陈启宏
江苏国信抽水蓄能发电有限公司 江苏 213334
摘要：近几年来，随着我国经济的飞速发展，水电站的建设越来越完善。水轮发电机综合自动化保护系统的有效落实，一方面能够为供配电系统的构建提供更全面的自动化保护平台，以便电网运行稳定性与质量性得以保障；另一方面，凭借智能化技术的融入，更能够为水轮发电机功能性的拓展提供帮助，为水电系统可持续发展奠定更扎实的基础。
关键词：水轮发电机；综合自动化保护系统
引言
水轮发电机综合自动化保护系统的完善程度决定着水电站运行水平的高低，我们要从当前水电站综合自动化保护机制中存在的问题出发，分析当前自动化保护系统特点，结合先进的计算机、通讯及电子技术，将发电站综合自动保护系统不断做完善，确保发电站做到自动保护监控到位，操作简便，使水电站带来更多的经济效益和社会效益。
1水轮发电机综合自动化保护系统的设计原则
1.1配置合理，操作便利
随着节能减排的意识逐渐融入城市居民的生活，如何更高效的利用电能，并能够将传统火电向水电形式转型，确保供配电系统运行的稳定性得以保障，便是现代水电站综合自动化保护系统设计的重点，也是目前水电系统大批量投入使用的前提条件。结合以往的水电站供配电模式可知，传统水电站为避免电力供应环境存有较大的波动性，通常会先用单一且复杂的电缆直连保护模式，而随着近些年我国城市居民及工业对供配电网运行稳定性的要求角度来看，以往的保护模式已经不再适合水电站可持续发展的需求，而随着网络信息化技术的不断拓展，如何将水轮发电机与信息技术、计算机技术、电子技术相融合，便成了现阶段水力发电系统构建的主题。过程中，综合自动化保护系统设计必须遵循配置合理与操作便利的要求调控系统，确保所有的供配电网运行都能够借助自动化保护与智能化服务满足稳定运行的要求，才能为后续水轮发电机的持续应用奠定更扎实的基础。
1.2经济效益高
大型电站中的大型水轮发电机组由于其综合造价高、内部结构十分复杂，而且其在电网系统所占的地位十分高，一旦出现故障或事故，不仅整个检修期较长，而且还可能影响到电网系统运行可靠性，造成相应的社会经济损失，即大型水轮发电机组在进行保护系统设计时，其二次保护设备均需按功能进行单位配置，技术性占据绝大地位，其总投资较高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而中小型水轮发电机组在电网系统所占地位相对较低，其发生故障或事故后对电站和电网系统的影响相对较小，也就是说中小型水轮发电机组在进行综合自动化系统设计过程中，通常采取一体化控制系统，可以获得良好的继电保护系统维护效率性和投资经济性。
1.3系统功能完善性
传统水电站工程体系的构建，将重点都放在了如何维持供电稳定性与安全性上，此举虽然能够使发电机组的运行更加安全且稳定，但普遍自动化程度较低，需要专业人员在现场长时间监督管控，才能确保供电环境时刻处于安全状态。在此种状况中，专业人员素质水准的高低直接决定了供配电系统的质量，而素质水准并非数据，很难在工作交接中将经验共享，这便使得水电站的运行需要较长的适应期，若要大范围推广，也会受到专业人才数量与技术等方面的限制。而将水轮发电机综合自动化保护系统落实，便能够借助网络平台提供功能更完善的可操控系统，借助智能化与自动化技术，使许多潜在的风险能够提前被发现，以便为供电机组的稳定运行提供适当保障。系统比较专业人才而言，对设备运转状态的管控性更强，并且能够通过检测装置更全面的审核设备内部状况，这是专业人才所不具备的能力，并且此种系统的应用同样可顶替专业人才的岗位，使水电站的设备系统的运行更具经济性。
2水轮发电机综合自动化保护系统配置
2.1水轮发电机综合保护系统
