水力发电厂电气控制及其保护

水力发电厂电气控制及其保护

邓育林

大唐岩滩水力发电有限责任公司广西河池市

摘要：我国社会经济的不断发展，在很大程度上提升人们生活水平的同时，也使得人们的思想观念发生了极大地转变，并且各行各业对于电力的需求量越来越大，加之可持续发展战略的不断深入实施，市场上对于水力发电厂提出了更高的要求，特别是在水力发电厂的发电质量以及其电气安全保护与控制两大方面。在本文中，首先对水力发电厂电气控制系统的组成进行了概述，然后以此为基础，对电气控制系统的现状以及其保护的对策进行了研究与探讨，仅供同行借鉴与参考。

关键词：水力发电厂；电气系统；控制；保护

1.引言

从某种意义上来说，水力发电厂与火力发电厂或者是其他能源发电的原理是不同的，水力发电厂的发电条件主要来源于自然因素，其对于电气的控制相对来说更加的繁杂，难度比较大。在水力发电厂中，其电气控制系统的组成主要包括生产、运输、分配、使用电能的电工设备以及其他相关的配套设施。通常来说，水力发电厂电气系统的控制及其保护能够对整个发电厂的安全运行产生直接性的影响，更加关乎国民经济的稳定发展，所以，加强电气系统的控制与保护是十分必要的。

2.电气控制系统的组成

2.1控制室的组成

在水力发电厂当中，单元控制室以及主控室共同组成了电气控制室，而单元控制室可划分成两大类型，包括网络控制室以及独立单元的控制室。一般来讲，发电厂会结合发电容量的实际情况对相应电气控制室进行选择和采用，比方说，当发电容量在100MV以下时，一般会对主控制室进行采用。从实际情况来看，双机一控以及单机一控有其运用优势，也有其运用劣势，双机一控实属两地运行，在运用时，无法在第一时间妥善解决遇到的故障，不便于两地间的沟通，而且所需投入的人力资源极多。单机一控对分级管理电气控制极其有利，而且可从监控和运行以及安装方面来控制电气控制，相比于双机一控，其更便于处理故障。

2.2控制电气系统一般会采用到的方法

控制电气系统时一般会采用弱电控制和强电控制以及微机控制等三种控制方法。相对来讲，强电控制接线方法非常简单，而且更便于调试以及运行，最为重要的一点是，其能够使可靠性以及安全性得以保障。而弱电控制主要是对控制回路以及断路路跳合闸间的关系进行利用，结合转换强弱电装置对弱电控制断路器进行控制，这一控制方法有着极其复杂的线路连接，无法保障可靠性。而微机控制结合了弱电控制以及强电控制两种控制方法，微机的监控方式在DC系统当中纳入了电气控制，使自动化机组作业的水平得以提升。

2.3电气设备测量系统和信号系统

在水力发电厂中，中央信号系统是其最为核心的信号系统部分。当前，很多发电厂在进行设计时，都会对能重复动作的信号系统进行采用，这一信号系统由光字牌以及冲击继电器所组成，或者对中央信号系统进行采用，其由微机闪光报警器所构成。在应用时，信号系统无法对瞬时信号进行记忆，报警信号极其单一，可靠性以及安全性极其缺乏。而中央信号系统可对瞬时信号进行记忆，有着简单的信号回路，不需对重复动作进行考虑，不受信号数量的制约，更重要的是其完备的功能，有着非常高的技术含量和作业效率。

3.电气控制系统现状

随着我国经济社会发展水平的不断提升，传统的水力发电厂电气控制系统越来越难以与现代水力发电厂实际的运行需求相满足。加之，随着水力发电厂发电性质的不断增加，在发电厂运行的过程中，相关的电气设备承载的发电负荷越来越多，所以，引起其故障发生的因素也越来越多样化，因此，对于电气控制系统来说就需要具备对各种发电故障进行应对的能力。现阶段，在大部分的水力发电厂中，其电气控制系统尚不具备该能力。

