摘要：農(nóng)村小水電站的機(jī)組保護(hù)一般都按最簡(jiǎn)單的原則配置，運(yùn)行操作基本上都采用手動(dòng)完成，嚴(yán)重威脅著機(jī)組的運(yùn)行安全。該文從實(shí)際出發(fā)，提出了在現(xiàn)有的條件下，實(shí)現(xiàn)機(jī)組保護(hù)較為有效和可靠的技術(shù)措施。
關(guān)鍵詞：小水輪發(fā)電機(jī)；安全運(yùn)行措施
1 前言
近年來，農(nóng)村小水電站在不斷的發(fā)展，由于有投資少、見效快、回報(bào)率高的特點(diǎn)，因此，吸引了不少的投資者，使得小水電站的數(shù)量不斷增多，隨著電力網(wǎng)建設(shè)的不斷完善，這些小水電站大多已并網(wǎng)運(yùn)行，給發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行提出了更高的要求。
2 機(jī)組的保護(hù)設(shè)置現(xiàn)狀及不正常運(yùn)行分析
農(nóng)村小水電站大多數(shù)是采用裝機(jī)容量在1000kW以下的低壓水輪發(fā)電機(jī)組，由于電站小，機(jī)組的保護(hù)一般都按最簡(jiǎn)的原則進(jìn)行配置，發(fā)電機(jī)出口經(jīng)低壓斷路器、隔離開關(guān)到低壓母線，發(fā)電機(jī)的保護(hù)主要靠低壓斷路器QF的保護(hù)來實(shí)現(xiàn)（一般只配有過流保護(hù)、低電壓保護(hù)）如圖1所示。

發(fā)電機(jī)無功負(fù)荷的調(diào)節(jié)、有功負(fù)荷的調(diào)節(jié)、并網(wǎng)操作及發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷操作，基本上都采用手動(dòng)來完成。若發(fā)電機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，因外線故障或大電網(wǎng)停電，發(fā)電機(jī)電壓迅速降低，使發(fā)電機(jī)出口斷路器跳閘，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速迅速升高，發(fā)電機(jī)出口電壓將升高到額定電壓的1.3倍以上，此電壓將使發(fā)電機(jī)的絕緣受到嚴(yán)重威脅。若發(fā)電機(jī)有絕緣缺陷，則發(fā)電機(jī)將會(huì)被燒壞。同時(shí)水輪機(jī)由于沒有調(diào)速器，使得機(jī)組轉(zhuǎn)速不斷升高，將出現(xiàn)"飛車"現(xiàn)象。
3 安全措施
3.1 發(fā)電機(jī)過電壓保護(hù)的設(shè)置
如圖2所示，在發(fā)電機(jī)出口電壓互感器二次側(cè)裝設(shè)電壓繼電器KV1見圖2（a）,整定值為發(fā)電機(jī)額定電壓的1.25～1.3倍。當(dāng)發(fā)電機(jī)出口電壓達(dá)到整定值時(shí)，其KV1的動(dòng)合觸點(diǎn)接通，使中間繼電器KM1線圈勵(lì)磁并自保持見圖2（b），若一個(gè)電站有多臺(tái)機(jī)組，則采用圖中并聯(lián)接法。同時(shí)，KM1的另一動(dòng)合觸點(diǎn)也接通，見圖2（c），使發(fā)電機(jī)滅磁。這樣，發(fā)電機(jī)不會(huì)出現(xiàn)空載過電壓的現(xiàn)象，KM1的設(shè)置是為了防止發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的"慣性"作用，確保發(fā)電機(jī)有效滅磁，發(fā)電機(jī)在下一次起勵(lì)前必須按復(fù)位按鈕SB1，再進(jìn)行其它正常操作。其它機(jī)組KM的接法同KM1。發(fā)電機(jī)滅磁后，則發(fā)電機(jī)出口沒有電壓，此時(shí)，事故照明電源由UPS提供。

UPS電源的容量確定與機(jī)組的數(shù)量成正比。
3.2 水輪機(jī)自動(dòng)操作的設(shè)置
單相交流電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器來控制水輪機(jī)的操作手柄，水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速控制及有功負(fù)荷控制由電動(dòng)機(jī)來完成。當(dāng)開機(jī)或增大有功負(fù)荷時(shí)，按下SB3；當(dāng)關(guān)機(jī)或減有功負(fù)荷時(shí)，按下SB4。若機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行，此時(shí)當(dāng)出現(xiàn)外線路故障或大電網(wǎng)停電時(shí)，由中間繼電器KM1的動(dòng)合觸點(diǎn)使電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)見圖3，經(jīng)減速器使水輪機(jī)的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)自動(dòng)關(guān)閉，此時(shí)位置開關(guān)S1斷開，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，自動(dòng)過程結(jié)束。S2安裝在水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)100%時(shí)對(duì)應(yīng)的碰桿位置。當(dāng)外線故障或大電網(wǎng)停電時(shí)，由中間繼電器KM1的動(dòng)合觸點(diǎn)使電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)減速器使水輪機(jī)的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)自動(dòng)關(guān)閉，防止了機(jī)組"飛車"事故的發(fā)生。

4 結(jié)論
小型低壓水輪發(fā)電機(jī)并網(wǎng)的安全運(yùn)行已顯得非常重要，我們對(duì)興山縣三岔口電站（2×320kW）進(jìn)行了改造，經(jīng)兩年來的運(yùn)行，具有動(dòng)作可靠、反應(yīng)靈敏、操作方便等特點(diǎn)，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。