小型水电站的安全运行技术措施

徐晓犁

【摘要】目前水电站的管理运行方面虽然有了很大进步，但是运行过程中难免会出现一些安全问题，如不及时处理会造成设备及人员的安全问题。要想水电站安全运行就要在根本上采取一些技术措施，添加一些确保安全运行的保护装置和设备，从根本上防止安全事故的发生，利用一切能够利用的资源确保水电站的安全运行。

【关键词】小型水电站 安全 运行技术 措施

一、小型水电站现状

电站老板为了节省投资，都采用手动调速、半波整流桥励磁装置，上网线路几乎都是10KV配电线路，沿线有供电负荷存在。 并网时很难把握好同期时间，冲击电流大，导致电网及机组的剧烈振荡，给电网及机组带来严重的危害。丰水期间，由于某种原因并网运行突然转为脱网运行，在沿线负荷较轻的情况下，沿线用户的用电器将承受着较高的电压，致使用户的用电器承受过电压，甚至有可能被烧毁。枯水期间，由于某种原因并网运行突然转为脱网运行，沿线负荷较重，就会出现功率缺额。当出现无功功率缺额时，电压会降低，当降到或者低于70%额定电压时，空气开关因失压脱扣跳闸。当出现有功功率缺额时，电压下降不大，空气开关未能跳闸，致使机组及线路上的用电器，特别是电动机有可能因低电压过电流损坏。

小型水电站多采用手动开停机，劳动强度大，当满负荷运行时，由于某种原因，机组出口空气开关跳闸，若关机不及时，容易造成飞逸转速，致使机组在高转速作用下引起机械损坏，在高电压作用下易引起绝缘损坏。

二、安全技术措施

1.设置发电机过电压保护

在机组控制屏上加装DY-34型电压继电器1只，此装置接线简单，投资少。电源取自发电机出口开关进线侧。把电压继电器的两对常闭接点并接后（保证触点接触可靠和有足够的容量），再串入空气开关的欠压脱扣器线圈回路中。电压正常时，常闭接点闭合，空气开关的欠压脱扣器线圈通电，使空气开关处于合闸状态；当电压达到或超过整定值（常规整定值为1.25Ue）时，常闭接点打开，欠压脱扣器线圈断电，空气开关跳闸，实现过电压保护的目的。

2.设置低频保护装置

低频保护是针对电站脱网带重负荷运行加装的一种保护，采用BDZ-1B型低频继电器作为过流的后备保护，低频整定范围为49～46Hz，常规整定为47Hz。当机组脱网带重负荷运行，有功功率不足，频率下降或波动到低于47Hz时，其一对常开触点闭合，发出跳闸信号，作用于空气开关的分励脱扣线圈，使机组出口开关跳闸，机组停止向外供电，从而使机组本身及所供线路上的电动机避免因低频运行带来的损伤。

3.设置水轮机自动关机装置

通过单相交流电动机经减速器来控制水轮机的操作手柄，水轮机的转速控制由电动机来完成。当机组满负荷运行，此时当出现外线路故障或大电网停电时，机组出口空气开关的常闭辅助接点闭合，接通电动机运转回路，经减速器使水轮机的导水机构自动关闭，关闭到位后电动机回路中的导水机构限位开关断开，电动机停止运转，自动关机过程结束。这样可以防止了机组“飞车”事故的发生。若机组励磁回路的灭磁开关跳闸，交流电机将无电源启动。

4.设置水阻消能保护装置

小型水电站的开停机操作大多为手动方式，当机组出口或线路侧空气开关跳闸后，由于值班员睡觉、灭磁开关跳闸和来不及关机，机组将出现飞逸转速，由此可能带来机组机械性损坏，甚至危及人身安全。

水阻消能装置就是利用盐溶液将发电机机端电源平衡短路，在盐溶液的电解反应过程中消耗能量，当电解的盐溶液消耗的电能基本与发电机输出的电能相等时，发电机运行稳定、不产生飞逸转速，从而保护了发电机。

一般按每150kW的出力配置1m3的盐溶液来建造水阻池。调节水阻盐溶液浓度时，应以能消耗60%的机组出力为合适。四个消能电极采用长方形布置，用导线将引出线处连成一相，另外两极各一相，使三相平衡。

三、水电站安全运行的检修技术要点

1.对设备的原始材料进行充分的利用

水电站设备原始材料的积累是实现检修科学性和合理性的重要基础。因此，要对设备运行的实时状态数据进行详细的记录，加强管理，定期进行测试，调动各方的技术力量对其进行全面、系统的分析，最后运用科学的态度对设备的运行状态进行判断，确保水电站设备检修工作的针对性。

2.构建健全、完善的设备监测系统

为了将统计信息运用到设备的预测状态中，需要发现统计数据和设备机组状态参数信息之间的联系。在对水电站设备进行检修时，要对设备机组的运行时间、发电量以及开机、停机次数等信息进行统计，能够了解到，部分设备虽然已经到了检修周期，但是其运行的时间和其他同类型的设备相比，运行时间比较少，因此，可以对该类设备的检修时间进行适当的延长；对于那些还没有到检修周期的设备，但是其运行时间多于该设备的计划时间，那么就适合进行提前检修了，这样能够及时发现该设备中存在的问题，并及时进行解决和处理，防患于未然。另外，可以在水电站的机组设备中安装一些装置，比如安装振动摆动测量装置、温度测量、定转子间隙测量以及压力测量等在线监测类型的装置。这样有利于实现对设备进行及时的监控，设备运行一旦出现问题，那么就能够尽快的对其进行处理。

3.增加设备的保养频率

對水电站设备进行定期的维护和保养工作，是确保设备安全稳定运行的重要途径，设备保养质量的高低，对于设备的使用期限具有直接的作用。例如对设备进行透平油的处理、吹灰、加注润滑油以及轮换运行设备等工作，都属于对设备进行保养的工作范畴。另外，由于水电站的机组是进口或者合资类型的产品，对油质有很高的要求。因此，适宜运用现场循环滤油的方法，提高油质，进而发现，其故障率得到了明显的降低，提高了设备的安全性和可靠性水平，并增加了设备的使用寿命。通过增加设备的保养和维护频率，及时发现设备中存在的缺陷，并及时进行处理，实现“大缺陷不过周、小缺陷不过天”的效果，保证设备处于安全、稳定的运行状态。

参考文献：

[1]周大军.小型水电站的安全运行技术措施[J].科学时代，2013（7）.

[2]常正平.加强中小水电站运行管理探讨.科技与企业.2012（11）