提高水电站电气设备可靠性

发表时间:2015/10/15   来源:《工程建设标准化》2015年6期   作者:张强
[导读] 黑龙江省松花江航运枢纽建设管理中心,黑龙江,哈尔滨,150026 本文重点对影响水电站电气设备可靠性的因素进行了分析,并提出了提高水电站电气设备可靠性的策略。

(黑龙江省松花江航运枢纽建设管理中心,黑龙江,哈尔滨,150026)

【摘  要】水电站电气设备的运行对于水电站的正常工作以及安全有非常重要的意义,目前我国依然存在水电站电气设备运行效率低,事故频繁发生等问题,基于如此,本文重点对影响水电站电气设备可靠性的因素进行了分析,并提出了提高水电站电气设备可靠性的策略。
【关键词】水电站;电气设备;可靠性

一、前言
电气设备在水电站中起到了非常重要的作用,随着科学技术的发展,电气设备的自动化在水电站的使用,提高了水电站电能的生产效率,同时也增加了水电站的安全系数,本文着重对水电站的电气设备可靠性进行了针对性的分析。
二、电力系统可靠性研究的任务和意义 
1、电力系统可靠性研究的新进展 
        目前我国已经针对电力设备在运行过程中建立了完善的数据库,同时建立了可靠的管理中心,相关的电力企业包括水电站需要定期的提供年报,这一基础性工作的完成一方面可以为电力在可靠性评估方面提供有效的条件,另一方面也推动了我国电气企业在选择设备方面的发展,首先电力市场需要可靠性的支持,在原有的基础上对进行可靠性的修订和补充,这样能够降低电力系统事故发生的风险,首先,电力用户的不确定因素较大;其次,多个市场贸易主题的分散决策过程导致使得用电量以及电力稳定性出现很多不确定的因素,在这个基础上,开展电力系统的可靠性研究无疑是当代亟待解决的问题。
2、电力系统可靠性研究的新任务 
        电力系统可靠性可定义为向用户提供质量合格的、连续的电能的能力,而能力常用概率表示。主要任务如下: 1)研究单个元件和由元件组成的系统的计算模型,定量计算指标,研究如何应用统计的方法去获得元件的可靠性指标。2)鉴于电力系统的范围较大,在研究可靠性时要根据不同环节的要求,突出主要矛盾,构成不同环节的可靠性数学模型和计算方法。3)寻找提高电力系统可靠性的途径和方法。 
3、电力系统可靠性研究的意义 
        研究电力系统可靠性是十分重要的,这主要体现在以下两个方面:1)提高电力系统元件的可靠性是提高电力系统可靠性的重要措施。因此,需要开展关于产品的可靠性的研究,要用可靠性理论指导产品的设计、制造、使用的全过程。2)在电力系统中,应用可靠性新技术的过程也是不断提高经济效益的过程。 
三、电站电气设备可靠性分析 
1、变压器设备可靠性分析 
        对于电气设备的运行是否安全、可靠,对整个水电站的运行是否稳定有着严重影响,同时影响着电力系统的稳定运行,供电质量是否能够符合标准都受到一定的影响。因此,必须加强对变压器设备运行时的维修与检查,及时发现故障隐患,将故障处理在未发生前,若预防无效已经发生的故障,则要采取相应的措施进行处理。 
        首先,对变压器气体保护设备进行检查。当变电器投入到实际使用时,需要在其运行前对变压器进行充分且全面地检查,检查重点放在对气体继电器上,检查设备中是否有气体存在,对节点运行情况进行实验,看其是否能够发出正常的动作;对于气体继电器连通管设备进行检查时,在进行实际检查时,要沿着气体的流动方向,对坡度进行注意,使得流动缓慢的气体能够流入到继电器中。
        其次,对变压器进行防雷保护设置。对于电气设备运行来讲,所处的环境多种多样,要根据电力系统的需求进行设置。当变压器投入到运行过程中,正好赶上雨季,这时,就必须对变压器进行防雷保护设置,以防止雷电对变压器造成破坏,从而影响到整个电气设备的正常运行。对变压器进行防雷保护时,采用避雷针法,但是在安装避雷针时,一定要对避雷针的绝缘性进行试验,以确保其应该有的性能,从而提高变压器运行时的安全与可靠,同时,还要对接地电阻进行检查,看电阻值是否满足变压器正常运行的标准。


