摘要：为了确保水电站的安全运行，电气设备和保护装置是必不可少的。通常，电气设备故障不仅会影响水电站的运行，还会带来许多安全隐患，严重时甚至会威胁工作人员的生命安全。因此，一定要做好电气设备的保护工作，要安装有效的保护装置，防止重大安全事故的出现。本文主要就水电站主要电气设备及保护装置进行了相关的研究和分析。
关键词：水电站；电气设备；保护装置
近年来，我国水电站在不断增多，为了提升水电站的运行效率和运行安全，安装相应的电气设备是必不可少的。为了确保水电站电气设备的运行安全，水电站需要安装相应的保护配置，大部分水电站会采取双重保护的方式来提升电气设备的可靠性。此外，还要从多个方面入手，采取有效的技术措施，推广先进的安全技术，观测安全操作原则，进而全面确保电气设备运行的安全性，时期充分发挥效用和功能。
一、水电站电气设备及保护装置概述
本文以某水电站水利，该水电站装机容量为1600MW，具有调频、调峰、故障事故备用的作用。该水电站内安装了大量的电气设备，这些设备集中安装在两个区域，一个是500kV的地面变电站，另一个是地下住厂房。主厂房中还存在一部分发电机设备，GIS配电装置和变压器安装在管理楼内部，线路等设备分布在管理楼顶层。地下主厂房中装有水轮发电机组，总共有6台。每个发电机组都配有编号，根据编号进行机组的管理和划分。其中，1-4号机组主要用于连接分享封闭母线和主变压器（500kV）。母线需要经过电路器再进行连接，连接后通过升压反应使干式电缆能够成功连接联合单元GIB，最后在地面开关站（即GIS）内部接入出现电缆。5-6号机组主要用于连接封闭母线和主变压器，时期连接在发电机单元，实现单元的接通。接通后，再在GIS内接通电缆，确保二者电压都是220kV。在该水电站之中，除了220kV地面开关联络变压器和500kV地面开关联络变压器，还具备GIS设备、出现设备和电抗器设备。要确保该水电站的稳定运行，就要安装这些设备的保护装置，保障这些电气设备的安全可靠。
二、水电站电气设备及保护装置分析
（一）变压器与发电机保护装置
变压器和发电机是水电站不可或缺的运行设备，为了确保二者的安全稳定，需要匹配科学有效的保护装置。以上述水电站为例，去保护配置方案可以划分为两个系统，分别是X配置系统和Y配置系统。两个系统的具体配置方式和运行原理如下表所示：
表1 X/Y系统配置和运行原理
除此之外，X和Y保护系统都要匹配单独的屏柜，不能采用同时供电的方式，要由不同且独立的电源进行直流电供应，进而确保某个系统停止后，另外一个系统能够继续运行。要做好变压器、发电机的接地保护工作，避免接地故障的发生，还要做好运行异常、断路器故障等保护工作，从而确保变压器和发电机能够正常有效的运行。
（二）GIS配电装置
改水电站采用的是比较先进的GIS配电装置，且保护系统也比较先进和完善。其主要由两个部分构成，分别是主保护组合备用保护组。该设备保护系统的主要操作设备为继电器，利用互感器进行电流信号、电压的传递，进而通过主要和备用保护系统来实现基本的保护工作，隔离物理和电气，从而提升GIS设备的运行安全性，使主保护系统能够在设备故障的情况下继续运行。通常，保护屏（500kV）会安装在厂房发电机附近、控制室内两处。在保护屏内设置零序过电流保护和差动保护。差动保护可以分为两种，一种是87C1，另一种是C2。其中87C1一微机电流保护差动继电器为主，通过监视性电缆实现保护和监控的作用。此外，GIS保护装置能够防御外部故障，比率制动性较强。差动保护能够减少CT饱和引发的误动问题，具有较强的电流性质。
分相封闭母线（15.75kV）会一一匹配保护屏，保护屏需要安装相应的保护装置，具体如上所述。其中差动保护可以分为两种，一种是87B1，另一种是87B2。前者应用低阻抗继电器，后者应用高阻抗继电器。
（三）线路保护装置
线路保护装置主要采用4回输出线路，线路电压为500kV，没跟出现都要匹配相应的保护主屏。保护主屏内要装备全线速动的保护装置，还要匹配相应的备用保护屏。改水电站采用了三种保护装置，分别是：TLSIB、LFP-901A和DFP-100。故障启动装置采用的是LEP-925，快速保护装置采用的是LEP-901A，二者都装置在PLP01-54保护屏内。LEP-901A属于微机型保护装置，包括有零序方向、复合式距离方向等原件，该保护装置的功能比较多样化。如三项重合功能等等；PLP02-54保护屏中安装的是LFP-925和LFP-902A两种保护装置。其能够进行超高压数字式处理，具有很强的保护性能。
（四）开关站保护
通常，单母线分段是开关站（500kV）比较常用的接电形式，该水电站为了控制资金成本，断路器只安装在了变压器周围，其它位置并没有安装断路器，以此来实现隔离开关的效果，便于水电站电气设备检修与维护工作的开展。在实际操作的过程中，要根据安全和技术规范进行设备接线，了解断路器、重合闸、断路器、保护操作回路之间的关系，这能却实施保护动作，确保保护目的的实现。此外，断路器内部还会设置保护盘，保护盘内置分相操作箱等装置，该水电站采用的断路器为PRS-721A。此外，要做好重合闸接线工作，主义选择恰当的开关。采用单元界限的方式，确保故障发生时，重合闸门可以再次开启。如果断路器动作实物，要对整个回路进行重新启动。尽可能简化接线，为维护和检修工作提供便利。
结语：
综上所述，要保障水电站的安全运行，就要确保电气设备的安全运行，因此要为电气设备匹配相应的保护装置，通过先进的装置和保护措施来减少故障问题的发生，提升电气设备的运行效率和质量。
参考文献：
[1]高瞻,吴磊,侯文茹.水电站主要电气设备及保护配置[J].建材与装饰,2016(1).
[2]蔡孟洧.小型水电站电气设计及保护配置[J].大众用电,2017(07).
[3]李琪.研究水电站电气二次监控及保护配置问题[J].水能经济,2018.
作者简介：
姓名：谢琰(1983年12月)，男，宁夏固原人，工程师，学士，从事电站运维工作。
论文作者:谢琰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/28
标签：水电站论文; 保护装置论文; 电气设备论文; 断路器论文; 变压器论文; 设备论文; 系统论文; 《基层建设》2019年第6期论文;