小型水電站的安全運(yùn)行技術(shù)措施

徐曉犁

【摘要】目前水電站的管理運(yùn)行方面雖然有了很大進(jìn)步，但是運(yùn)行過程中難免會出現(xiàn)一些安全問題，如不及時處理會造成設(shè)備及人員的安全問題。要想水電站安全運(yùn)行就要在根本上采取一些技術(shù)措施，添加一些確保安全運(yùn)行的保護(hù)裝置和設(shè)備，從根本上防止安全事故的發(fā)生，利用一切能夠利用的資源確保水電站的安全運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】小型水電站 安全 運(yùn)行技術(shù) 措施

一、小型水電站現(xiàn)狀

電站老板為了節(jié)省投資，都采用手動調(diào)速、半波整流橋勵磁裝置，上網(wǎng)線路幾乎都是10KV配電線路，沿線有供電負(fù)荷存在。 并網(wǎng)時很難把握好同期時間，沖擊電流大，導(dǎo)致電網(wǎng)及機(jī)組的劇烈振蕩，給電網(wǎng)及機(jī)組帶來嚴(yán)重的危害。豐水期間，由于某種原因并網(wǎng)運(yùn)行突然轉(zhuǎn)為脫網(wǎng)運(yùn)行，在沿線負(fù)荷較輕的情況下，沿線用戶的用電器將承受著較高的電壓，致使用戶的用電器承受過電壓，甚至有可能被燒毀?？菟陂g，由于某種原因并網(wǎng)運(yùn)行突然轉(zhuǎn)為脫網(wǎng)運(yùn)行，沿線負(fù)荷較重，就會出現(xiàn)功率缺額。當(dāng)出現(xiàn)無功功率缺額時，電壓會降低，當(dāng)降到或者低于70%額定電壓時，空氣開關(guān)因失壓脫扣跳閘。當(dāng)出現(xiàn)有功功率缺額時，電壓下降不大，空氣開關(guān)未能跳閘，致使機(jī)組及線路上的用電器，特別是電動機(jī)有可能因低電壓過電流損壞。

小型水電站多采用手動開停機(jī)，勞動強(qiáng)度大，當(dāng)滿負(fù)荷運(yùn)行時，由于某種原因，機(jī)組出口空氣開關(guān)跳閘，若關(guān)機(jī)不及時，容易造成飛逸轉(zhuǎn)速，致使機(jī)組在高轉(zhuǎn)速作用下引起機(jī)械損壞，在高電壓作用下易引起絕緣損壞。

二、安全技術(shù)措施

1.設(shè)置發(fā)電機(jī)過電壓保護(hù)

在機(jī)組控制屏上加裝DY-34型電壓繼電器1只，此裝置接線簡單，投資少。電源取自發(fā)電機(jī)出口開關(guān)進(jìn)線側(cè)。把電壓繼電器的兩對常閉接點并接后（保證觸點接觸可靠和有足夠的容量），再串入空氣開關(guān)的欠壓脫扣器線圈回路中。電壓正常時，常閉接點閉合，空氣開關(guān)的欠壓脫扣器線圈通電，使空氣開關(guān)處于合閘狀態(tài)；當(dāng)電壓達(dá)到或超過整定值（常規(guī)整定值為1.25Ue）時，常閉接點打開，欠壓脫扣器線圈斷電，空氣開關(guān)跳閘，實現(xiàn)過電壓保護(hù)的目的。

2.設(shè)置低頻保護(hù)裝置

低頻保護(hù)是針對電站脫網(wǎng)帶重負(fù)荷運(yùn)行加裝的一種保護(hù)，采用BDZ-1B型低頻繼電器作為過流的后備保護(hù)，低頻整定范圍為49～46Hz，常規(guī)整定為47Hz。當(dāng)機(jī)組脫網(wǎng)帶重負(fù)荷運(yùn)行，有功功率不足，頻率下降或波動到低于47Hz時，其一對常開觸點閉合，發(fā)出跳閘信號，作用于空氣開關(guān)的分勵脫扣線圈，使機(jī)組出口開關(guān)跳閘，機(jī)組停止向外供電，從而使機(jī)組本身及所供線路上的電動機(jī)避免因低頻運(yùn)行帶來的損傷。

3.設(shè)置水輪機(jī)自動關(guān)機(jī)裝置

通過單相交流電動機(jī)經(jīng)減速器來控制水輪機(jī)的操作手柄，水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速控制由電動機(jī)來完成。當(dāng)機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行，此時當(dāng)出現(xiàn)外線路故障或大電網(wǎng)停電時，機(jī)組出口空氣開關(guān)的常閉輔助接點閉合，接通電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)回路，經(jīng)減速器使水輪機(jī)的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)自動關(guān)閉，關(guān)閉到位后電動機(jī)回路中的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)限位開關(guān)斷開，電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，自動關(guān)機(jī)過程結(jié)束。這樣可以防止了機(jī)組“飛車”事故的發(fā)生。若機(jī)組勵磁回路的滅磁開關(guān)跳閘，交流電機(jī)將無電源啟動。

