小型水電站電氣設(shè)計有多種種類，小型水電站電氣設(shè)計不同于大型水電站，因此需要多加注意，本文就主要探討小型水電站電氣設(shè)計。

　　《水利水電施工》是全國水利水電施工技術(shù)信息網(wǎng)網(wǎng)刊。是經(jīng)湖北省新聞出息局每年審查批準(zhǔn)的內(nèi)部資料、準(zhǔn)印證號為2008/YC。是全國唯一全部刊載水利水電施工技術(shù)和管理的綜合性科技成果和科技情報資料的刊物。 《水利水電施工》1982年創(chuàng)刊以來，以快捷發(fā)表實用的科技信息和“四新”成果。

　　對設(shè)計工作人員提出了新的要求。本文在分析小型水電站電氣優(yōu)化設(shè)計的自身特點及存在問題的基礎(chǔ)上，提出了對提高設(shè)計質(zhì)量的一些看法，以供參考。

　　1.小型水電站電氣設(shè)計的種類

　　小型水電站的電氣設(shè)計中一般分為電氣一次設(shè)計和電氣二次設(shè)計兩部分，電氣一次設(shè)計主要是指對發(fā)電機和變壓器等接線方式進行設(shè)計;電氣二次設(shè)計主要是指對勵磁系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，測量系統(tǒng)，信號，操作電源，繼電保護和水輪機組輔助設(shè)備等進行設(shè)計。

　　2.小型水電站電氣一次設(shè)計

　　小型水電站一次設(shè)計是根據(jù)水電站電氣系統(tǒng)的作用來進行設(shè)計的，要在充分考慮水電站所在地區(qū)的水文環(huán)境，建造規(guī)模等基礎(chǔ)上對接入系統(tǒng)和布線方式進行合理設(shè)計。小型水電站電氣一次設(shè)計具有接線簡單，回路少，離負載區(qū)較近等特點。

　　2.1電氣主接線

　　小型水電站電氣一次設(shè)計中的主接線設(shè)計是指設(shè)計人員設(shè)計的方案可以滿足用戶需求，供電安全且電力穩(wěn)定等設(shè)計要求。這就要求設(shè)計人員設(shè)計的不同接線線路能夠容易辨別，保持適當(dāng)?shù)木嚯x以防線路纏繞在一起。線路之間距離較近會使線路上的電流相互干擾，影響傳輸電流的穩(wěn)定性，會損壞發(fā)電機，并且會對檢修帶來困難。

　　2.2發(fā)電機和主變壓器設(shè)計

　　發(fā)電機和主變壓器的連接采用單元接線方式聯(lián)接比較合適。小型水電站電氣一次設(shè)計的發(fā)電機為了保證發(fā)電機出口處連接線的安全，都可以安裝斷路器。發(fā)電機通過變壓器接地可以確保發(fā)電機在強壓作用下不會被燒壞。

　　3、小型水電站電氣二次設(shè)計

　　3.1小型水電站的斷路器控制設(shè)計

　　小型水電站斷路器中的閉鎖和信號設(shè)計一般與供配電裝置中的設(shè)計相同，但是要設(shè)計信號監(jiān)測裝置監(jiān)測水輪機的工作狀態(tài)、發(fā)電機組發(fā)生的故障和油泵的運行狀態(tài)。電氣測量表計型號和儀表的準(zhǔn)確度等級要符合小型水電站設(shè)計要求。另外小型水電站還對發(fā)電機定子的電流、三相線電壓、發(fā)電機負載、發(fā)電機頻率等利用相應(yīng)的裝置一起進行監(jiān)測。另外對水輪機的轉(zhuǎn)速、河流水位、壓力等進行監(jiān)測也可以增加水輪機自動化工作的要求。