 
2、 水电站二次电气设备可靠性分析 
        水电站的电气设备安装包括电气一次设备和二次设备的安装工程。电气的二次设备一般用于一次系统的测量、信号、控制、保护以及自动和远程控制,并且要对一次设备进行调控、监视、保护,确保水电站一次设备和二次设备的安全可靠和经济合理运行。电气二次设备在水电机组运行过程中对其运行参数进行控制、调节和监控,因此电气二次设备的运行情况会直接影响水电站的能否高效发电、安全生产、供电等。 
对电气二次设备的安装及调试的质量直接关系着水电站能否安全发电。其安装和调试主要包括以下五个环节:电缆的敷设与连接、二次电缆管道预埋、二次设备的调试、二次盘柜基础和设备的安装等。水电站电气二次设备安装工程是一项非常重要的环节,因此必须对电气二次设备的技术进行进一步的改造。
四、提高水电站电气设备可靠性的策略
        在满足继电保护基本要求的前提下,力求简单可行、维护检修方便、造价低及运行人员容易掌握等。 可以采用以下提高水电站带拿起设备运行的策略:
1、过电流保护 
        单机750kW以下的机组,可以采用自动空气开关的过电流脱扣器作过流及短路保护,其动作整定值可通过调整衔铁弹簧拉力来整定,整定值一般为发电机额定电流的1.35~1.7倍。为了提高保护的可靠性,还可采用过流继电器配合空气开关欠压脱扣器作过流及短路保护,继电器线圈电源取自发电机中性点的1组(3只)电流互感器,继电器动作值仍按发电机额定电流的1.35~1.7倍整定。 
2、欠压保护 
        当电网停电时,由于线路上的用电负荷大于发电机容量,此时电压大幅度降低,空气开关欠压线圈欠压而释放,跳开空气开关,以防电网来电造成非同期并列。
3、水阻保护 
        当发电机因某种原因(如短路、长期过载、大网停电等)突然甩掉负荷后,机组转速会迅速升高,这种现象叫飞逸。如果不及时关闭调速器和励磁,可能造成事故。一般未采用电动调速的农村小水电站可利用三相水阻器作为该保护的负荷。我市的小水电站均设置了水阻保护装置,经多年运行表明:这种保护装置具有“接线简单、造价低、保护可靠、运行维护方便”等优点。 
4、变压器过载、短路保护 
        变压器高压侧采用跌落式熔断器(或SN10-10型油开关)作过载、短路保护。运行经验表明,额定电压为6~lOkV的跌落式熔断器只能用在560kVA及以下的变压器;额定电压lOkV的跌落式熔断器只能用在750kVA及烈下的变压器。当变压器容量超过750kVA时,应采用油开关。跌落式熔断器熔丝按下列公式选择: 
        当Se<100kVA时,熔丝额定电流=(2~2.5)×高压侧额定电流;当Se>l00kVA时,熔丝额定电流=(1.5~2)×高压侧额定电流。 
5、提高继电保护设计
        从水电站的整体工程出发,水电站在运行的时候都采用继电保护的形式,安装成套的继电保护装置。发电机、变压器以及110kv的自动保护装置都采用分组和分屏的形式,发电机和变压的的继电保护装置都安装的整体的控制室中。在安装系统的保护装置中,系统一般都在中央控制室。线路中主变压器如果发生故障的时候一般都采用启动装置,分析录波器在其中记录的内容,同时也记录装置中的故障包含的安装的故障信息,分析这些信息能够找出故障系统中的电气量。从水电站的整体设计出发,水电站中不单独的设置统一的继电保护装置,系统的继电保护装置一般都采用全自动的形式,主变压器和保护装置都均匀的分布在控制室中
五、结束语
        综上所述,本文针对水电站电气设备运行的特点,对电气设备运行过程中,影响可靠性的相关因素进行了详细的分析,针对这些问题,提出了对电气设备保护措施的方法,同时提出计算机监管对提高电气设备可靠性的意义,目的是提高电气设备运行的效率和安全系数。
参考文献
[1]吴浩. 提高水电站电气设备可靠性浅谈[J]. 四川水利, 2014, 35(4).
[2]黄杰维. 水电站电气设备的可靠性研究[J]. 现代制造, 2011, (24).
[3]桑振海. 龙羊峡水电站电气设备可靠性分析[D]. 天津大学, 2013.

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