（资兴市杨洞水库管理所 湖南省郴州市 423400）
摘要：发电机是水电站运行中必不可少的重要设备，直接关系到电能质量以及水电站运行效益等，要保证发电机处于高效运转中。因此，本文从不同角度入手客观分析了小型水电站供电线路单相断线故障对发电机的影响，高效处理故障问题的同时确保发电机正常运转，在发挥效能中提升电能质量以及经济效益。
关键词：小型水电站；供电线路；单相断线故障；发电机；影响；研究
在环境、人员操作等方面因素持续作用下，小型水电站供电线路运行中单相断线故障发生系数较高，阻碍供电线路稳定运行的同时也会对发电机产生较大的影响，导致其功能作用无法顺利发挥，电能质量得不到保障。小型水电站要在实践中深化剖析供电线路单相断线故障，高效防控的同时最大化降低发生率，提高发电机运行安全性、可靠性以及经济性。
一、小型水电站供电线路单相断线故障
单相断线故障是小型水电站运行过程中供电线路常见的故障之一，会影响供电线路以及发电机的安全、稳定运行。小型水电站供电线路单相断线的原因体现在多个方面，比如，运行环境湿度、温度等不在规定范围内，供电线路自身质量隐患问题，电线材质、绝缘等问题，供电线路设计不合理及安装不规范，供电过程中作业人员的违规操作。小型水电站要在联系实际中全方位、系统化剖析供电线路运行中单相断线故障发生的具体原因，结合故障等级、频率等，在综合分析、把握基础上对其有全新的认识，进而，深层次剖析其对发电机的具体影响，便于在有效解决基础上加强对供电线路的质量管控，将该类故障发生率最小化的同时尽可能降低对发电机的损害程度，确保经济活动开展中发电机有着较高的性能，在发挥多样化功能中实现高质量供电。
小型水电站可以利用借助升压变压器实现负载供电的等值电路，合理设置架空线的负荷电流，分析供电线路运行中发生的单相断线故障。相应地，下面便是该等值电路的结构图。
等值电路的结构图
假设等值电路中的A相出现断线故障，断线以后A相的架空线电流为0,断口MN区间内部的三相电压出现异常情况，即不对称，A相M、N两点间仍然存在一定的电压，但B相以及C相M、N两点电压为0。在此基础上，假设供电线路运行过程中只有断口MN位置的区间出现三相阻抗的不对称情况，结合对称分量法原理，对MN区间产生的不对称电压进行合理化分解，以3组对称的分量呈现出来，深层次分析发生的单相断线故障问题。由于整个供电线路中出现电压不对称情况的只有MN区间，可以将作用到该区间的3组电势看作是对称的，在相互作用过程中能够形成3个序网络，即正序网络、负序网络、零序网络，各自都有着较高的独立性，彼此间必须满足对应的电压平衡方程式。在分析、计算基础上明确供电线路运行过程中单相断线故障问题发生的时候，MN这一断口位置的边界条件，得出对应的复合序网络以及各序的电流，如下所示：
在综合把握的同时探究单相断线故障发生以后，供电线路电压、电流二者变化规律、特征等。在单相断线故障作用下，供电线路系统对称性受到较大破坏，电压出现不对称情况，故障发生位置的负序电流变大，但其他位置的负序电流明显变小，负序电流方向正好相反。随着单相断线故障范围进一步扩大，供电线路运行安全性、稳定性等会受到较大的影响。
二、小型水电站供电线路单相断线故障对发电机的影响
1、影响概述
在单相断线故障持续作用下，小型水电站供电线路电压以及电流都会发生较大的变化，在负序电流不断作用下供电线路损耗增加的同时也会对发电机产生较大的影响，导致发电机运行中各相电流之间的差别在20%以上，出现发热、振动等故障问题。在此过程中，供电线路发生单相断线故障以后，发电机的电流数值并不一定会超过规定的额定电流数值，但三相电流会出现不对称问题，各相电流数值之间的差别也会超过规定的数值范围，在相互作用下发电机运行会受到较大的影响，引发各类故障问题，甚至出现停机等情况，降低运行性能，缩短使用寿命的同时供电质量也无法得到保证。
2、影响具体分析
就小型水电站来说，容量大都比较小，电压大都小于35kV，可以称之为小电流接地系统。供电线路运行中会受到多方面主客观因素影响，引发单相断线故障问题，产生的零序阻抗会无穷大，而零序电流为0。在此过程中，根据MN这一断口位置的边界条件，得出对应的复合序网络以及各序的电流，加上小型水电站的发电机属于直接供电，可以获取断线位置的三相电流数值，如下所示：
如果发电机在升变压器作用下实现供电，可以将对应的变比设置为K，供电线路出现单相断线故障以后，发电机的三相电流数值如下所示：
在对比分析过程中会发现，就小接地系统作用下的小型水电站来说，一旦运行中的供电线路发生单相断线这一故障问题，发电机的三相电流都会出现不对称情况，和采用的供电方式没有直接关系。与此同时，在单相断线故障持续作用下，供电线路负序电流会发生较大的变化，加上电流不对称，发电机运行会受到不同程度影响，运行温度极易超过规定范围，在温度过高情况下，绝缘易破坏，发电机的零部件极易被损坏。在该故障作用下，由于发电机的三相负荷处于不平衡状态，长时间处于过电流状况，发电机极易出现振动故障问题，导致运行过程中产生强烈的振动以及较大的噪音，损坏零部件、电路跳闸等，也会引发其他方面的故障问题，在相互作用下发电机各方面性能不断降低，功能作用很难充分发挥，影响供电质量的同时增加发电机运行成本。
3、对策
针对供电线路运行中单相断线故障对发电机运行的具体影响，小型水电站要在具体问题具体分析基础上以单相断线故障为切入点，提出行之有效的措施，在利用技术手段过程中构建监控系统，随时动态监控供电线路、发电机运行全过程，实时呈现运行状态的同时及时预警供电线路运行中的隐患问题，在评估、分析的基础上妥善处理，加强对供电线路的管控，在源头上降低单相断线故障发生率。在此过程中，小型水电站可以在把握发电机运行状态基础上落实检修、保养等工作，在提升各方面性能中最大化延长使用寿命，在高效运转过程中确保供电有序进行，在控制发电机运行成本中提高供电经济效益。
三、结语
总而言之，小型水电站要通过多样化路径明确发电机运行中供电线路单相断线故障影响，针对故障特征、发生原因、等级、频率等，优化完善供电线路以及发电机运行管控，在故障解决、防控中确保供电线路稳定运行，将单相断线故障对发电机的损害最小化，在作用发挥过程中最大化延长使用寿命，确保发电顺利进行的同时实现经济效益目标，不断增强市场核心竞争力，将我国电力事业推向更高的发展阶段。
参考文献
[1]王璐.水电站水轮发电机的运行与维护方式研究[J].电工技术,2018(18):61-62+126.
[2]周怀生.探讨水电站水轮发电机组运行中甩负荷危害及应对措施[J].智能城市,2019,5(11):171-172.
[3]魏永伟.水电站水轮发电机机组振动问题分析处理方法的探讨[J].山东工业技术,2019(05):204-204.
[4]补祥高.水电站水轮发电机组的常见故障与维护研究[J].南方农机,2019,50(08):30+75.
论文作者:蒋亚辉
论文发表刊物:《电力设备》2019年第10期
论文发表时间:2019/10/22
标签：单相论文; 断线论文; 故障论文; 发电机论文; 水电站论文; 线路论文; 电流论文; 《电力设备》2019年第10期论文;