小型水电站几个问题的解决方法

电力18讯：    
作者: 韦康健  单位: 广西区天峨县水利电业有限公司  
　
大多数小型水电站发电机机端出口电压为0.4 kV，采用整步表法或暗灯法并网，在发电机机端空气开关处设过流、速断保护及利用空气开关的欠压脱扣器线圈作欠压保护，再没有其他保护。电机采用手动调速，而且这些电机在通过变电站与电网联网的线路中有沿线负荷。

1 存在的问题

并网时很难把握好同期瞬间，冲击电流大，导致电网及机组的剧烈振荡，给电网及机组带来严重的危害。

丰水期，由于某种原因，电站由并网运行突然转为脱网运行。当沿线负荷较轻时线路上用户的电器将承受着较高的电压，甚至有可能被烧毁。

枯水期，由于某种原因，电站由并网运行突然转为脱网运行。当无功功率缺额时，电压会降低，当降到或者低于70%额定电压时，空气开关失压跳闸。当出现有功功率缺额时，线路上的电器，特别是电动机在低压下运行，有可能造成损坏。

手动开停机。满负荷运行时，由于某种原因，机组本身空气开关跳闸，关机不及时，容易造成超速，致使引起机械损坏和绝缘损坏。

2 解决问题的方法

2.1 引入ZZB-5A自动准同期并网装置

这种装置是一种电子型集成控制仪器，动作灵敏，结构小巧，外形美观，可与其他仪表安装在同一配电屏上，电动合闸都可以配套使用。

使用应注意的问题如下。

采用DW10型电磁型合闸空气开关或电动合闸空气开关的机组，从接到指令到完全合闸需要2.0～2.5 s的时间，待开关合闸时，同期瞬间已过，实际上是非同期并网操作。为此，在空气开关的两端并接交流接触器的常开主触点，来实现快速准确自动并网。

采用DW15型电动储能合闸空气开关的机组，由于开关合闸时间非常短，自动准同期ZZB-5A的出口可直接接到合闸线圈回路，实现完全自动并网操作。

各电站还安装一套暗灯装置，通过监视暗灯，当接近并网条件时，再投入自动准同期装置，这样可有效地保护准同期装置，延长其使用寿命。

2.2 引入过压保护装置

每台仅装一个DY-34型电压继电器，此装置接线简单，投资少。把电压继电器的两对常闭接点并接后，再串入空气开关的欠压脱扣线圈回路中，并接两对接点的目的是为了保证接点有足够的容量。电压正常时，常闭接点闭合，空气开关的欠压脱扣器线圈通电，使空气开关处于合闸状态；当电压达到或超过整定值时，常闭接点打开，欠压脱扣器线圈断电，空气开关跳闸，保护机组本身和沿线用户电器。

2.3 引入低频保护装置

低频保护是针对电站脱网带重负荷运行引入的一种保护，采用BDZ-B型低频继电器作为过流的后备保护，其额定电压为100 V，额定频率为50 Hz，低频整定范围为49～46 Hz。当机组频率下降或波动到低于整定值时，其一对常开接点闭合，发出跳闸信号，作用于空气开关的分励脱扣线圈，使机组跳闸，停止向外供电，从而使机组本身及所供线路上的电动机避免因低频运行带来的损伤。

2.4 引入水阻消能保护装置

小型水电站的开停机大都为手动型，当机组空气开关跳闸后，由于来不及及时关机，机组将超速，由此带来机组机械破坏，甚至危及人身安全。为解决此问题引入了水阻消能。

所谓水阻消能，即利用盐溶液将发电机机端电源平衡短路，在盐溶液的电解反应过程中消耗能量。当电解的盐溶液消耗的电能基本与发电机输出的电能相等时，发电机运行稳定，不产生超速，从而保护了发电机。

应用水阻消能应注意的问题如下。

按1 m3盐溶液配置150 kW的出力来建造水阻池。

调节水阻盐溶液浓度时，应以能消耗60%的机组出力为适度，不能调节为耗能等于或大于机组出力。

消能电极可布置为三角形或长方形。一般情况下，为减少占地面积，且水阻池易于布置，常采用长方形布置。长方形布置形式需要四个电极，其两端电极用导线于引出处连成一相，另外两极各是一相，使三相耗能平衡。

3 结束语

经8年的运行实践检验，改造后的电站并网迅速、准确，脱网运行时无过压、欠压、低频供电现象，甩负荷后，不出现超速，电站运行稳定、安全。