　　3.2選擇合理同步方式和正確接線

　　現(xiàn)在的小型水電站的電網(wǎng)一般是并入電力系統(tǒng)中運行，對于這類的水電站要根據(jù)電站的實際狀況及電力系統(tǒng)的要求選擇合適的同步方式和正確的接線方法。首先，為了使小型發(fā)電站的發(fā)電機可以并入電力系統(tǒng)，要準(zhǔn)確的選擇同步點，因為某些原因發(fā)生跳閘后，發(fā)電機可以經(jīng)簡單快捷的操作后就可以復(fù)電。小型水電站一般采用手動或恒定導(dǎo)前相角式的半自動準(zhǔn)同步裝置。

　　3.3同步檢測繼電器對非同步合閘起閉鎖作用

　　同步檢測繼電器對非同步合閘的閉鎖作用當(dāng)發(fā)電機在非同步狀況并網(wǎng)發(fā)生故障時可以避免工作人員受到傷害，也可以防止發(fā)電設(shè)備等損壞。當(dāng)同步點斷路器兩側(cè)的電壓相位角大于動作角時，此時雖然繼電器啟動但是手動合閘后發(fā)電機不能并入電網(wǎng)中。相位差角小于返回角時再返回，這時才能發(fā)出使斷路器合閘的脈沖信號，此時發(fā)電機的頻率、電壓等相同，才可以使小型水電站的發(fā)電機輸出的電流并入電網(wǎng)。

　　3.4手動調(diào)頻和調(diào)壓

　　用手動的方式對恒定導(dǎo)前角的半自動準(zhǔn)同步方式進行調(diào)壓和調(diào)頻操作，設(shè)計電壓繼電器時要保證它的運行在規(guī)定的恒定導(dǎo)前角度返回，這樣才可以發(fā)出脈沖信號。

　　3.5安裝高性能的繼電保護裝置

　　高性能的繼電保護裝置可以保障電力系統(tǒng)的運行質(zhì)量，也可以保證發(fā)電機正常工作運行。安裝縱聯(lián)差動保護裝置可以防止1000kW以上發(fā)電機的定子繞組和引線之間發(fā)生短路以及發(fā)電機定子繞組直接連接在主線上發(fā)生的發(fā)電機單相接地故障，另外當(dāng)發(fā)電機接地電容的電流量大于5A時要設(shè)計接地保護裝置。由于定子繞組會發(fā)生甩負荷操作導(dǎo)致電壓過高，要求安裝過電壓保護裝置。小型發(fā)電站水輪發(fā)電機調(diào)速器靈敏度較差，發(fā)電機失磁后繼續(xù)運行會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子和勵磁回路發(fā)熱，甚至損壞，所以設(shè)計人員應(yīng)該安裝失磁保護裝置。但是對于以上的繼電保護裝置設(shè)計工程人員要對發(fā)電機及外部電力系統(tǒng)的元件參數(shù)、運行方式、可靠性等進行綜合分析，合理運算，才能選擇相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一的繼電保護裝置。

　　4.小型水電站的互感器設(shè)計

　　互感器可以分為電流互感器和電壓互感器兩種，電流互感器可以保護變電站正常運行和計算電流量。在進行小型水電站電氣設(shè)計時，要對斷路器的互感器進行單獨的設(shè)計，主要因為它的容量小、精度低且不穩(wěn)定。小型水電站斷路路并網(wǎng)兩端的電壓互感器的作用是監(jiān)測和計量變電站高壓電壓，可以保證電壓的頻率和電壓值。

　　5.小型水電站發(fā)電設(shè)備自動控制設(shè)計

　　小型水電站發(fā)電設(shè)備自動控制的設(shè)計包括水輪機、發(fā)電機組及其它輔助裝置的自動化或半自動化設(shè)計。如果小型水電站的自動控制設(shè)計不合理則水電站將不能實現(xiàn)自動開關(guān)機，水輪機不能根據(jù)實際水流情況進行自動調(diào)節(jié)，繼電保護裝置也將失去保護作用。小型水電站只有把人工操作的過程盡量簡化，自動化操作貫穿水電站工作的整個過程才能保證水電站的效率。

　　【參考文獻】

　　[1] 王維儉編著.電氣主設(shè)備繼電保護原理與應(yīng)用[M]. 中國電力出版社, 2002

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