水电站电气设计研究

【摘要】在进行水电站电气设计的过程中，发电机的中性点接地问题一直都是一个非常重要的部分，如何能够选择最好的接地方式去进行接地、有效地限制变高压短路情况的发生、怎样才能够协调好计算机控制部分和相关的水车保护部分是进行水电站设计过程中必须要着重考虑的内容。这篇文章就以上这些问题进行了一个比较详细的分析与讨论，这对水电站电器设计过程会有非常大的帮助。

【关键词】高压熔断器；水车保护；电气

水电站中的电气部分直接影响着水电站的运行情况，同时也是判断水电站运行情况是否良好的一个标准之一，这篇文章通过对水电站电气设计部分的一些研究并通过高压熔断器以及水车保护等部分进行了一个非常详细的分析，这样水电站的管理者就能够很好地掌握水电站的运行情况了，同时还能够让水电站长期处于一个比较安全稳定的运行环境之下，这也是我们进行水电站电气设计研究的一个非常重要的目的。

1、高压熔断器保护

在水电站电气设计中经常会用到高压熔断器，往往用到的都是高压限流熔断器的组合装置，这种熔断器是限流装置和氧化锌电阻共同组成的，其主要功能就是防止由于出现高电流而对水电站中的一些电器设备造成损失。厂变高压部分出现的相间短路是非常严重的，因为这里的短路电流值非常大基本上和全场发电机的电流和系统短路电流的和加起来的总电流值相差不大，如果在这里选择的保护装置是断路器的话，就可能会因为短路电流太大，而断路器不能够很好地检测到系统的通断情况，而不能够在很短的时间内完成系统的通断控制，这样会给整个水电站的电气系统造成非常严重的损失，不仅会烧毁很多的大型电气设备而且还会造成整个水电站不能够正常运行的严重后果，再加上断路器的价格比较昂贵，所以，在一些大型机组的保护装置中，断路器的使用是比较少的。

在进行限流熔断器选择的时候一定要充分的把厂变低压考虑进去，把厂变低压端会和出现的短路电流最大值折算到厂变高压端，再通过对这两个电流值的分析去选择比较合适的熔断器，在具体的选择过程中应该选择大于低压端十千伏和其他分支中会流过的最大电流值，这样才能够保证熔断器能够及时有效地对电路进行保护。这样选择的熔断器也不会出现自动掉闸的情况，熔断器可以很好地对整个水电站的电气系统进行保护。通常来说，低压端的最大短路电流如果折算到高压端的话，最后算出来的熔断时间会在一秒左右。

2、中性点接地

在过去，发电机中性点在进行接地的时候采用的都是消弧线圈的接地方法，这是因为通过消弧线圈进行接地的这种方法在接地的时候出现的电流是非常小的，能够满足我国国标的要求，所以，如果发动机出现了单相接地问题的时候，可以在一定时间之内保证系统的通电情况良好，而只是由接地端发出信号，这样相关的维修人员就可以只是针对出现问题的部分进行检修就可以解决问题了。最近这些年我国新建的水电站中，发电机在进行接地的时候采用的基本上都是接地变压器的接地方法，当发电机出现单相接地问题的时候，接地电容性电流不会和消弧线圈出现抵消的情况，这时候的接地电流会比国标值偏低，也就是可以保证接地安全。

2.1过电压情况

发电机在进行接地的时候基本采用的都是高阻接地的方法，也就是变压器接地的方法，这样设计可以有效地防止间歇性的单相接地故障发生，并且可以保证接地过电压情况下发电机的安全，如果单相接地问题变成了匝间问题，这时候对发电机造成的损失就会降低很多，从另外一种含以上说，也是对发电机的一种保护。

2.2消弧线圈接地

根据已有资料我们可以了解到，发电机中性点通过消弧线圈进行接地的时候，接地的效果和发电机的单相电压以及发电机运行过程中的频率有一定的关系。我国的额定频率是五十赫兹，如果发电机运行在这个频率下的话，那么出现单相接地的暂态电压值不会超过二点六，换句话说就是发电机在运行的过程中不会出现单相接地问题，当暂态电压值小于二点六的时候对发电机是不会造成任何伤害的。而且因为消弧线圈进行接地的时候，其电流值比较小，可以满足我国的国家标准，所以，发电机在这种情况下是可以暂缓断电的。当然，在此过程中，运行人员需要对工作进行调度，同时还要开启设备转移负载，一直到发电机带动的负载值为零的时候才可以对发电机断电，因为这时候给发电机断电可以有效地保护发电机内部的零件安全。

3、计算机控制和水车保护

在水电站发电过程中，如果出现事故的话，首先要把所有机组都断电，让所有的机组都停止工作，这样可以有效地避免事故恶化。这时候计算机监控系统就会起到非常重要的作用了，计算机监控系统通常来说有三个作用，第一，保护机组安全也就是水车保护；第二，对发电系统进行监控；第三，进行顺序控制。在这三个作用中，其最终要的作用就是保证发电机组的安全，然后是对发电系统的监控功能，最后是顺序监控，所以在计算机监控系统设计的过程中，一定要凸出其对机组运行情况的保护功能。计算机监控中对水车的保护功能通常是由一些逻辑计算和推断来完成得，主要是保证出口的推力、上传下导等功能。

在我国出台的关于计算机监控系统设计的相关文献中我们可以了解到，水车保护通常是一个独立的部门进行设计实施的，计算机监控系统对起到的作用就是交换信息，处理字符的功能，水利机械保护和励磁系统以及调速器等部件我们应该等而视之。为了能够进一步提高水车保护的效果，我们应该能够严格的按照我国相关的规定和水车保护系统中的一些规定去进行设计，只有这样设计出来的结果才能够满足水电站中电气设备运行的安全不受侵害。

4、防雷接地

在我国，水力发电站目前已经成为了我国发电的主要方法，其发电量和其他发电形式相比要高出很多，所以，对其发电安全问题的研究是我们必须要做的工作，而且我们还要把这项工作做好，由于在水力发电站中会发出大量的电能，与此同时其遭到雷击的可能性也要比其他的行业大很多，我们必须要做好水电站防雷措施，我们不仅要埋设一定的避雷针，而且还要在发电设备上安装防雷网。

5、结语

总而言之，这篇文章主要讲解的是在水电站电气设计过程中，对发电机接地方式的选择以及一些其他的安全保护方法。现在我们的生活生产已经离不开电能了，而且在将来用到电能的地方还会越来越多，所以，我们必须要保证发电站的发电量，同时还要保证发电站的安全运行，这样我们才能够有更好的发展。

参考文献

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