水電站電氣設計研究

【摘要】在進行水電站電氣設計的過程中，發(fā)電機的中性點接地問題一直都是一個非常重要的部分，如何能夠選擇最好的接地方式去進行接地、有效地限制變高壓短路情況的發(fā)生、怎樣才能夠協(xié)調好計算機控制部分和相關的水車保護部分是進行水電站設計過程中必須要著重考慮的內容。這篇文章就以上這些問題進行了一個比較詳細的分析與討論，這對水電站電器設計過程會有非常大的幫助。

【關鍵詞】高壓熔斷器；水車保護；電氣

水電站中的電氣部分直接影響著水電站的運行情況，同時也是判斷水電站運行情況是否良好的一個標準之一，這篇文章通過對水電站電氣設計部分的一些研究并通過高壓熔斷器以及水車保護等部分進行了一個非常詳細的分析，這樣水電站的管理者就能夠很好地掌握水電站的運行情況了，同時還能夠讓水電站長期處于一個比較安全穩(wěn)定的運行環(huán)境之下，這也是我們進行水電站電氣設計研究的一個非常重要的目的。

1、高壓熔斷器保護

在水電站電氣設計中經常會用到高壓熔斷器，往往用到的都是高壓限流熔斷器的組合裝置，這種熔斷器是限流裝置和氧化鋅電阻共同組成的，其主要功能就是防止由于出現(xiàn)高電流而對水電站中的一些電器設備造成損失。廠變高壓部分出現(xiàn)的相間短路是非常嚴重的，因為這里的短路電流值非常大基本上和全場發(fā)電機的電流和系統(tǒng)短路電流的和加起來的總電流值相差不大，如果在這里選擇的保護裝置是斷路器的話，就可能會因為短路電流太大，而斷路器不能夠很好地檢測到系統(tǒng)的通斷情況，而不能夠在很短的時間內完成系統(tǒng)的通斷控制，這樣會給整個水電站的電氣系統(tǒng)造成非常嚴重的損失，不僅會燒毀很多的大型電氣設備而且還會造成整個水電站不能夠正常運行的嚴重后果，再加上斷路器的價格比較昂貴，所以，在一些大型機組的保護裝置中，斷路器的使用是比較少的。

在進行限流熔斷器選擇的時候一定要充分的把廠變低壓考慮進去，把廠變低壓端會和出現(xiàn)的短路電流最大值折算到廠變高壓端，再通過對這兩個電流值的分析去選擇比較合適的熔斷器，在具體的選擇過程中應該選擇大于低壓端十千伏和其他分支中會流過的最大電流值，這樣才能夠保證熔斷器能夠及時有效地對電路進行保護。這樣選擇的熔斷器也不會出現(xiàn)自動掉閘的情況，熔斷器可以很好地對整個水電站的電氣系統(tǒng)進行保護。通常來說，低壓端的最大短路電流如果折算到高壓端的話，最后算出來的熔斷時間會在一秒左右。

2、中性點接地

在過去，發(fā)電機中性點在進行接地的時候采用的都是消弧線圈的接地方法，這是因為通過消弧線圈進行接地的這種方法在接地的時候出現(xiàn)的電流是非常小的，能夠滿足我國國標的要求，所以，如果發(fā)動機出現(xiàn)了單相接地問題的時候，可以在一定時間之內保證系統(tǒng)的通電情況良好，而只是由接地端發(fā)出信號，這樣相關的維修人員就可以只是針對出現(xiàn)問題的部分進行檢修就可以解決問題了。最近這些年我國新建的水電站中，發(fā)電機在進行接地的時候采用的基本上都是接地變壓器的接地方法，當發(fā)電機出現(xiàn)單相接地問題的時候，接地電容性電流不會和消弧線圈出現(xiàn)抵消的情況，這時候的接地電流會比國標值偏低，也就是可以保證接地安全。

