低压机组一体化控制屏在农村水电中的应用.docx

·65

小水电2015年第5期(总第185期)农村水电“十三五”发展

低压机组一体化控制屏在农村水电中的应用

聂旭旺，杨沐

(国网电力科学研究院/南京南瑞集团公司，江苏南京211106)

摘要：在我国，低压机组水电站约占全国农村水电的70%～80%,电站的自动化水平较低，危及到电站设备的运行安全和人身安全，降低了低压机组电站的市场效益和竞争力。介绍一款由南京南瑞集团公司自主研发的低压机组一体化控制屏，详细叙述了该产品的研发背景、产品构成和功能，并通过实际案例介绍了该产品的应用，为提升此类电站的自动化水平提供了重要的参考。图3幅，表1个。

关键词：农村水电；低压机组；一体化控制屏；自动化

0引言

我国小水电资源极其丰富，据不完全统计，可开发量约为1.3亿kW,居世界首位，开发前景广阔。目前我国农村小水电站有5万多座，在农村经济发展中发挥了重大作用。这些小水电站70%~80%都是400V的低压机组，大多在山区条件恶劣的地方，生活条件相对艰苦。

由于低压机组水电站机组单机容量很小，电站职工素质普遍不高，整体的自动化水平一直得不到提高，电站的各项控制、调节基本都是按照人工操作来设计。这种落后的设备配置方式和技术装备设计思想一直延续到现在，造成低压机组水电站的劳动生产效率无法提高，电能质量很不稳定，各种事故频繁发生，已严重危及到电站设备的运行安全和人身安全；使得低压机组水电站在运行、融资、上网等方面遇到困难，影响到电站的效益与生存，使得电站在市场经济的环境下缺乏应有的竞争力。

南京南瑞集团公司正是在这种背景下，经过多

收稿日期：2015-05-25

作者简介：聂旭旺(1986-),男，助理工程师，主要从事小水电综合自动化系统的调试、现场投运及维护等工作。E-mail;niexuwang@

方调研，发挥自身长处，总结低压机组的特点，凭借在自动控制领域多年的工程经验，自主研发了NSLD13003低压机组一体化控制屏。该产品适用于单机1000kW及以下、发电机出口电压为400V的低压水轮发电机组，集低压机组的测量、控制、保护、励磁、同期等功能于一身，提高了低压机组电站的自动化水平，增强了低压机组电站在市场上的竞争力。

1实现条件

(1)优良的一次设备。优良的一次设备是指经过预试及运行鉴定，技术状况良好，技术档案资料齐全，能达到铭牌出力且可以确保安全、经济、可靠供电的完好设备；还应能够正确的接受二次设备的控制指令，且不会误动。

(2)合理设计的二次设备。随着自动控制技术的不断发展，市场上二次设备种类齐全。根据低压机组水电站的特点进行设计，既可保证设备可靠工作，又不需投资过大。

(3)可靠的通讯技术。通讯技术的发展完成了设备之间的软连接，一次设备与二次设备之间、二次设备与二次设备之间通过可靠的通讯总线高速、精准的完成数据交换。

农村水电“十三五”发展SMALLHYDROPOWER2015No.5,TotalNo.185

·66·

2低压机组一体化控制屏的组成

低压机组一体化控制屏主要由智能控制器单元、发电机出口断路器、隔离开关、互感器、励磁组件、励磁变压器(有刷励磁方式)等组成，将一台水轮发电机组的一、二次设备优化配置在一面屏中。屏体采用全封闭结构，具有较高的防护等级(见图1)。具体组成如下：

图1低压机组一体化控制屏

(1)智能控制器。采用南瑞自主研发的NSLD13601低压机组智能控制器，该控制器采用标准4U19”机箱，机架式安装。机箱正面为人机显示部分，采用高性能轻触按键及液晶显示屏，机箱背面为接线端子，主要完成发电机组各设备的数据采集、监视、控制功能，继电保护功能，励磁调节与控制功能(见图2)。

(2)一次设备。主要包括发电机出口断路器、隔离开关、互感器等。

(3)励磁设备。主要包括可控硅整流器、灭磁及过压保护回路、励磁变等。

图2低压机组智能控制器

(4)仪表和操作按钮。主要包括电流表、电压表、功率表、频率表、开停机按钮及把手等，实现机组状态的监视和手动控制操作。

(5)电源系统。实现低压机组一体化控制屏内各设备的供电及部分外部回路的供电。

(6)柜体。采用2260×800×800标准机柜。

3低压机组一体化控制屏的功能

(1)机组流程控制。低压机组一体化控制屏能够实现机组的自动开机、停机、事故停机等顺序流程控制，以及手动一键开机、一键停机功能，实现一键式操作，简化了操作流程。

(2)测量功能。能够测量发电机机端三相电压、三