4.設(shè)置水阻消能保護(hù)裝置

小型水電站的開停機(jī)操作大多為手動方式，當(dāng)機(jī)組出口或線路側(cè)空氣開關(guān)跳閘后，由于值班員睡覺、滅磁開關(guān)跳閘和來不及關(guān)機(jī)，機(jī)組將出現(xiàn)飛逸轉(zhuǎn)速，由此可能帶來機(jī)組機(jī)械性損壞，甚至危及人身安全。

水阻消能裝置就是利用鹽溶液將發(fā)電機(jī)機(jī)端電源平衡短路，在鹽溶液的電解反應(yīng)過程中消耗能量，當(dāng)電解的鹽溶液消耗的電能基本與發(fā)電機(jī)輸出的電能相等時，發(fā)電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定、不產(chǎn)生飛逸轉(zhuǎn)速，從而保護(hù)了發(fā)電機(jī)。

一般按每150kW的出力配置1m3的鹽溶液來建造水阻池。調(diào)節(jié)水阻鹽溶液濃度時，應(yīng)以能消耗60%的機(jī)組出力為合適。四個消能電極采用長方形布置，用導(dǎo)線將引出線處連成一相，另外兩極各一相，使三相平衡。

三、水電站安全運(yùn)行的檢修技術(shù)要點

1.對設(shè)備的原始材料進(jìn)行充分的利用

水電站設(shè)備原始材料的積累是實現(xiàn)檢修科學(xué)性和合理性的重要基礎(chǔ)。因此，要對設(shè)備運(yùn)行的實時狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的記錄，加強(qiáng)管理，定期進(jìn)行測試，調(diào)動各方的技術(shù)力量對其進(jìn)行全面、系統(tǒng)的分析，最后運(yùn)用科學(xué)的態(tài)度對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，確保水電站設(shè)備檢修工作的針對性。

2.構(gòu)建健全、完善的設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)

為了將統(tǒng)計信息運(yùn)用到設(shè)備的預(yù)測狀態(tài)中，需要發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)和設(shè)備機(jī)組狀態(tài)參數(shù)信息之間的聯(lián)系。在對水電站設(shè)備進(jìn)行檢修時，要對設(shè)備機(jī)組的運(yùn)行時間、發(fā)電量以及開機(jī)、停機(jī)次數(shù)等信息進(jìn)行統(tǒng)計，能夠了解到，部分設(shè)備雖然已經(jīng)到了檢修周期，但是其運(yùn)行的時間和其他同類型的設(shè)備相比，運(yùn)行時間比較少，因此，可以對該類設(shè)備的檢修時間進(jìn)行適當(dāng)?shù)难娱L；對于那些還沒有到檢修周期的設(shè)備，但是其運(yùn)行時間多于該設(shè)備的計劃時間，那么就適合進(jìn)行提前檢修了，這樣能夠及時發(fā)現(xiàn)該設(shè)備中存在的問題，并及時進(jìn)行解決和處理，防患于未然。另外，可以在水電站的機(jī)組設(shè)備中安裝一些裝置，比如安裝振動擺動測量裝置、溫度測量、定轉(zhuǎn)子間隙測量以及壓力測量等在線監(jiān)測類型的裝置。這樣有利于實現(xiàn)對設(shè)備進(jìn)行及時的監(jiān)控，設(shè)備運(yùn)行一旦出現(xiàn)問題，那么就能夠盡快的對其進(jìn)行處理。

3.增加設(shè)備的保養(yǎng)頻率

對水電站設(shè)備進(jìn)行定期的維護(hù)和保養(yǎng)工作，是確保設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要途徑，設(shè)備保養(yǎng)質(zhì)量的高低，對于設(shè)備的使用期限具有直接的作用。例如對設(shè)備進(jìn)行透平油的處理、吹灰、加注潤滑油以及輪換運(yùn)行設(shè)備等工作，都屬于對設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)的工作范疇。另外，由于水電站的機(jī)組是進(jìn)口或者合資類型的產(chǎn)品，對油質(zhì)有很高的要求。因此，適宜運(yùn)用現(xiàn)場循環(huán)濾油的方法，提高油質(zhì)，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)，其故障率得到了明顯的降低，提高了設(shè)備的安全性和可靠性水平，并增加了設(shè)備的使用壽命。通過增加設(shè)備的保養(yǎng)和維護(hù)頻率，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的缺陷，并及時進(jìn)行處理，實現(xiàn)“大缺陷不過周、小缺陷不過天”的效果，保證設(shè)備處于安全、穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

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