2.1過電壓情況

發(fā)電機在進行接地的時候基本采用的都是高阻接地的方法，也就是變壓器接地的方法，這樣設計可以有效地防止間歇性的單相接地故障發(fā)生，并且可以保證接地過電壓情況下發(fā)電機的安全，如果單相接地問題變成了匝間問題，這時候對發(fā)電機造成的損失就會降低很多，從另外一種含以上說，也是對發(fā)電機的一種保護。

2.2消弧線圈接地

根據已有資料我們可以了解到，發(fā)電機中性點通過消弧線圈進行接地的時候，接地的效果和發(fā)電機的單相電壓以及發(fā)電機運行過程中的頻率有一定的關系。我國的額定頻率是五十赫茲，如果發(fā)電機運行在這個頻率下的話，那么出現(xiàn)單相接地的暫態(tài)電壓值不會超過二點六，換句話說就是發(fā)電機在運行的過程中不會出現(xiàn)單相接地問題，當暫態(tài)電壓值小于二點六的時候對發(fā)電機是不會造成任何傷害的。而且因為消弧線圈進行接地的時候，其電流值比較小，可以滿足我國的國家標準，所以，發(fā)電機在這種情況下是可以暫緩斷電的。當然，在此過程中，運行人員需要對工作進行調度，同時還要開啟設備轉移負載，一直到發(fā)電機帶動的負載值為零的時候才可以對發(fā)電機斷電，因為這時候給發(fā)電機斷電可以有效地保護發(fā)電機內部的零件安全。

3、計算機控制和水車保護

在水電站發(fā)電過程中，如果出現(xiàn)事故的話，首先要把所有機組都斷電，讓所有的機組都停止工作，這樣可以有效地避免事故惡化。這時候計算機監(jiān)控系統(tǒng)就會起到非常重要的作用了，計算機監(jiān)控系統(tǒng)通常來說有三個作用，第一，保護機組安全也就是水車保護；第二，對發(fā)電系統(tǒng)進行監(jiān)控；第三，進行順序控制。在這三個作用中，其最終要的作用就是保證發(fā)電機組的安全，然后是對發(fā)電系統(tǒng)的監(jiān)控功能，最后是順序監(jiān)控，所以在計算機監(jiān)控系統(tǒng)設計的過程中，一定要凸出其對機組運行情況的保護功能。計算機監(jiān)控中對水車的保護功能通常是由一些邏輯計算和推斷來完成得，主要是保證出口的推力、上傳下導等功能。

在我國出臺的關于計算機監(jiān)控系統(tǒng)設計的相關文獻中我們可以了解到，水車保護通常是一個獨立的部門進行設計實施的，計算機監(jiān)控系統(tǒng)對起到的作用就是交換信息，處理字符的功能，水利機械保護和勵磁系統(tǒng)以及調速器等部件我們應該等而視之。為了能夠進一步提高水車保護的效果，我們應該能夠嚴格的按照我國相關的規(guī)定和水車保護系統(tǒng)中的一些規(guī)定去進行設計，只有這樣設計出來的結果才能夠滿足水電站中電氣設備運行的安全不受侵害。

4、防雷接地

在我國，水力發(fā)電站目前已經成為了我國發(fā)電的主要方法，其發(fā)電量和其他發(fā)電形式相比要高出很多，所以，對其發(fā)電安全問題的研究是我們必須要做的工作，而且我們還要把這項工作做好，由于在水力發(fā)電站中會發(fā)出大量的電能，與此同時其遭到雷擊的可能性也要比其他的行業(yè)大很多，我們必須要做好水電站防雷措施，我們不僅要埋設一定的避雷針，而且還要在發(fā)電設備上安裝防雷網。

5、結語

總而言之，這篇文章主要講解的是在水電站電氣設計過程中，對發(fā)電機接地方式的選擇以及一些其他的安全保護方法?，F(xiàn)在我們的生活生產已經離不開電能了，而且在將來用到電能的地方還會越來越多，所以，我們必須要保證發(fā)電站的發(fā)電量，同時還要保證發(fā)電站的安全運行，這樣我們才能夠有更好的發(fā)展。

參考文獻

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