水輪發電機組的電氣制動在水電站自動化上的研究及應用

胡志洪

摘 要：自計算機誕生以來，隨著計算機技術的不斷發展，人們在工作自動化的問題上進行了不懈的探索，水輪發電機組的電氣制動在水電站的自動化就是在計算機技術條件下，對電氣制動進行監控和可視化的管理。自動化，顧名思義，就在實現機器自行運轉，實現無人化，或僅依靠少數管理人員進行操作。本文就針對水電站的電氣制動自動化的實現方法，實現自動化的意義，以及水輪發電機組自動化的具體應用問題進行深入的探究，其中包括了發電機電子端短路制動，發-變組高壓短路制動和中小機組反接制動方法等。為水電站的自動化發展提供理論依據。

關鍵詞：電氣制動；水電站；自動化

計算機技術不斷發展的現在，計算機技術的應用深入到社會的方方面面，以計算機技術為基礎的機器自動化技術也不斷地完善和發展。水電站自動化電氣制動技術就是以計算機為核心的，通過通信技術，微保護的技術，計算機技術等，對水電站的電氣制動進行監控，測算，數據傳輸，遠程控制的綜合性的系統工程技術。水電站的自動化管理是未來不可阻擋的發展趨勢。

從上世紀六十年代起，西方國家就已經開始了水電站電氣制動的自動化探索，受技術條件限制的影響，直到七八十年代，西方國家才在電氣制動自動化方面有了長足進步，并迅速發展起來。我國緊追世界潮流，在國家支持下，走自主研發的道路，改革開放以后又大量引進西方先進的理念和科技成果。從而順速發展起來。然而我國的電氣制動的發展存在著普及不夠，系統的技術含量較低，環境不穩定等問題。

1 電氣制動在水電站自動化上的研究

1.1 電氣制動優缺點

電氣制動相較于將其制動來講，是基于電磁原理而運行的一種非接觸的制動方式。具有可靠性較高，可以承擔更高負荷的工作，非人工的運作方式，提高了工作的效率，減少了人員的工作量，提高了水電站的自動化水平，因為非接觸的制動方式，減少了噪聲污染與振動，滿足了相應的工作需求。但是，基于電磁的工作原理，電氣制動會消耗一定的電力，且需要加裝相應的電力設備，且一旦出下了電器故障，還需要預備機械制動裝置。

1.2 電氣制動自動化的監控模式

電氣制動的自動化監控系統分為集中式的監控系統，分散式的監控系統，現場總線的控制系統，計算機的監控模式應當具備對數據的采集和處理，對電氣自動化系統的控制和調節，精確的完成系統的自我癥斷，通過及時的通信技術實現數據上傳，以便實現人機遠程交互，使得管理人員可以全面的了解自動化系統的實施狀況。為此，監控系統本身應當具備一定的可靠性能，較快的反應速度，滿足普遍的經濟承擔能力，方便調試和維護等能力。

1.3 電氣制動的自動化技術

電氣制動的停機技術是從上世紀八十年代才開始被引進我國，相繼取得成功，從那以后，電氣制動技術相繼在一些大型水電站應用，取得了成功。但是由于受到認識水平和受益的影響，中小型的水電站對電氣制動的興趣也不高，因此尋求一種適合中小型水電站的電氣制動技術也是十分現實和迫切的要求。電器制動技術包括發電機定子三相短路電氣制動，發電機-變壓器單元高壓側短路電氣制動和反接制動技術等，并從中探索出中小水電站直接采用廠家的電源進行電氣制動的技術。

2 電氣制動在水電站自動化上的應用

2.1 電氣制動自動化模式

電氣制動模式包括了獨立電氣制動系統，電氣制動和機組勵磁結合的系統，電氣制動和機械制動相配合。各種制動模式互有優缺點，應當根據水電站的本身的環境，地理位置，可用條件，規模大小等特點，進行符合自身的選擇，也可根據各個模式的特點，優勢互補，靈活利用，以發揮模式利用效率最大化。

2.2 電氣制動自動化對發電機定子接地保護的影響和處理

電氣制動進行投入時，定子繞組會存在制動的電流，幅值和頻率會隨著轉速的下降而下降，最終會造成接地保護的誤動。對此情況，可以通過了拉開消弧線圈，或者使發電機對地的電容短路，從而可以改變串聯回路中諧振點的途徑。此方法簡單可靠。

2.3 電氣制動自動化對差動保護的影響和處理

電氣制動短路點一般都設在機器端，由于其在發電機發變組的縱差動的保護范圍之內，因此極易形成差電流，最終將導致節點打毛會出現故障，因此應當在電氣制動過程中接觸差動保護，或者是在電氣制動的條件全部滿足之后，及時接觸繼電保護的控制電源，還可以啟動接觸器將電流互感器的回路短接。

2.4 關于電氣制動自動化的意見和建議

對于現有的機組和水電來說，是否具備安裝電氣制動系統的條件，應當具備以下幾點條件，機械制動系統性能良好，風閘靈活，使用巴氏合金瓦的軸承性能穩定，按照無人操作或少人操作為改造目標的水電站，大中型在建的水電機組。還有就是機械制動系統性能較差，風閘不靈活，正考慮修繕重建的水電站機組。對于安裝了新的電氣制動系統的水電站來說，應當及時進行嚴格的人員培訓和招募，確保操作人員的素質

3 總結

水電站的電氣制動系統自動化是我國水電站實現自動化的重要一部分，是我國未來發展不可阻擋的趨勢。本文就水電站電氣制動系統自動化的研究內容及方法，應用的技術及特點，針對裝配電氣制動系統的條件及注意事項進行了大致的闡述，并提供了一定的意見和建議，為各個不同地區裝配電氣制動系統的可行性和實用性問題進行了研究，還介紹了當前最新的電氣制動模式。通過對這些問題的系統研究，可以明晰我國水電機組的電氣制動為水電站自動化發展的方向和道路，通過進一步的普及和推廣，必將推進我國的水電站自動化邁向一個新的臺階，水電站自動化勝利實現指日可待。

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