摘要：讲述中小型电站在性能测试与改造验收中遇到的一些问题和实际解决方案，以供电站或其他检测、验收机构借鉴，更好的为水电行业的发展服务。
关键词：水电站；性能测试；改造验收
1概述
能源紧缺是全世界面临的共同难题，要发展经济，能源必须得有充分的保证，同时考虑到生态环境的保护问题，各国都在大力提倡可再生能源的开发和利用。水电是可再生能源中的一种，所占的能源比例是可再生能源中最大的。我国在水电开发利用上还相对落后于许多发达国家，加大开发水力资源的利用，是水电行业发展的长久之计。
我国早期兴建的中小型水电站，由于水轮机在设计和制造工艺上技术水平比较落后，许多存在着实际运行参数与机组性能不符，水力资源利用率不高、机组运行安全可靠性差等缺点。广西所属地域，山区较多，加上地处红水河和珠江两大流域，不少的中小型水电站一直在低效运行。区水电有关部门逐年加强对各个水电站与水电设备制造厂的管理，为了提高各电站的运行安全性、可靠性，并且最大限度地利用水力资源，提升水电站的发电能力和整体技术水平、创造更大的经济效益，多年来，广西许多中小型水电站通过对电站运行安全可靠性进行评估，由专业检测人员对机组进行性能检测和问题诊断，通过技术改造，获得最大的经济效益与社会效益。
2性能测试
中小型水电站的性能测试，主要检测流量、水头、发电量、效率、电压、电流、频率等项目，流量测量是最重要的环节，是测试中难度最大、工作量最多的一项工作，它对整个测试精度起着主要影响。测试前要根据电站的实际情况，与电站进行协商，制定出流量测量的实施方案，选择合理精度的测流方法。
性能测试规范中流量的测量方法有很多，由于电站的测试条件不具备，能适用于中小型水电站使用的测量方法通常有以下几种：若电站中进水管道是钢管型，可采用超声波流量计法进行测量；若电站进水有明榘或是封闭管道，则可采用流速仪法进行测量和计算；若电站有验收试验时的指数试验率定数据资料，可通过测量蜗壳的压差，根据原来的率定系数按Q=K（Δp）0.5 进行计算绝对流量值。具体采用什么方法，根据电站的实际情况而定。
发电量测量可以选用功率传感器，亦可用电度表或电能传感器测量。为提高电测仪器的测量精度，应尽可能使发电机在功率因数cosφ=1下运行。
水头的测量可通过测量高低压侧的压力来计算，亦可采用水准仪，水位计、水位标尺等测量自由水位来测出。
效率可采用间接测量法，即分别测取水头、流量、电功率来计算。亦可采用直接测量法，即测取水能损失引起的水温升高，按热力学法进行计算。热力学法的特点是可不进行流量测定，但对测温仪表的精度要求非常高，才能保证测量准确度，而实际上大多数电站都没有安装测温探头的接入口，故热力学法基本不适用。
3 相关标准、规范
GB/T 20043-2005 《水轮机、蓄能泵和水泵水轮机水力性能现场验收试验规程》
GB/T 22140-2008《小型水轮机现场验收试验规程》
GB/T 21717-2008《小型水轮机型式参数及性能技术规定》
GB/T 21718-2008《小型水轮机基本技术条件》
GB/T 7894-2009《水轮发电机基本技术条件》
GB/T 50700-2011《小型水电站技术改造规范》
GB 50150-2016《电气装置安装工程 电气设备交接试验标准》
4 改造验收
为保障我国中小型水电站安全可靠运行，并充分挖掘其发电潜力，国家近几年加强了对中小型水电站的管理，提倡有条件的水电站都要进行技术改造工作，并制定了相关的改造规范和改造后的验收标准，经过改造后的水电站经济效益得到很大的提高。
技术改造就是采取技术措施，对中小型水电站设施或设备进行改进、改建、更新、增容或减容，以提高其安全可靠性、经济性、合理性和先进性。
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水电站存在下列情况之一都应该进行技术改造：
一、存在安全隐患；
二、上、下游水情发生较大变化；
三、性能落后，技术状况差；
四、水能资源利用和设计不合理，施工、设备制造和安装质量差；
五、地质条件发生变化；
六、生态受到严重影响；
七、可以提高效益或其他需要改造的情况。
水电站在技术改造前必须对水工设施或电器设备进行安全分析，并通过水轮机性能测试对技术改造的必要性做出评价。
中小型水电站技术改造后，应及时进行验收。验收可按改造技术合同进行，也可按相关验收规程规范进行。
中小型水电站技术改造后按规范进行试运行、验收时应进行性能测试，与改造前进行比对，以验证改造后是否满足要求，有无达到预期的效果。
中小型水电站技术改造后机组功率和机组的综合效率，应符合下列要求：
一、机组输出功率应达到或超过技术改造设计值；
二、额定工况下机组的综合效率应达到下列指标：
（1）单机功率小于500 kW为75%；
（2）单机功率500 kW～3000 kW为75%～81%；
（3）单机功率3000 kW～10000 kW为81%～88%；
（4）单机功率10000 kW以上为88%以上；
三、冲击式水轮发电机组的综合效率可适当降低。
反击型水轮发电机组在保证机组综合效率达到以上要求的前提下，相应水轮机效率和发电机效率应符合下列要求：
（1）单机功率小于500 kW，水轮机效率为85%以上，发电机效率为88%以上；
（2）单机功率500 kW～3000 kW，水轮机效率为85%～88%，发电机效率为88%～92%；
（3）单机功率3000 kW～10000 kW，水轮机效率为88%～92%，发电机效率为92%～95.5%；
（4）单机功率10000 kW以上，水轮机效率为93%以上，发电机效率为95%以上；
改造验收除了对电站各种水工设施、电力设备及自动化操作控制机构进行检验之外，最主要的就是性能测试。性能测试得到的技术指标是否满足改造合同或规范的要求，是验收能否通过、电站技术改造成功与否的关键。
5结语
水电站的安全可靠性、经济性及水轮发电机组的技术性能指标，可通过具有资质的第三方检测机构进行评价及技术性能测试获得，若安全可靠性或是技术指标不满足预期的目标要求，水电站可针对安全及经济性需要，对电站进行必要的技术改造，以便更加安全可靠地运行、更具有先进性和合理性。目前，许多改造成功的水电站，都获得了巨大的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]水电设备升级面临的焦点问题[J].杜阿秋.水电站机电技术.2000（01）
[2]水电站机组的振动监测[J].黄燕.水电站机电技术.2000（02）
[3]水利水电技术标准审查报批管理办法（报批稿）[J].水利水电标准化与计量.1996（04）
作者简介：
钟政干 男 汉族1965年11月广西柳州出生，工程师，现任职广西壮族自治区水力机械质量检验站，主要从事水力机械产品研究及检测。
论文作者:钟政干
论文发表刊物:《电力设备》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/16
标签：水电站论文; 水轮机论文; 电站论文; 技术改造论文; 效率论文; 测量论文; 机组论文; 《电力设备》2017年第4期论文;