小型水电站几个问题的解决方法
作者:韦康健
来源:广西区天峨县水利电业有限公司
评论: 更新日期:2008年05月09日
大多数小型水电站发电机机端出口电压为0.4kV,采用整步表法或暗灯法并网,在发电机机端空气开关处设过流、速断保护及利用空气开关的欠压脱扣器线圈作欠压保护,再没有其他保护。电机采用手动调速,而且这些电机在通过变电站与电网联网的线路中有沿线负荷。
1存在的问题
并网时很难把握好同期瞬间,冲击电流大,导致电网及机组的剧烈振荡,给电网及机组带来严重的危害。
丰水期,由于某种原因,电站由并网运行突然转为脱网运行。当沿线负荷较轻时线路上用户的电器将承受着较高的电压,甚至有可能被烧毁。
枯水期,由于某种原因,电站由并网运行突然转为脱网运行。当无功功率缺额时,电压会降低,当降到或者低于70%额定电压时,空气开关失压跳闸。当出现有功功率缺额时,线路上的电器,特别是电动机在低压下运行,有可能造成损坏。
手动开停机。满负荷运行时,由于某种原因,机组本身空气开关跳闸,关机不及时,容易造成超速,致使引起机械损坏和绝缘损坏。
2解决问题的方法
2.1引入ZZB-5A自动准同期并网装置
这种装置是一种电子型集成控制仪器,动作灵敏,结构小巧,外形美观,可与其他仪表安装在同一配电屏上,电动合闸都可以配套使用。
使用应注意的问题如下。
采用DW10型电磁型合闸空气开关或电动合闸空气开关的机组,从接到指令到完全合闸需要2.0~2.5s的时间,待开关合闸时,同期瞬间已过,实际上是非同期并网操作。为此,在空气开关的两端并接交流接触器的常开主触点,来实现快速准确自动并网。
采用DW15型电动储能合闸空气开关的机组,由于开关合闸时间非常短,自动准同期ZZB-5A的出口可直接接到合闸线圈回路,实现完全自动并网操作。
各电站还安装一套暗灯装置,通过监视暗灯,当接近并网条件时,再投入自动准同期装置,这样可有效地保护准同期装置,延长其使用寿命。
2.2引入过压保护装置
每台仅装一个DY-34型电压继电器,此装置接线简单,投资少。把电压继电器的两对常闭接点并接后,再串入空气开关的欠压脱扣线圈回路中,并接两对接点的目的是为了保证接点有足够的容量。电压正常时,常闭接点闭合,空气开关的欠压脱扣器线圈通电,使空气开关处于合闸状态;当电压达到或超过整定值时,常闭接点打开,欠压脱扣器线圈断电,空气开关跳闸,保护机组本身和沿线用户电器。
2.3引入低频保护装置
低频保护是针对电站脱网带重负荷运行引入的一种保护,采用BDZ-B型低频继电器作为过流的后备保护,其额定电压为100V,额定频率为50Hz,低频整定范围为49~46Hz。当机组频率下降或波动到低于整定值时,其一对常开接点闭合,发出跳闸信号,作用于空气开关的分励脱扣线圈,使机组跳闸,停止向外供电,从而使机组本身及所供线路上的电动机避免因低频运行带来的损伤。
2.4引入水阻消能保护装置
小型水电站的开停机大都为手动型,当机组空气开关跳闸后,由于来不及及时关机,机组将超速,由此带来机组机械破坏,甚至危及人身安全。为解决此问题引入了水阻消能。
所谓水阻消能,即利用盐溶液将发电机机端电源平衡短路,在盐溶液的电解反应过程中消耗能量。当电解的盐溶液消耗的电能基本与发电机输出的电能相等时,发电机运行稳定,不产生超速,从而保护了发电机。
应用水阻消能应注意的问题如下。
按1m3盐溶液配置150kW的出力来建造水阻池。
调节水阻盐溶液浓度时,应以能消耗60%的机组出力为适度,不能调节为耗能等于或大于机组出力。
消能电极可布置为三角形或长方形。一般情况下,为减少占地面积,且水阻池易于布置,常采用长方形布置。长方形布置形式需要四个电极,其两端电极用导线于引出处连成一相,另外两极各是一相,使三相耗能平衡。
3结束语
经8年的运行实践检验,改造后的电站并网迅速、准确,脱网运行时无过压、欠压、低频供电现象,甩负荷后,不出现超速,电站运行稳定、安全。