水电站电气二次系统的构造及应用控制措施研究.docx

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水电站电气二次系统的构造及应用控制措施研究

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摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，能源供需日益紧张，政府加大了对水电工程的建设力度，并提高了对水资源的实际利用率。而在水电站建设及运行过程中，电气二次系统是实现人与一次系统的联系监视与控制的关键，为一次系统的稳定运行提供有力的保障。在一定意义上讲，所构建电气二次系统的构造与应用情况，直接影响到整体水电站的运行效率。因此，本文对水电站电气二次系统的构造要点与有效应用控制措施开展综合分析，为水电站电气一次系统的安全与经济运行提供必要保障。

关键词：水电站；电气二次系统；系统构造；控制措施

引言：在水电站建设过程中，电气二次系统主要由继电保护、计算机监控公用设备控制等诸多子系统共同构成。因此对水电站电气二次系统的合理构造与有效应用控制，也需要对电气二次系统的诸多子系统开展深入研究，明确各项系统的具体构造要点，才能实现对电气二次系统正确应用控制模式的合理选择。

一、计算机监控子系统的构造要点及控制措施

在当前我国多数水电站建设过程中，电气二次系统的计算机监控子系统结构普遍选择为多层分布结构，不同功能模块之间相对独立。因此需要通过以太网的形式将各项功能模块、水电站现场控制设备单元以及系统主机之间加以相互连接，在明确系统运行职责、合理分配工作任务的同时，保障系统的有序运行。而在计算机监控子系统运行过程中，主要的应用方向与职责为，对水电站建筑中所配置各类电气一次设备、电站级开关站等进行实时监测，并将监测信息作为水电站电气二次系统的运行控制依据。具体来讲，在水电站电气二次系统的计算机监控子系统中，包含了数据自动采集与处理、自动预警机制、系统运行实时监测、生产管理等功能模块。

二、励磁系统的构造要点及控制措施

水电站电气二次系统中励磁系统主要由功率单元与调节器两部分共同加以构成。管理人员通过在励磁调节器中输入特定的信号与调节准则，从而实现对励磁功率单元输出情况的有效控制，并以此为途径提高水电站电力一次系统结构中并联机组的运行稳定性。但是在当前部分水电站电气二次系统中，所构造励磁系统的调节器为单一配置结构，在调节器设备出现异常故障等问题时，会对水电站整体运行情况造成严重干扰。因此需要在励磁系统构造过程中配置两套及以上的励磁调节器设备，并增设自动切换机制，在主用励磁调节器出现异常运行问题时，自动切换使用备用励磁调节器设备。

三、继电保护系统的构造要点及控制措施

水电站运行过程中，继电保护系统主要发挥着快速排查及控制故障的重要作用，在水轮发电机组等出现运行故障问题时，自动将故障设备从整体水电站电气系统中加以临时切除，并向管理人员发出预警信号。而在当前我国多数水电站二次系统中，普遍配置了微型机装置，在保障装置各项性能均符合国家相关规定的同时，将装置的占地面积、采购成本适当缩减。

具体来讲，在水电站电气一次系统运行过程中，继电保护系统主要提供的故障排除与检查效用由电机横差保护、过电压保护、CT断线保护、失磁保护、电机纵差保护、定子过负荷保护等多项功能模块所构成，缺乏配置以上任一功能模块，都会大幅降低水电站电气以此系统的运行稳定性、安全性。所以在继电保护系统组建环节中，要注重提高系统的功能配置全面性。

目前，我国多数水电站电气二次系统中，继电保护系统的应用控制模式为三段式电流保护控制模式。其中一段保护为电流速断保护，根据本段末端短路电流最大值进行控制调整。二段保护为限时电流速断保护（也被称为延时电流闭锁电压速断），结合该段相邻元件的最大保护动作范围进行控制调整，并发挥出提供后备保护的职能效用。三段保护为过电流保护，根据最大负荷电流加以控制调整，并作为一二段保护的后备保护。

四、直流系统的构造要点及控制措施

根据国家相关规定，当前我国多数水电站所配置直流系统的电压数值为220V，并配置一套相应的直流系统装置，以及两组蓄电池组。而在蓄电池组的规格型号选择、配置环节中，需要结合实际需求选择适当容量的蓄电池组，其中具体的选择标准为，所选择蓄电池组可在水电站出现运行事故时提供一定时间的事故照明电源。而在直流系统运行过程中，也需要对两组蓄电池组所提供的事故照明电源与保护垫进行合理控制，从而形成供电直流系统，这也是直流系统的具体应用控制措施。此外，在直流系统组建过程中，需要在不同母线中配置开关装置，确保不同母线相互之间的稳定连接；在条件允许范围内将蓄电池组进行重叠摆放；结合变电站实际需求，选择适当容量的蓄电池组。例如在我国多数水电站中，普遍选择配置经济适用性较强、满足系统运行性需求的400Ah蓄电池组。

五、火灾自动防护系统的构造要点及控制措施

在水电站电气二次系统中的火灾自动防护系统框架结构中，该系统主要由自动监测功能、自动预警功