大多數(shù)小型水電站發(fā)電機機端出口電壓為0.4kV，采用整步表法或暗燈法并網(wǎng)，在發(fā)電機機端空氣開關(guān)處設(shè)過流、速斷保護(hù)及利用空氣開關(guān)的欠壓脫扣器線圈作欠壓保護(hù)，再沒有其他保護(hù)。電機采用手動調(diào)速，而且這些電機在通過變電站與電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的線路中有沿線負(fù)荷。
1存在的問題
并網(wǎng)時很難把握好同期瞬間，沖擊電流大，導(dǎo)致電網(wǎng)及機組的劇烈振蕩，給電網(wǎng)及機組帶來嚴(yán)重的危害。
豐水期，由于某種原因，電站由并網(wǎng)運行突然轉(zhuǎn)為脫網(wǎng)運行。當(dāng)沿線負(fù)荷較輕時線路上用戶的電器將承受著較高的電壓，甚至有可能被燒毀。
枯水期，由于某種原因，電站由并網(wǎng)運行突然轉(zhuǎn)為脫網(wǎng)運行。當(dāng)無功功率缺額時，電壓會降低，當(dāng)降到或者低于70%額定電壓時，空氣開關(guān)失壓跳閘。當(dāng)出現(xiàn)有功功率缺額時，線路上的電器，特別是電動機在低壓下運行，有可能造成損壞。
手動開停機。滿負(fù)荷運行時，由于某種原因，機組本身空氣開關(guān)跳閘，關(guān)機不及時，容易造成超速，致使引起機械損壞和絕緣損壞。
2解決問題的方法
2.1引入ZZB-5A自動準(zhǔn)同期并網(wǎng)裝置
這種裝置是一種電子型集成控制儀器，動作靈敏，結(jié)構(gòu)小巧，外形美觀，可與其他儀表安裝在同一配電屏上，電動合閘都可以配套使用。
使用應(yīng)注意的問題如下。
采用DW10型電磁型合閘空氣開關(guān)或電動合閘空氣開關(guān)的機組，從接到指令到完全合閘需要2.0～2.5s的時間，待開關(guān)合閘時，同期瞬間已過，實際上是非同期并網(wǎng)操作。為此，在空氣開關(guān)的兩端并接交流接觸器的常開主觸點，來實現(xiàn)快速準(zhǔn)確自動并網(wǎng)。
采用DW15型電動儲能合閘空氣開關(guān)的機組，由于開關(guān)合閘時間非常短，自動準(zhǔn)同期ZZB-5A的出口可直接接到合閘線圈回路，實現(xiàn)完全自動并網(wǎng)操作。
各電站還安裝一套暗燈裝置，通過監(jiān)視暗燈，當(dāng)接近并網(wǎng)條件時，再投入自動準(zhǔn)同期裝置，這樣可有效地保護(hù)準(zhǔn)同期裝置，延長其使用壽命。
2.2引入過壓保護(hù)裝置
每臺僅裝一個DY-34型電壓繼電器，此裝置接線簡單，投資少。把電壓繼電器的兩對常閉接點并接后，再串入空氣開關(guān)的欠壓脫扣線圈回路中，并接兩對接點的目的是為了保證接點有足夠的容量。電壓正常時，常閉接點閉合，空氣開關(guān)的欠壓脫扣器線圈通電，使空氣開關(guān)處于合閘狀態(tài)；當(dāng)電壓達(dá)到或超過整定值時，常閉接點打開，欠壓脫扣器線圈斷電，空氣開關(guān)跳閘，保護(hù)機組本身和沿線用戶電器。
2.3引入低頻保護(hù)裝置
低頻保護(hù)是針對電站脫網(wǎng)帶重負(fù)荷運行引入的一種保護(hù)，采用BDZ-B型低頻繼電器作為過流的后備保護(hù)，其額定電壓為100V，額定頻率為50Hz，低頻整定范圍為49～46Hz。當(dāng)機組頻率下降或波動到低于整定值時，其一對常開接點閉合，發(fā)出跳閘信號，作用于空氣開關(guān)的分勵脫扣線圈，使機組跳閘，停止向外供電，從而使機組本身及所供線路上的電動機避免因低頻運行帶來的損傷。
2.4引入水阻消能保護(hù)裝置
小型水電站的開停機大都為手動型，當(dāng)機組空氣開關(guān)跳閘后，由于來不及及時關(guān)機，機組將超速，由此帶來機組機械破壞，甚至危及人身安全。為解決此問題引入了水阻消能。
所謂水阻消能，即利用鹽溶液將發(fā)電機機端電源平衡短路，在鹽溶液的電解反應(yīng)過程中消耗能量。當(dāng)電解的鹽溶液消耗的電能基本與發(fā)電機輸出的電能相等時，發(fā)電機運行穩(wěn)定，不產(chǎn)生超速，從而保護(hù)了發(fā)電機。
應(yīng)用水阻消能應(yīng)注意的問題如下。
按1m3鹽溶液配置150kW的出力來建造水阻池。
調(diào)節(jié)水阻鹽溶液濃度時，應(yīng)以能消耗60%的機組出力為適度，不能調(diào)節(jié)為耗能等于或大于機組出力。
消能電極可布置為三角形或長方形。一般情況下，為減少占地面積，且水阻池易于布置，常采用長方形布置。長方形布置形式需要四個電極，其兩端電極用導(dǎo)線于引出處連成一相，另外兩極各是一相，使三相耗能平衡。
3結(jié)束語
