn)行情況是：一臺(tái)發(fā)電機(jī)工作向外供電，另一臺(tái)備用，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)不能同時(shí)供電。另外，電網(wǎng)電源與備用電源不能同時(shí)向溢洪道啟閉機(jī)供電。
2.2 柴油發(fā)電機(jī)的組成及工作原理。柴油發(fā)電機(jī)主要設(shè)備包括：柴油發(fā)電機(jī)、蓄電池、開關(guān)柜。工作原理：蓄電池提供24V直流電，啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)，柴油發(fā)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，發(fā)出的電經(jīng)過開關(guān)柜、低壓配電屏輸送到溢洪道啟閉機(jī)。
三、溢洪道備用電源的運(yùn)行特點(diǎn)
�、僖绾榈赖膫溆秒娫�，長(zhǎng)期閑置。每年6至9月是汛期，管理人員檢修設(shè)備，試運(yùn)行柴油發(fā)電機(jī)，用柴油發(fā)電機(jī)向啟閉機(jī)供電，開啟或者關(guān)閉閘門。其余8個(gè)月柴油發(fā)電機(jī)均處于閑置狀態(tài)。每年25%的時(shí)間處于備用狀態(tài)，75%的時(shí)間處于閑置狀態(tài)。②實(shí)際抗洪中，柴油發(fā)電機(jī)處于備用狀態(tài)。水庫(kù)多年不泄洪，溢洪道閘門常年關(guān)閉。即使遇上洪水需要溢洪道泄洪時(shí)，一般用電網(wǎng)電源供電啟閉閘門，不需要柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn);只有電網(wǎng)出現(xiàn)故障不能供電時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)才運(yùn)轉(zhuǎn)。③實(shí)際抗洪中，柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，大部分時(shí)間處于空載運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間很短。在水庫(kù)泄洪期間，大部分時(shí)間是閘門保持在某一開度，洪水通過溢洪道下泄，只有需要調(diào)節(jié)下泄流量時(shí)，啟閉機(jī)才運(yùn)轉(zhuǎn)，閘門在原來(lái)開度的基礎(chǔ)上開啟或關(guān)閉，一臺(tái)啟閉機(jī)的一次運(yùn)行時(shí)間一般是幾分鐘。④備用電源是溢洪道電力供應(yīng)的最后一道防線，寧可備而不用，但是一定要有備無(wú)患。電網(wǎng)可以出現(xiàn)故障，但是柴油發(fā)電機(jī)決不能出現(xiàn)故障。2011年3月11日日本東北部海域發(fā)生里氏9.0級(jí)地震，地震后福島第一核電站發(fā)生核泄漏事故，事故原因就是因?yàn)榻o冷卻供電的柴油發(fā)電機(jī)被破壞，為了降溫、防止壓力容器爆炸，消防車向電站注入大量海水的同時(shí)打開了壓力閥，向大氣排出了含有放射性物質(zhì)的蒸汽，后來(lái)又把電站內(nèi)含有放射性物質(zhì)的污水排入大海。[1]日本核災(zāi)爆發(fā)，說(shuō)明了備用電源的重要性。
四、溢洪道備用電源運(yùn)行管理的體會(huì)
