关键词：水电站；电气二次系统；系统构造；控制措施
引言：在水电站建设过程中，电气二次系统主要由继电保护、计算机监控公用设备控制等诸多子系统共同构成。因此对水电站电气二次系统的合理构造与有效应用控制，也需要对电气二次系统的诸多子系统开展深入研究，明确各项系统的具体构造要点，才能实现对电气二次系统正确应用控制模式的合理选择。
一、计算机监控子系统的构造要点及控制措施
在当前我国多数水电站建设过程中，电气二次系统的计算机监控子系统结构普遍选择为多层分布结构，不同功能模块之间相对独立。因此需要通过以太网的形式将各项功能模块、水电站现场控制设备单元以及系统主机之间加以相互连接，在明确系统运行职责、合理分配工作任务的同时，保障系统的有序运行。而在计算机监控子系统运行过程中，主要的应用方向与职责为，对水电站建筑中所配置各类电气一次设备、电站级开关站等进行实时监测，并将监测信息作为水电站电气二次系统的运行控制依据。具体来讲，在水电站电气二次系统的计算机监控子系统中，包含了数据自动采集与处理、自动预警机制、系统运行实时监测、生产管理等功能模块。
二、励磁系统的构造要点及控制措施
水电站电气二次系统中励磁系统主要由功率单元与调节器两部分共同加以构成。管理人员通过在励磁调节器中输入特定的信号与调节准则，从而实现对励磁功率单元输出情况的有效控制，并以此为途径提高水电站电力一次系统结构中并联机组的运行稳定性。但是在当前部分水电站电气二次系统中，所构造励磁系统的调节器为单一配置结构，在调节器设备出现异常故障等问题时，会对水电站整体运行情况造成严重干扰。因此需要在励磁系统构造过程中配置两套及以上的励磁调节器设备，并增设自动切换机制，在主用励磁调节器出现异常运行问题时，自动切换使用备用励磁调节器设备。
三、继电保护系统的构造要点及控制措施
水电站运行过程中，继电保护系统主要发挥着快速排查及控制故障的重要作用，在水轮发电机组等出现运行故障问题时，自动将故障设备从整体水电站电气系统中加以临时切除，并向管理人员发出预警信号。而在当前我国多数水电站二次系统中，普遍配置了微型机装置，在保障装置各项性能均符合国家相关规定的同时，将装置的占地面积、采购成本适当缩减。
具体来讲，在水电站电气一次系统运行过程中，继电保护系统主要提供的故障排除与检查效用由电机横差保护、过电压保护、CT断线保护、失磁保护、电机纵差保护、定子过负荷保护等多项功能模块所构成，缺乏配置以上任一功能模块，都会大幅降低水电站电气以此系统的运行稳定性、安全性。所以在继电保护系统组建环节中，要注重提高系统的功能配置全面性。
目前，我国多数水电站电气二次系统中，继电保护系统的应用控制模式为三段式电流保护控制模式。其中一段保护为电流速断保护，根据本段末端短路电流最大值进行控制调整。二段保护为限时电流速断保护（也被称为延时电流闭锁电压速断），结合该段相邻元件的最大保护动作范围进行控制调整，并发挥出提供后备保护的职能效用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆三段保护为过电流保护，根据最大负荷电流加以控制调整，并作为一二段保护的后备保护。
四、直流系统的构造要点及控制措施
根据国家相关规定，当前我国多数水电站所配置直流系统的电压数值为220V，并配置一套相应的直流系统装置，以及两组蓄电池组。而在蓄电池组的规格型号选择、配置环节中，需要结合实际需求选择适当容量的蓄电池组，其中具体的选择标准为，所选择蓄电池组可在水电站出现运行事故时提供一定时间的事故照明电源。而在直流系统运行过程中，也需要对两组蓄电池组所提供的事故照明电源与保护垫进行合理控制，从而形成供电直流系统，这也是直流系统的具体应用控制措施。此外，在直流系统组建过程中，需要在不同母线中配置开关装置，确保不同母线相互之间的稳定连接；在条件允许范围内将蓄电池组进行重叠摆放；结合变电站实际需求，选择适当容量的蓄电池组。例如在我国多数水电站中，普遍选择配置经济适用性较强、满足系统运行性需求的400Ah蓄电池组。
五、火灾自动防护系统的构造要点及控制措施
在水电站电气二次系统中的火灾自动防护系统框架结构中，该系统主要由自动监测功能、自动预警功能与消防灭火设备共同构成。其中，自动监测功能的应用原理为，在水电站各发电机灯泡体、主副厂房等区域中配置自动探测感应装置，并对水电站的实时运行情况进行监测。而自动预警功能的应用原理为，通过所组建的火灾预警控制中心，对所接收自动探测感应装置传输监测信息进行分析，及时发现火灾安全事故，向管理人员进行预警，并采取相应火灾控制措施（例如开启消防灭火设备、停止送风机等设备的运行）。消防灭火设备在火灾自动防护系统中的应用原理为，在水电站出现火灾安全事故时，火灾自动防护系统中枢管理平台向各类消防灭火设备下达开启与运行的控制指令，或是由人为控制各类消防灭火设备。
而在火灾自动防护系统组建过程中，需要将系统的控制模式优先选择为总线联控模式，从而在系统受到传感探测器所传输的异常运行数据、发出预警信号后，通过总线将设备的开启控制指令向消防灭火设备进行下达，并实现对不同消防灭火设备的停启状态、输出功率进行针对控制。此外需要增设人为控制模式，在火灾自动防护系统出现异常运行问题时，仍可对消防灭火设备加以有效控制。
六、机组辅助系统的构造要点
在针对性组建以上五项水电站电气二次系统附属系统的同时，要结合不同水电站电气一次系统的结构分布情况以及实际运行需求，针对性组建各类机组辅助系统。例如，常见的有机组供水辅助系统、消防供水系统、闸门启停控制系统等，并适当提高不同机组辅助系统之间的独立性，避免在输电站出现各类运行故障问题时，故障设备与系统在短时间内引发连锁故障问题。
结语
在水电站运行与建设过程中，电气二次系统的构造及应用情况，直接决定了水电站的运行效率、各类设备的运行稳定性与安全性，其重要性不言而喻。因此，需要结合实际情况，针对性设计与构建水电站电气二次系统，并为不同系统选择适当的应用控制模式。
参考文献：
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[2]李菁,李兴淳.变电站电气二次系统设计分析[J].电子世界，2017(20).
[3]邓哲,孙婧.变电站二次系统优化及应用分析[J].科技与企业,2015(12).
论文作者:曾召山
论文发表刊物:《中国电业》2019年15期
论文发表时间:2019/11/20
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