經(jīng)8年的運行實踐檢驗，改造后的電站并網(wǎng)迅速、準(zhǔn)確，脫網(wǎng)運行時無過壓、欠壓、低頻供電現(xiàn)象，甩負(fù)荷后，不出現(xiàn)超速，電站運行穩(wěn)定、安全。
1存在的問題
并網(wǎng)時很難把握好同期瞬間，沖擊電流大，導(dǎo)致電網(wǎng)及機組的劇烈振蕩，給電網(wǎng)及機組帶來嚴(yán)重的危害。
豐水期，由于某種原因，電站由并網(wǎng)運行突然轉(zhuǎn)為脫網(wǎng)運行。當(dāng)沿線負(fù)荷較輕時線路上用戶的電器將承受著較高的電壓，甚至有可能被燒毀。
枯水期，由于某種原因，電站由并網(wǎng)運行突然轉(zhuǎn)為脫網(wǎng)運行。當(dāng)無功功率缺額時，電壓會降低，當(dāng)降到或者低于70%額定電壓時，空氣開關(guān)失壓跳閘。當(dāng)出現(xiàn)有功功率缺額時，線路上的電器，特別是電動機在低壓下運行，有可能造成損壞。
手動開停機。滿負(fù)荷運行時，由于某種原因，機組本身空氣開關(guān)跳閘，關(guān)機不及時，容易造成超速，致使引起機械損壞和絕緣損壞。
2解決問題的方法
2.1引入ZZB-5A自動準(zhǔn)同期并網(wǎng)裝置
這種裝置是一種電子型集成控制儀器，動作靈敏，結(jié)構(gòu)小巧，外形美觀，可與其他儀表安裝在同一配電屏上，電動合閘都可以配套使用。
使用應(yīng)注意的問題如下。
采用DW10型電磁型合閘空氣開關(guān)或電動合閘空氣開關(guān)的機組，從接到指令到完全合閘需要2.0～2.5s的時間，待開關(guān)合閘時，同期瞬間已過，實際上是非同期并網(wǎng)操作。為此，在空氣開關(guān)的兩端并接交流接觸器的常開主觸點，來實現(xiàn)快速準(zhǔn)確自動并網(wǎng)。
采用DW15型電動儲能合閘空氣開關(guān)的機組，由于開關(guān)合閘時間非常短，自動準(zhǔn)同期ZZB-5A的出口可直接接到合閘線圈回路，實現(xiàn)完全自動并網(wǎng)操作。
各電站還安裝一套暗燈裝置，通過監(jiān)視暗燈，當(dāng)接近并網(wǎng)條件時，再投入自動準(zhǔn)同期裝置，這樣可有效地保護(hù)準(zhǔn)同期裝置，延長其使用壽命。
2.2引入過壓保護(hù)裝置
每臺僅裝一個DY-34型電壓繼電器，此裝置接線簡單，投資少。把電壓繼電器的兩對常閉接點并接后，再串入空氣開關(guān)的欠壓脫扣線圈回路中，并接兩對接點的目的是為了保證接點有足夠的容量。電壓正常時，常閉接點閉合，空氣開關(guān)的欠壓脫扣器線圈通電，使空氣開關(guān)處于合閘狀態(tài)；當(dāng)電壓達(dá)到或超過整定值時，常閉接點打開，欠壓脫扣器線圈斷電，空氣開關(guān)跳閘，保護(hù)機組本身和沿線用戶電器。
2.3引入低頻保護(hù)裝置
低頻保護(hù)是針對電站脫網(wǎng)帶重負(fù)荷運行引入的一種保護(hù)，采用BDZ-B型低頻繼電器作為過流的后備保護(hù)，其額定電壓為100V，額定頻率為50Hz，低頻整定范圍為49～46Hz。當(dāng)機組頻率下降或波動到低于整定值時，其一對常開接點閉合，發(fā)出跳閘信號，作用于空氣開關(guān)的分勵脫扣線圈，使機組跳閘，停止向外供電，從而使機組本身及所供線路上的電動機避免因低頻運行帶來的損傷。
2.4引入水阻消能保護(hù)裝置
小型水電站的開停機大都為手動型，當(dāng)機組空氣開關(guān)跳閘后，由于來不及及時關(guān)機，機組將超速，由此帶來機組機械破壞，甚至危及人身安全。為解決此問題引入了水阻消能。
所謂水阻消能，即利用鹽溶液將發(fā)電機機端電源平衡短路，在鹽溶液的電解反應(yīng)過程中消耗能量。當(dāng)電解的鹽溶液消耗的電能基本與發(fā)電機輸出的電能相等時，發(fā)電機運行穩(wěn)定，不產(chǎn)生超速，從而保護(hù)了發(fā)電機。
應(yīng)用水阻消能應(yīng)注意的問題如下。
按1m3鹽溶液配置150kW的出力來建造水阻池。
調(diào)節(jié)水阻鹽溶液濃度時，應(yīng)以能消耗60%的機組出力為適度，不能調(diào)節(jié)為耗能等于或大于機組出力。
消能電極可布置為三角形或長方形。一般情況下，為減少占地面積，且水阻池易于布置，常采用長方形布置。長方形布置形式需要四個電極，其兩端電極用導(dǎo)線于引出處連成一相，另外兩極各是一相，使三相耗能平衡。
3結(jié)束語
經(jīng)8年的運行實踐檢驗，改造后的電站并網(wǎng)迅速、準(zhǔn)確，脫網(wǎng)運行時無過壓、欠壓、低頻供電現(xiàn)象，甩負(fù)荷后，不出現(xiàn)超速，電站運行穩(wěn)定、安全。
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