小型水电站电气优化设计

　　小型水电站断路器中的闭锁和信号设计一般与供配电装置中的设计相同，但是要设计信号监测装置监测水轮机的工作状态、发电机组发生的故障和油泵的运行状态。电气测量表计型号和仪表的准确度等级要符合小型水电站设计要求。另外小型水电站还对发电机定子的电流、三相线电压、发电机负载、发电机频率等利用相应的装置一起进行监测。另外对水轮机的转速、河流水位、压力等进行监测也可以增加水轮机自动化工作的要求。

　　3.2选择合理同步方式和正确接线

　　现在的小型水电站的电网一般是并入电力系统中运行，对于这类的水电站要根据电站的实际状况及电力系统的要求选择合适的同步方式和正确的接线方法。首先，为了使小型发电站的发电机可以并入电力系统，要准确的选择同步点，因为某些原因发生跳闸后，发电机可以经简单快捷的操作后就可以复电。小型水电站一般采用手动或恒定导前相角式的半自动准同步装置。

　　3.3同步检测继电器对非同步合闸起闭锁作用

　　同步检测继电器对非同步合闸的闭锁作用当发电机在非同步状况并网发生故障时可以避免工作人员受到伤害，也可以防止发电设备等损坏。当同步点断路器两侧的电压相位角大于动作角时，此时虽然继电器启动但是手动合闸后发电机不能并入电网中。相位差角小于返回角时再返回，这时才能发出使断路器合闸的脉冲信号，此时发电机的频率、电压等相同，才可以使小型水电站的发电机输出的电流并入电网。

　　3.4手动调频和调压

　　用手动的方式对恒定导前角的半自动准同步方式进行调压和调频操作，设计电压继电器时要保证它的运行在规定的恒定导前角度返回，这样才可以发出脉冲信号。

　　3.5安装高性能的继电保护装置

　　高性能的继电保护装置可以保障电力系统的运行质量，也可以保证发电机正常工作运行。安装纵联差动保护装置可以防止1000kW以上发电机的定子绕组和引线之间发生短路以及发电机定子绕组直接连接在主线上发生的发电机单相接地故障，另外当发电机接地电容的电流量大于5A时要设计接地保护装置。由于定子绕组会发生甩负荷操作导致电压过高，要求安装过电压保护装置。小型发电站水轮发电机调速器灵敏度较差，发电机失磁后继续运行会导致转子和励磁回路发热，甚至损坏，所以设计人员应该安装失磁保护装置。但是对于以上的继电保护装置设计工程人员要对发电机及外部电力系统的元件参数、运行方式、可靠性等进行综合分析，合理运算，才能选择相互协调统一的继电保护装置。

　　4.小型水电站的互感器设计

　　互感器可以分为电流互感器和电压互感器两种，电流互感器可以保护变电站正常运行和计算电流量。在进行小型水电站电气设计时，要对断路器的互感器进行单独的设计，主要因为它的容量小、精度低且不稳定。小型水电站断路路并网两端的电压互感器的作用是监测和计量变电站高压电压，可以保证电压的频率和电压值。

　　5.小型水电站发电设备自动控制设计

　　小型水电站发电设备自动控制的设计包括水轮机、发电机组及其它辅助装置的自动化或半自动化设计。如果小型水电站的自动控制设计不合理则水电站将不能实现自动开关机，水轮机不能根据实际水流情况进行自动调节，继电保护装置也将失去保护作用。小型水电站只有把人工操作的过程尽量简化，自动化操作贯穿水电站工作的整个过程才能保证水电站的效率。

　　【参考文献】

　　[1] 王维俭编著.电气主设备继电保护原理与应用[M]. 中国电力出版社, 2002