小型水電站的安全運行技術措施

徐曉犁

【摘要】目前水電站的管理運行方面雖然有了很大進步，但是運行過程中難免會出現一些安全問題，如不及時處理會造成設備及人員的安全問題。要想水電站安全運行就要在根本上采取一些技術措施，添加一些確保安全運行的保護裝置和設備，從根本上防止安全事故的發生，利用一切能夠利用的資源確保水電站的安全運行。

【關鍵詞】小型水電站 安全 運行技術 措施

一、小型水電站現狀

電站老板為了節省投資，都采用手動調速、半波整流橋勵磁裝置，上網線路幾乎都是10KV配電線路，沿線有供電負荷存在。 并網時很難把握好同期時間，沖擊電流大，導致電網及機組的劇烈振蕩，給電網及機組帶來嚴重的危害。豐水期間，由于某種原因并網運行突然轉為脫網運行，在沿線負荷較輕的情況下，沿線用戶的用電器將承受著較高的電壓，致使用戶的用電器承受過電壓，甚至有可能被燒毀。枯水期間，由于某種原因并網運行突然轉為脫網運行，沿線負荷較重，就會出現功率缺額。當出現無功功率缺額時，電壓會降低，當降到或者低于70%額定電壓時，空氣開關因失壓脫扣跳閘。當出現有功功率缺額時，電壓下降不大，空氣開關未能跳閘，致使機組及線路上的用電器，特別是電動機有可能因低電壓過電流損壞。

小型水電站多采用手動開停機，勞動強度大，當滿負荷運行時，由于某種原因，機組出口空氣開關跳閘，若關機不及時，容易造成飛逸轉速，致使機組在高轉速作用下引起機械損壞，在高電壓作用下易引起絕緣損壞。

二、安全技術措施

1.設置發電機過電壓保護

在機組控制屏上加裝DY-34型電壓繼電器1只，此裝置接線簡單，投資少。電源取自發電機出口開關進線側。把電壓繼電器的兩對常閉接點并接后（保證觸點接觸可靠和有足夠的容量），再串入空氣開關的欠壓脫扣器線圈回路中。電壓正常時，常閉接點閉合，空氣開關的欠壓脫扣器線圈通電，使空氣開關處于合閘狀態；當電壓達到或超過整定值（常規整定值為1.25Ue）時，常閉接點打開，欠壓脫扣器線圈斷電，空氣開關跳閘，實現過電壓保護的目的。

2.設置低頻保護裝置

低頻保護是針對電站脫網帶重負荷運行加裝的一種保護，采用BDZ-1B型低頻繼電器作為過流的后備保護，低頻整定范圍為49～46Hz，常規整定為47Hz。當機組脫網帶重負荷運行，有功功率不足，頻率下降或波動到低于47Hz時，其一對常開觸點閉合，發出跳閘信號，作用于空氣開關的分勵脫扣線圈，使機組出口開關跳閘，機組停止向外供電，從而使機組本身及所供線路上的電動機避免因低頻運行帶來的損傷。

3.設置水輪機自動關機裝置

通過單相交流電動機經減速器來控制水輪機的操作手柄，水輪機的轉速控制由電動機來完成。當機組滿負荷運行，此時當出現外線路故障或大電網停電時，機組出口空氣開關的常閉輔助接點閉合，接通電動機運轉回路，經減速器使水輪機的導水機構自動關閉，關閉到位后電動機回路中的導水機構限位開關斷開，電動機停止運轉，自動關機過程結束。這樣可以防止了機組“飛車”事故的發生。若機組勵磁回路的滅磁開關跳閘，交流電機將無電源啟動。

4.設置水阻消能保護裝置

小型水電站的開停機操作大多為手動方式，當機組出口或線路側空氣開關跳閘后，由于值班員睡覺、滅磁開關跳閘和來不及關機，機組將出現飛逸轉速，由此可能帶來機組機械性損壞，甚至危及人身安全。

水阻消能裝置就是利用鹽溶液將發電機機端電源平衡短路，在鹽溶液的電解反應過程中消耗能量，當電解的鹽溶液消耗的電能基本與發電機輸出的電能相等時，發電機運行穩定、不產生飛逸轉速，從而保護了發電機。

一般按每150kW的出力配置1m3的鹽溶液來建造水阻池。調節水阻鹽溶液濃度時，應以能消耗60%的機組出力為合適。四個消能電極采用長方形布置，用導線將引出線處連成一相，另外兩極各一相，使三相平衡。

三、水電站安全運行的檢修技術要點

1.對設備的原始材料進行充分的利用

水電站設備原始材料的積累是實現檢修科學性和合理性的重要基礎。因此，要對設備運行的實時狀態數據進行詳細的記錄，加強管理，定期進行測試，調動各方的技術力量對其進行全面、系統的分析，最后運用科學的態度對設備的運行狀態進行判斷，確保水電站設備檢修工作的針對性。

2.構建健全、完善的設備監測系統

為了將統計信息運用到設備的預測狀態中，需要發現統計數據和設備機組狀態參數信息之間的聯系。在對水電站設備進行檢修時，要對設備機組的運行時間、發電量以及開機、停機次數等信息進行統計，能夠了解到，部分設備雖然已經到了檢修周期，但是其運行的時間和其他同類型的設備相比，運行時間比較少，因此，可以對該類設備的檢修時間進行適當的延長；對于那些還沒有到檢修周期的設備，但是其運行時間多于該設備的計劃時間，那么就適合進行提前檢修了，這樣能夠及時發現該設備中存在的問題，并及時進行解決和處理，防患于未然。另外，可以在水電站的機組設備中安裝一些裝置，比如安裝振動擺動測量裝置、溫度測量、定轉子間隙測量以及壓力測量等在線監測類型的裝置。這樣有利于實現對設備進行及時的監控，設備運行一旦出現問題，那么就能夠盡快的對其進行處理。

3.增加設備的保養頻率

對水電站設備進行定期的維護和保養工作，是確保設備安全穩定運行的重要途徑，設備保養質量的高低，對于設備的使用期限具有直接的作用。例如對設備進行透平油的處理、吹灰、加注潤滑油以及輪換運行設備等工作，都屬于對設備進行保養的工作范疇。另外，由于水電站的機組是進口或者合資類型的產品，對油質有很高的要求。因此，適宜運用現場循環濾油的方法，提高油質，進而發現，其故障率得到了明顯的降低，提高了設備的安全性和可靠性水平，并增加了設備的使用壽命。通過增加設備的保養和維護頻率，及時發現設備中存在的缺陷，并及時進行處理，實現“大缺陷不過周、小缺陷不過天”的效果，保證設備處于安全、穩定的運行狀態。

參考文獻：

[1]周大軍.小型水電站的安全運行技術措施[J].科學時代，2013（7）.

[2]常正平.加強中小水電站運行管理探討.科技與企業.2012（11）