3.1不够统一的控制设备工作

在水力发电厂当中，信息技术虽然得以广范围的应用，不过在具体应用时还有许多问题存在，其中控制设备工作不够规范和统一就是其中一个问题。多个运行系统共同组成了水力发电厂，每一系统发电负荷不同，采用运行设备也有所差异，唯有确保协调和统一的设备运行，才能够使电力品质得以有效提升，但从当前来看，还无法满足相关的需求。

3.2传导通讯数据出现的一些问题

在发电厂中有非常多的传导通讯的设备，但若无法有机结合分布式的控制系统和装置便会增加通讯数据传导难度。传导通讯数据有几大步骤，包括数据接收传送数据、搜集数据和通讯处理以及数据处理等等，分散式处理方式会对系统稳定造成一定干扰，增加传导通讯数据的流程，对稳定和安全的电气系统运行也极其地不利。

3.3接入电气系统方式的缺陷

现阶段，在我国的水力发电厂电气控制系统中，其接入方式大多是对硬链接为主的方式进行采用，而该种接入方式对于资金的耗费是比较大的，与整个系统的收费相比较来说显然是很不合理的。

3.4功能问题

在电气系统当中，一些功能互相起到一定的制约作用，在使用一些功能时会对其他设备稳定运作产生一定影响，这样就无法有效发挥出电气系统的功能优势，从而对设备运作的成效产生一定的影响。

3.5接口问题

在很多水力发电厂当中，都有设备接口处理的问题存在，致使设备间接触不良、因选择设备的问题，每一个发电厂都有不同的设备接口规格，在必要时多会对外接设备进行采用，即对非原配连接线进行采用，对不同规格的两个接口进行选择，在这种情况之下，很难使整体的电气系统运作得以保障。

4.水力发电厂电气系统的保护措施

水力发电是一种能够进行重复使用的电力能源，是一种环保的能源供应方式，其不仅能够使我国的发电负担得以减轻，减少能源的消耗，而且对于环境的保护而言有着十分重要的作用，是一种值得推广与应用的电力能源供应方式。在日后对发电厂进行管理的过程中，相关部门应该对电气保护科技进行不断地创新，从而使水力发电厂的安全、稳定运行得以切实保证，实现电力能源的持续供应。

4.1确保全自动化的实现

要想使安全的电气系统运行得以保障，提升发电厂发电效率，就应基于网络化管理，确保全自动管理和监控的实现。结合终端设备提供供电数据自动化的减弱、加强电气设备运行，并能够自动化的对设备运行进行监控，这就是全自动化的电气系统，全自动化的电气系统可确保一致的运作，提升设备运作效率。

4.2将智能化的控制中心建立起来

社会经济的不断发展，推动了科学技术水平的提升，促进了信息化时代的到来。从现在的社会科技来说，人们的日常生产与生活中，对于信息化与智能化两个部分已经越来越不可分割，在对电气系统进行保护的过程中，相关工作人员应该对智能化保护的理念进行积极地引入，实现信息化与智能化的同步发展。对智能化控制中心进行建立，能够使水力发电厂电气系统管理过程得以缩减，对于管理程序的简化有着十分重要的作用，而且还能够实现一个控制室对整个电气系统进行监督与操作，协调各个下级系统的运作，对传统通过人力进行控制的方式进行替代，最终实现智能监测、智能报警以及智能修复等目的。

5.结语

总之，从目前的形势来看，我国已经建设了三峡水电站、向家坝水电站等在内的多个水力发电站，其分别属于不同的发电厂管理，还有很多相对规模比较小的水力发电站。水力发电厂的管理能够对电气系统运行的质量及其安全产生直接的作用。在未来管理的过程中，相关部门及其工作人员应该对安全监控、安全控制及安全保护的工作力度进行加大，使发电厂的安全运行得以切实保证，从而实现电能供应的安全性，并使供电服务的质量得以提升。

参考文献：

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