分析小型水電站電氣工程設(shè)計(jì)

摘 要：近年來(lái)，國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)工程的建設(shè)十分重視，也是不斷加大基礎(chǔ)工程的建設(shè)力度，而小型水電站就是重要的基礎(chǔ)工程類型，它對(duì)人民生活和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展都有著積極的影響。在小型水電站的建設(shè)中，電氣工程設(shè)計(jì)是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其設(shè)計(jì)效果直接關(guān)系到水電站后期的運(yùn)行性能。下面，本文就針對(duì)小型水電站電氣工程設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，希望對(duì)小型水電站的建設(shè)提供一定的幫助。

關(guān)鍵詞：小型水電站;電氣工程;電氣設(shè)計(jì)

隨著時(shí)代的發(fā)展，小型水電站逐漸在很多地區(qū)得到了廣泛的運(yùn)用，特別是農(nóng)村地區(qū)，在對(duì)水資源充分利用的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了自身電能的有效供應(yīng)，這對(duì)促進(jìn)農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)提升具有重要的意義。而想要確保小型水電站作用的充分發(fā)揮，電氣工程設(shè)計(jì)工作至關(guān)重要，因此這就需要根據(jù)小型水電站實(shí)際需求情況，來(lái)做好其電氣工程的科學(xué)設(shè)計(jì)，為小型水電站的長(zhǎng)期穩(wěn)定使用提供保障。

一、 小型水電站電氣工程設(shè)計(jì)概述

電氣工程設(shè)計(jì)是小型水電站建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，它直接關(guān)系到水電站的運(yùn)行效果。在小型水電站的電氣工程設(shè)計(jì)中，主要包括電氣的一次設(shè)計(jì)和電氣的二次設(shè)計(jì)，其中電氣的一次設(shè)計(jì)涉及對(duì)發(fā)電機(jī)與變壓器等部分接線的設(shè)計(jì);而電氣的二次設(shè)計(jì)涉及勵(lì)磁系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、操作電源和繼電保護(hù)等部分的設(shè)計(jì)。

二、 小型水電站電氣的一次設(shè)計(jì)

（一）主接線設(shè)計(jì)

在對(duì)主接線設(shè)計(jì)中，一定要確保電氣質(zhì)量與供電安全性的保障，進(jìn)而來(lái)用戶實(shí)際的需求實(shí)施滿足。在電氣的主接線設(shè)計(jì)中，需要對(duì)經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性實(shí)施考慮，要求連接的線路要采取不同的顏色，確保能夠?qū)Σ煌泳€的線路進(jìn)行識(shí)別，同時(shí)還要保持線和線間保持合理的距離，防止線和線間發(fā)生纏繞情況而在造成電流間的相互干擾現(xiàn)象，促進(jìn)電流具有良好穩(wěn)定性。

（二）主變壓器和發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)

對(duì)發(fā)電機(jī)以及主變壓器在連接方式方面，要通過(guò)單元接線的方式實(shí)施聯(lián)結(jié)，同時(shí)為了確保發(fā)電機(jī)的連接線在出口位置具有良好安全性，對(duì)電氣的一次設(shè)計(jì)中所涉及的發(fā)電機(jī)最好實(shí)施斷路器的安裝，且在還要對(duì)發(fā)電機(jī)實(shí)施接地處理，一般采用變壓器的接地方式，從而有效避免發(fā)電機(jī)由于遭受強(qiáng)電壓而產(chǎn)生燒壞。但需要注意，在發(fā)電器與變壓器連接中，一定不能實(shí)施直接性相連，要借助離線封閉的母線實(shí)施連接。

（三）快速落門(mén)的控制回路設(shè)計(jì)

為了確保小型的水電站具有良好的運(yùn)行安全性，往往于手動(dòng)閘門(mén)的節(jié)點(diǎn)以及發(fā)電機(jī)組的節(jié)點(diǎn)位置進(jìn)行快速落門(mén)的控制回路設(shè)計(jì)，在此設(shè)計(jì)中主要有二次電纜的通道、監(jiān)控系統(tǒng)和大壩間光纖兩種形式。在二次電纜的通路中，主要的作用是避免發(fā)生進(jìn)水口的快速落門(mén)現(xiàn)象，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)以及大壩間光纖的設(shè)置中，對(duì)材的選擇要求嚴(yán)格，要求光纖線圈的內(nèi)阻不要太高，要不然在系統(tǒng)的運(yùn)行中會(huì)導(dǎo)致其易出現(xiàn)霉斷。