水轮发电机在运行时是一个长期连续运转的机电设备，它不仅要承受机组自身运转过程中产生的机械振动，同时还要承受运行过程中产生的电流、电压等冲击，如果操作不当很容易造成机组定子绕组和转子绕组发生绝缘破坏等事故。因此，水轮发电机组在实际运行中，定子绕组和转子绕组回路是整个保护系统监测控制的核心部件，需要严密监视。为了使发电机在出现故障或故障后，能够根据实际工况特性有选择性地快速发出相关故障信号，并操作相应机构将故障单元从系统中有效切除，避免发电机受到较大的冲击损坏，防止事故或故障的扩大酿成严重的后果，需要在水轮发电机上装设能够实时反应机组各种故障的保护检测元件，以期获得实时的保护信号。在水轮发电机综合保护系统中应配置过电流保护、过电压保护、单相接地保护等完善的保护功能单元。
2.2水轮机自动调速系统
水轮机作为水能向电能转换的动力载体，其自动调速系统构建水准也决定了供电水平的高低，只有确保能够将电能供给与供电系统需求相结合，使二者能够保持平衡，才能使水电站能源的供应更贴合城市的未来发展。在此期间，自动调速系统需预先核对地区配电网系统使用特性，确保水电站设备供电能够满足某项电能供给的需求，并能够具备一定稳定性和能量转换效率，才能在此基础上对调速系统的主电路进行设计。另外，自动化技术的应用，能够用来感应供电网内的电能需求，查看各处电网供给是否处于稳定状态，而后再将信号传递给识别装置，由此便能够更好的调节供电量，以避免空载等问题对电网内的设备仪器造成持续性损害。
3发电机保护功能单元的实现
3.1过流保护
大量实践经验表明，对于发电机组复合电压起动和负序过电流保护是50MW及以上中型水轮发电机保护必须设置的主保护。理论研究和实践表明，此类保护对于升压变压器的高压侧不对称短路有着较高的灵敏度和可靠性。对于50MW及以上或在运行过程中可能经常出现负序过负荷的水轮发电机组应装设负序过流保护；对于1MW以下的小型发电机组应采用不带电压起动的过电流保护。在保护系统中，当过电流保护动作后，会直接操作发电机断路器执行机构和灭磁开关，完成跳闸保护。
3.2过电压保护
中小型水轮发电机组装设过电压保护功能单元，当机组甩负荷后可能出现的过压进行保护。如果电厂的输电电网突发性的出现全部甩负荷现象，势必导致发电机进入过速和过压运行的工况。借助过电压保护的保护模块对机端的三相线电压实施自动采集，并通过智能的分析后得到相应的保护控制命令，并直接作用于跳发电机断路器，而不跳灭磁开关，同时不作用于停机。此外，为了提高中小型水轮发电机综合自动化调节控制水平，除了需要设置过流保护、过电压保护外，还需要设置欠电压保护、过负荷保护、定子接地保护等功能模块，保障发电机组安全可靠、节能经济的高效运行
结束语
水轮发电机综合自动化保护系统的有效构建，不但能够为水力发电机组的运行提供更加完善的系统保护平台，使水轮发电机设备的可控性得以增强，同时凭借自动化与智能化技术的应用，也能够为供配电系统的构建提供更全面的功能补偿措施，由此更好地维护电力系统构建的质量与水准。故而，在论述水轮发电机综合自动化保护系统期间，需明确以往水电站工程构建存在的问题，并提供有效的解决对策，才能使水轮发电机的应用得到更全面的技术保障。
参考文献：
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[3]邹健.变电线路保护及电气综合自动化研究分析[J].丝路视野，2018.
论文作者:陈启宏
论文发表刊物:《防护工程》2019年16期
论文发表时间:2019/12/13
标签：水轮发电机论文; 系统论文; 水电站论文; 机组论文; 过电压论文; 水轮论文; 电网论文; 《防护工程》2019年16期论文;