�、俟芾砣藛T容易產(chǎn)生麻痹大意思想和僥幸心理。溢洪道備用電源的運(yùn)行特點(diǎn)是養(yǎng)兵千日用兵一時(shí)，閑置時(shí)間長(zhǎng)，試運(yùn)行時(shí)間短，實(shí)際投入使用的幾率很小�；蛟S在真正的抗洪中也用不著，只是每年試運(yùn)行幾次，證明設(shè)備是正常的。因此一些管理人員錯(cuò)誤地認(rèn)為，備用電源是預(yù)備役。②備用電源的基本要求是可靠性和安全性。設(shè)備可靠是設(shè)備不出故障，設(shè)備安全是設(shè)備出故障后有備用措施。設(shè)備應(yīng)在千方百計(jì)提高可靠性的基礎(chǔ)上，還應(yīng)采取安全措施，一旦出現(xiàn)緊急情況可以自救。③黃壁莊水庫(kù)的柴油發(fā)電機(jī)室與配電室距離遠(yuǎn)，不便于操作人員通訊聯(lián)系，容易產(chǎn)生誤操作。黃壁莊水庫(kù)在備用電源啟閉閘門的演習(xí)中，操作人員常常打手機(jī)電話聯(lián)系。但是在實(shí)際抗洪中手機(jī)信號(hào)有可能中斷，只能靠操作人員跑步傳遞信息。④蓄電池是保證柴油發(fā)電機(jī)正常啟動(dòng)的關(guān)鍵。蓄電池的充電：發(fā)電機(jī)發(fā)電期間，發(fā)電機(jī)自動(dòng)向蓄電池充電;發(fā)電機(jī)不發(fā)電期間，需要用電網(wǎng)電源向蓄電池充電。在電網(wǎng)出現(xiàn)故障需要發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)，如果蓄電池電壓過低，那么柴油發(fā)電機(jī)將無(wú)法啟動(dòng)。[2]
五、溢洪道備用電源的改進(jìn)建議
�、俨裼桶l(fā)電機(jī)室、變壓器室、配電室布置在一起，并且布置在溢洪道距離啟閉機(jī)室最近的位置。這樣布置與在其他地方修建單獨(dú)的柴油發(fā)電機(jī)室相比，在施工中節(jié)省了電纜，降低了工程造價(jià);在運(yùn)行中，便于通訊聯(lián)系，降低誤操作的事故隱患。②柴油發(fā)電機(jī)年檢。每年汛前柴油發(fā)電機(jī)廠家與水庫(kù)主管部門，參照交通部門對(duì)汽車年檢的模式，對(duì)各水庫(kù)的備用電源年檢，確定設(shè)備是否滿足度汛要求，檢查合格簽發(fā)年檢合格標(biāo)志，檢查不合格限期整改。③柴油發(fā)電機(jī)強(qiáng)制報(bào)廢。溢洪道的柴油發(fā)電機(jī)每年運(yùn)行時(shí)間很短，一般不會(huì)因?yàn)闄C(jī)械磨損而報(bào)廢，但是科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，新技術(shù)新設(shè)備不斷推廣應(yīng)用。水利行業(yè)應(yīng)根據(jù)設(shè)備所處位置重要性確定強(qiáng)制報(bào)廢年限，逐步淘汰舊設(shè)備。④將兩臺(tái)一備一用的固定式啟閉機(jī)改為一臺(tái)固定式、一臺(tái)移動(dòng)式。目前黃壁莊水庫(kù)溢洪道安裝兩臺(tái)固定式發(fā)電機(jī)，運(yùn)行方式是一臺(tái)工作一臺(tái)備用，只能一臺(tái)發(fā)電機(jī)向外供電。建議：在溢洪道布置一臺(tái)固定式發(fā)電機(jī)，將另一臺(tái)發(fā)電機(jī)變成移動(dòng)式發(fā)電機(jī)應(yīng)急使用。當(dāng)發(fā)電機(jī)到啟閉機(jī)的中間環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障時(shí)，可以將發(fā)電機(jī)直接接到啟閉機(jī)的現(xiàn)地控制屏上，發(fā)電機(jī)直接向啟閉機(jī)供電。在抗洪中，移動(dòng)式發(fā)電機(jī)還可以作為電源向其他出現(xiàn)險(xiǎn)情的地方應(yīng)急供電。
六、結(jié)束語(yǔ)
水庫(kù)溢洪道備用電源長(zhǎng)期閑置，在防汛抗洪中也許用不到，但是備用電源是電力供應(yīng)的最后一道防線，不可心存僥幸而麻痹大意。
參考文獻(xiàn)：
[1]迎暉，紅波，李琛.福島核泄漏之謎[N].燕趙晚報(bào)，2011.4.10，總第8177期：第13版.
[2]華道生.柴油機(jī)維修方法與故障排除實(shí)例[M].北京：中國(guó)電力出版社，2006：150-154.
