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2024年小型水电站加装过速自动紧急停机保护装置

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3100kW，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xx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xx年至xx年间因多次发生飞车，致使

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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1.3～1.4Ue(Ue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。

2024年小型水电站加装过速自动紧急停机保护装置（2）

小型水电站加装过速自动紧急停机保护装置的意义和必要性

水电站是利用水能转换为电能的装置，是清洁能源的重要组成部

分。在现代社会，由于环保意识的提高和对可再生能源的追求，水电

站被广泛用于发电。小型水电站作为分布式能源的一种重要形式，具

有建设周期短、适应性强、投资回收快等优势。然而，由于水电站运

行涉及到水流、机械等多个因素，如果不加以合理的保护装置，可能

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会导致水电站出现安全事故和设备损坏，甚至对环境造成污染。因

此，小型水电站加装过速自动紧急停机保护装置具有重要的意义和必

要性。

首先，过速自动紧急停机保护装置可以保障水电站设备的安全。

在水电站运行过程中，有时会因为水流量的突变或其他原因导致水轮

机转速超过最大允许值，这样就可能会对水轮机和发电机造成损坏。

而过速自动紧急停机保护装置可以通过感应器和监测设备，实时检测

水轮机的转速，并在超过安全范围时，立即自动启动紧急停机装置。

这样可以有效避免水电站设备在高速运转时出现问题，保障设备的安

全性。

其次，过速自动紧急停机保护装置可以保护人员的安全。水电站

是危险的工作环境，水流湍急，机器运转噪音大，人员在操作和维护

设备时容易发生误操作和事故。如果没有过速自动紧急停机保护装

置，当水轮机转速过快时，工作人员可能来不及反应，导致无法及时

停机，从而增加了工作人员的伤害风险。而加装过速自动紧急停机保

护装置后，在水轮机转速过快时，装置能够自动停止设备，减少了工

作人员的伤害风险。