小型水电站加装过速自动紧急停机保护装置

摘要：目前在地方小水电中普遍存在着始建于60～70年代的容量在几百kW以下的小型机组，这些小型机组由于当时技术原因或出于经济考虑，均未装设调速器，均是采用人工全手动控制导水叶开度。随着地方电网的不断壮大以及联入大网，上述电站机组运行稳定性得以大大提高，且基本都是满出力地并网运行，不用人工时时跟踪控制，但随之而来的隐患也就产生了。即当机端以上电气事故或故障解网时，由于此时机组导水叶处在全开位置，当故障跳闸瞬间机组转速迅速上升，极易飞车。当机组台数较多时，这种现象将不可避免。针对这种现象，笔者设想在投入资金不多的情况下给机组加装一套过速自动紧急停机保护装置
关键词：过速自动紧急停机保护装置 水电站 样本内容 　　目前在地方小水电中普遍存在着始建于60～70年代的容量在几百kW以下的小型机组，这些小型机组由于当时技术原因或出于经济考虑，均未装设调速器，均是采用人工全手动控制导水叶开度。随着地方电网的不断壮大以及联入大网，上述电站机组运行稳定性得以大大提高，且基本都是满出力地并网运行，不用人工时时跟踪控制，但随之而来的隐患也就产生了。即当机端以上电气事故或故障解网时，由于此时机组导水叶处在全开位置，当故障跳闸瞬间机组转速迅速上升，极易飞车。当机组台数较多时，这种现象将不可避免。针对这种现象，笔者设想在投入资金不多的情况下给机组加装一套过速自动紧急停机保护装置，该保护设计思路是：

　　(1) 将手动导水叶开度控制轮盘加以改造，即在其上加装一个小齿轮盘，再在旁边一适当位置安装一电动机，电机轴上套一大齿轮盘，大小齿轮盘之间用链条传动，选取适当的齿数比，即实现导水叶开闭用电机传动。

　　(2) 当机组故障解列时，机组转速急剧上升，机端电压也随之上升，利用机端电压上升这一信号控制电机，实现自动关闭导水叶。笔者将这一设计运用于我公司下辖东风电站，经调试投运取得成功。

　　我公司东风电站投运于60年代末，装机3×100kW，是罗甸县第一座水电站，机组调速方式是人工全手动轮盘控制。正如前面所述现象，我县电网至1997年并入省网后，机组稳定性大为提高，但由于我县地方电网结构不尽合理，网上故障及解网故障频繁发生，造成该电站机组飞车事故多次。据统计1993年至1995年间因多次发生飞车，致使2#、3#机组定子击穿各一次，1#机定子击穿3次(1#机因多次击穿已不能修复而报废)。

　　笔者设计的保护装置，其过电压继电器接至机端电压互感器，其整定值(一次动作值)为1.3～1.4U_e(U_e为发电机额定电压)，当发电机因故障解列，机端电压上升至整定值时，过电压继电器动作，其常开触点闭合，启动时间继电器。该时间继电器的瞬动常开接点闭合，去启动电机，关闭导水叶。而时间继电器的延时闭合常开接点经延时闭合，断开导水叶关闭电机启动回路，使电机停转。该延时时间整定值为电机关闭导水叶所需时间。其它设备选取：

　　①6极电机，功率4kW，其工作电源取自机端主开关下端。

　　②大小齿轮齿数比为84：14。

　　本装置经调试合格，投运至今动作准确，再未发生过飞车事故，提高了该电站稳定运行性。本装置的控制电机如用倒顺开关还可实现电、手动开机。

　　总之，本装置原理简单动作可靠，对于象东风电站这类小型电站作过速保护，不失为一种经济实用的方案。

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