三、 小型水電站電氣的二次設(shè)計(jì)

（一）繼電保護(hù)設(shè)計(jì)

在對(duì)小型的水電站實(shí)施繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)中，要求繼電保護(hù)的裝置具備自我檢測(cè)的功能，能夠掌握水電站的內(nèi)部重要性元器件存在受影響的程度，并根據(jù)實(shí)際的情況來(lái)對(duì)此類元器件實(shí)施保護(hù)。對(duì)繼電保護(hù)實(shí)施設(shè)計(jì)中，可以借助繼電保護(hù)的裝置接口處，與計(jì)算機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施連接，通過(guò)兩者間良好通訊功能，能夠更好地對(duì)水電站的內(nèi)部設(shè)備實(shí)施保護(hù)。

（二）勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)計(jì)

借助勵(lì)磁系統(tǒng)，能夠?qū)π⌒偷乃娬景踩⒎€(wěn)定運(yùn)行提供保障，還能夠借助交流電量的綜合性檢測(cè)儀對(duì)主變壓器、發(fā)電機(jī)以及110kV的出線等實(shí)施合理配置。在對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)實(shí)施設(shè)計(jì)中，不僅對(duì)交流電量的綜合性檢測(cè)儀實(shí)施合理使用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的單元電氣量有效檢測(cè)，還要對(duì)發(fā)電機(jī)其勵(lì)磁電壓以及勵(lì)磁的電流等實(shí)施明確，確保水電站可以穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，還要按照水電站的發(fā)電機(jī)實(shí)施運(yùn)行情況與需求，看是否需要對(duì)母線的電壓、發(fā)電機(jī)功率和交直流的電壓等一些電量的變送器配置工作實(shí)施明確。另外，為了對(duì)勵(lì)磁的裝置實(shí)現(xiàn)宏觀的控制，可于在中央的控制系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行數(shù)字式電測(cè)儀的安裝，對(duì)小型的水電站安全穩(wěn)定提供保障。

（三）電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要包括直流電源和交流電源兩部分。其中在對(duì)直流電源實(shí)施設(shè)計(jì)中，一般采用的是220V的直流電源類型，且設(shè)置一些鉛酸蓄的電池和配套充電的設(shè)備，從而來(lái)對(duì)電氣設(shè)備照明、操作、控制和保護(hù)等進(jìn)行直流電源的提供。在鉛酸蓄的電池使用中有著相應(yīng)要求，其要具備防爆、閥控和免維護(hù)等特點(diǎn)，且方便使用。一般來(lái)說(shuō)，蓄電池組的容量為200AH，其配套充電的裝置要采取“N+1”的冗余模式實(shí)施開(kāi)關(guān)控制方式。另外，對(duì)蓄電池組與充電裝置實(shí)施安裝中，要將其在直流的電源母線上實(shí)施安裝，為了確保蓄電池組具有良好安全性，還對(duì)電池做好巡檢和絕緣的監(jiān)測(cè)等操作。在對(duì)交流電源實(shí)施設(shè)計(jì)中，所用交流電源可以是1組的10kVA UPS的交流電源實(shí)施供電，在裝置內(nèi)還要進(jìn)行蓄電池的設(shè)置。正常的工作中，通過(guò)交流的220V實(shí)施供電，所用的是無(wú)觸點(diǎn)的旁路開(kāi)關(guān)類型，在UPS發(fā)生故障時(shí)，則旁路開(kāi)關(guān)就會(huì)自動(dòng)對(duì)交流電源實(shí)施切換，確保水電站能夠正常穩(wěn)定地供電。

四、 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電氣工程設(shè)計(jì)是小型水電站建設(shè)中的重要部分，它對(duì)小型水電站功能和效果的發(fā)揮有著關(guān)鍵性影響，為了確保小型水電站具有良好的電氣工程設(shè)計(jì)效果，就需要相關(guān)人員根據(jù)實(shí)際的建設(shè)情況和需求，對(duì)其電氣工程實(shí)施科學(xué)合理設(shè)計(jì)，這也是小型水電站建設(shè)中需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。

參考文獻(xiàn)：

[1]韋豪.小型水電站電氣工程設(shè)計(jì)實(shí)踐與分析[J].工程技術(shù)：全文版，2016（12）：59.

作者簡(jiǎn)介：

王士順，南京河海南自水電自動(dòng)化有限公司。