论水电站电气设计理念

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中小中小水电站，特别是小容量的中小水电站，假如发电机数量是2台，通常利用单元扩大接线方式，仅使用1台主变压器。单元扩大接线与单元接线进行对比，能够有效减少主变压器数量以及对应的高压装置，能够简化电气布置。但是，当主变压器发生故障或者对其进行检修时，发电机组将不能输送容量，见图1-b。电站在无调节水库和有调节水库的不同情况下，在年利用小时数高于5500小时以上可采用扩大单元接线，有利于减少主变台数、配电装置、场地占用等，经济上较为合理。

1高压侧接线方式

中小水电站通常利用变压器两绕组，也就是只有一种电压级别的高压侧，中小水电站升高电压侧接线方式通常包含：1.绕组接线。这种接线方式最简单，涉及设备最少，布置也非常简单，具有较小的占地面积，继电保护工作简单，可是当主变压器和线路出现故障或者对其进行检修时将会终止电网送电。2.分段接线。在中小水电站中这种接线十分常见。

2水电站电气一次设计中的主引出线问题

2.1机端出线方式的合理选择在中小水电站中，我们常用机端主引出线、高压开关柜引出线，往往多使用电缆，这对于电流小于1000A，两根电缆是可行的，当大于1000A时，过多使用电缆时，在安装中就会出一些问题，比如端头接线板长度不够，或电缆太大，不利于在厂房中安装。例如厂房中机组、开关柜、配电装置等布置较紧凑，电缆转弯半径太大或电缆太多就不符合安装要求。这时应尽可能采用箱母线，目前箱母线技术非常成熟，采用箱母线，不仅安全可靠，还能减少空间占用，均在厂家生产、组装，现场安装省时、省力，减少安装电缆桥架或电缆沟通道等。

2.2升压站电气设备的合理布置中小水电站大多位于山区，河谷深切，两岸边坡较陡，因此水电站的出线场地大多不太宽裕，场地相对狭窄。升压站中的设备，比如主变压器、各型高压开关、高低不一的构支架等均需占用较大的面积，加之电气技术要求，比如：出线间隔、各种控制、监测、信号电缆通道，以及对外交通、安装、检修通道等，均需永久占用场地面积。因此，如何灵活选择升压站的布置形式在技术经济上有重要意义。

3中小水电站自动化水机和发电机保护问题

3.1水轮发电机组可以使用两支点滚动轴承相比传统的滑动三支点轴承，这种支承类型已经取消了监控轴温，精简了自动化的回路，突出的优点是紧凑的机组轴向尺寸、低廉的价格、稳定的轴温、较长的使用时间、便于维护等，因此近些年来广泛应用于小型机组中。

3.2机组应当设置过压、过流以及失压保护机组电源操作通常选择在发电机出口，在机组内部或者母线位置出现短路故障时，出口电压比较低，通过失压保护保证低压断路器发生跳闸。

3.3选择使用手、电两用直接传动类型调速器由于水电站具有的特点，选择使用手、电两用直接传动类型的调速器，没有中间的放大环节，节约了投资的同时也符合自动化提出的要求。设置的电动装置，操作人员可以集中对机组工作实行控制，降低工作强度。当机组与主变出现跳闸故障时，联动关闭导叶，缩减了机组发生停机的时间，合理控制飞逸时间，保证机组在正常范围内操作运行，延长机组使用时间。主保护方式按照容量的大小可以采用不同的方式：为了尽量节约投资，可以不设置断路器，利用高压跌落保险保护。利用高压侧三相式过流保护兼做低压侧单相接地保护。整定值保护容易配合出线断路器，符合选择性保护需求。经过大量实践表明，在相对稳定的电压，波动比较小的电网中，当具有良好质量的硅整流器时，可控硅无刷励磁能够确保可靠的运行。由于交流励磁机的增加，致使励磁容量的控制程度降低了，进一步促使控制发电机保护屏与励磁屏能够合并为一面屏，节省了一次投资。其次传统的励磁取消了滑环、电刷，有效降低了维护量，近些年来获得了比较广泛的应用。

4结语

电气设备正常工作是水电站良好运行的重要基础。经过以上问题的分析，使得水电站电气设计更加科学与合理。近些年来，已经运行使用的水电站表明，电气设计方案的合理性能够最大限度的节约投资同时还能够确保水电站安全可靠的运行，在水电站建设过程中具有重要意义。

作者：吐送巴克·依明单位：乌鲁瓦提水力发电厂