小型低压水轮发电机的安全运行措施

电力18讯：    摘要：农村小水电站的机组保护一般都按最简单的原则配置，运行操作基本上都采用手动完成，严重威胁着机组的运行安全。该文从实际出发，提出了在现有的条件下，实现机组保护较为有效和可靠的技术措施。


关键词：小水轮发电机；安全运行措施
　
1 前言


近年来，农村小水电站在不断的发展，由于有投资少、见效快、回报率高的特点，因此，吸引了不少的投资者，使得小水电站的数量不断增多，随着电力网建设的不断完善，这些小水电站大多已并网运行，给发电机的安全运行提出了更高的要求。


2 机组的保护设置现状及不正常运行分析


农村小水电站大多数是采用装机容量在1000kW以下的低压水轮发电机组，由于电站小，机组的保护一般都按最简的原则进行配置，发电机出口经低压断路器、隔离开关到低压母线，发电机的保护主要靠低压断路器QF的保护来实现（一般只配有过流保护、低电压保护）如图1所示。



发电机无功负荷的调节、有功负荷的调节、并网操作及发电机甩负荷操作，基本上都采用手动来完成。若发电机满负荷运行时，因外线故障或大电网停电，发电机电压迅速降低，使发电机出口断路器跳闸，发电机转速迅速升高，发电机出口电压将升高到额定电压的1.3倍以上，此电压将使发电机的绝缘受到严重威胁。若发电机有绝缘缺陷，则发电机将会被烧坏。同时水轮机由于没有调速器，使得机组转速不断升高，将出现"飞车"现象。


3 安全措施


3.1 发电机过电压保护的设置
如图2所示，在发电机出口电压互感器二次侧装设电压继电器KV1见图2（a）,整定值为发电机额定电压的1.25～1.3倍。当发电机出口电压达到整定值时，其KV1的动合触点接通，使中间继电器KM1线圈励磁并自保持见图2（b），若一个电站有多台机组，则采用图中并联接法。同时，KM1的另一动合触点也接通，见图2（c），使发电机灭磁。这样，发电机不会出现空载过电压的现象，KM1的设置是为了防止发电机转子磁场的"惯性"作用，确保发电机有效灭磁，发电机在下一次起励前必须按复位按钮SB1，再进行其它正常操作。其它机组KM的接法同KM1。发电机灭磁后，则发电机出口没有电压，此时，事故照明电源由UPS提供。UPS电源的容量确定与机组的数量成正比。



3.2 水轮机自动操作的设置
单相交流电动机经减速器来控制水轮机的操作手柄，水轮机的转速控制及有功负荷控制由电动机来完成。当开机或增大有功负荷时，按下SB3；当关机或减有功负荷时，按下SB4。若机组满负荷运行，此时当出现外线路故障或大电网停电时，由中间继电器KM1的动合触点使电动机运转见图3，经减速器使水轮机的导水机构自动关闭，此时位置开关S1断开，电动机停止运转，自动过程结束。S2安装在水轮机导水机构100%时对应的碰杆位置。当外线故障或大电网停电时，由中间继电器KM1的动合触点使电动机运转，经减速器使水轮机的导水机构自动关闭，防止了机组"飞车"事故的发生。



4 结论
小型低压水轮发电机并网的安全运行已显得非常重要，我们对兴山县三岔口电站（2×320kW）进行了改造，经两年来的运行，具有动作可靠、反应灵敏、操作方便等特点，取得了良好的社会效益和经济效益。