浅析小型水电站电气设计

 摘 要：小型水电站作为水力发电的重要组成部分，为我国电力事业的发展做出了不可磨灭的作用。但是很多小型水电站电气设计仍存在较大的技术缺陷，这为小型水电站的安全运行带来潜在的威胁，本文主要对水电站电气一次设计和二次设计进行了分析，并总结了一些小型水电站电气设计过程中需要注意的问题。 

　　关键词：小型水电站；电气设计；一次设计；二次设计 

　　中图分类号：TV742文献标识码： A 文章编号： 

　　引言 

　　小型水电站利用我国星罗棋布的河流，为我国电力实业的发展做出了重要的作用，并且水是可再生资源，利用水力发电，在倡导保护环境和人类与自然和谐相处的现代社会，小型水电站在很多地区有着不可替代的地位。但是由于很多地区小型水电站建设于建国初期或改革开放前期，这些水电站电气设备已经开始损坏，并且导致水电站发电效率低下，因此对小型水电站电气的设计目前尤为重要。小型水电站电气设计是一个十分复杂的过程，工程设计人员必须充分考虑各种技术环节，制定节约资金且发电效率高的设计方案。 

　　小型水电站电气设计的种类 

　　小型水电站的电气设计中一般分为电气一次设计和电气二次设计两部分，电气一次设计主要是指对发电机和变压器等接线方式进行设计；电气二次设计主要是指对励磁系统，控制系统，测量系统，信号，操作电源，继电保护和水轮机组辅助设备等进行设计[1]。 

　　小型水电站电气一次设计 

　　小型水电站一次设计是根据水电站电气系统的作用来进行设计的，要在充分考虑水电站所在地区的水文环境，建造规模等基础上对接入系统和布线方式进行合理设计。小型水电站电气一次设计具有接线简单，回路少，离负载区较近等特点。 

　　2.1 电气主接线 

　　小型水电站电气一次设计中的主接线设计是指设计人员设计的方案可以满足用户需求，供电安全且电力稳定等设计要求。这就要求设计人员设计的不同接线线路能够容易辨别，保持适当的距离以防线路缠绕在一起。线路之间距离较近会使线路上的电流相互干扰，影响传输电流的稳定性，会损坏发电机，并且会对检修带来困难。 

　　2.2 发电机和主变压器设计 

　　发电机和主变压器的连接采用单元接线方式联接比较合适[2]。小型水电站电气一次设计的发电机为了保证发电机出口处连接线的安全，都可以安装断路器。发电机通过变压器接地可以确保发电机在强压作用下不会被烧坏。 

　　2.3 快速落门控制回路 

　　为了加强小型水电站发电机组的安全运行，快速落门控制回路在手动闸门接点和发电机组接点处被广泛采用。进水口快速门是小型水电站发电机组过速保护的最后一道防线，快速落门控制回路是否可以有效的控制进水口的落门动作，是小型水电站一次电气设计中的关键内容。 

　　小型水电站电气二次设计 

　　3.1 小型水电站的断路器控制设计 

　　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