水轮机发电机组自动化技术的探讨

水轮机发电机组自动化技术的探讨
随着自动化技术迅猛发展，电气自动化在水电站中也得到了广泛应用，这又主要体现在水电站的自动化方面。

文章介绍了水轮机发电组的构成，探讨了水轮机发电组自动化系统的应用。

标签：水轮机发电组；自动化技术；探讨
一、前言
水力发电是现代电力生产主要方式之一，利用自然水源产生机械能转变为电能，为地区供电使用提供了资源保障。

随着科学技术快速发展，我国水力发电工程规模日趋扩大化，水轮机在发电系统中的作用更加显著。

同时，自动化控制成为水力发电的新模式，利用自动控制系统对水轮机组实施综合调控，全面提升了机组结构的可操控性。

水电站要充分利用自动控制系统优势，建立更先进的水轮机自动化控制系统。

二、水轮机发电机组自动化技术探讨
水轮机发电机组自动化关系着电厂运营收益，也影响着地区实际供配电效率。

下文介绍几种主要的水轮机发电机组自动化控制系统。

1、测温系统
测温系统的测温元件为铂热电阻（分度号Pt100），温度信号送至监控系统和测温制动柜温度显控仪，测温元件接线方式为三线制。

水导轴瓦、下导轴瓦、推力瓦、冷却水、空冷器冷热风、轴承油槽均设有温度显控仪测温点，每个测温点有上限和上上限报警，当温度超过上限设定值时能发出报警信号，当温度超过上上限设定值时能发出事故停机信号。

上上限报警信号是否输出，可通过投退测温制动柜内连接片的位置确定。

2、机组冷却系统
机组设有冷却水系统，通过空气冷却器与发电机热风进行热交换，通过油冷却器与润滑油热交换，保证水轮发电机机组各个部位温度正常。

机组冷却水系统设有空冷器、推力油槽、水导油槽冷却水流量开关，监视各处冷却水流量。

机组接到开机指令，投入冷却水，当冷却水正常时，可调速器开机。

在机组运行中，任何一处冷却水流量小于停机流量，经3-5分钟延时，冷却水仍然不正
常，则事故停机。

3、轴承润滑油系统
为防止机组运行中由于温度太高而引起烧瓦现象设有轴承润滑油系统，该系统包括推力轴承润滑油槽、水导轴承润滑油槽、推力油冷却器、水导油冷却器。

为能达到良好的润滑和冷却效果，各油槽设有油位信号器、测温电阻、油混水信号器。

当油位过高、油位过低、油温度过高、油槽积水时均发出报警信号。

机组开机时，检查油位是否正常，油位不正常时调速器不开机。

4、过速限制器关闭系统
为保护机组，防止机组出现飞逸现象，在导叶操作管路上设置了事故配压阀，与油阀、液压换向阀、电磁阀共同组成过速限制器关闭系统。

机组正常时，事故配压阀处于复归位置，主接力器的开腔与调速器的开腔相连，主接力器的关腔与调速器的关腔相连；当机组过速115%额定转速又遇调速器拒动、电气转速信号器150%额定转速触点动作时紧急事故继电器动作，投入过速限制器电磁阀，液压换向阀动作，打开过速限制器油阀，事故配压阀处于事故配压状态，使主接力器开腔与集油箱接通，关腔直接与油压装置压力油源接通，关闭导水机构，实现紧急事故停机。

5、纯机械液压关闭系统
机组配置一套纯机械液压过速保护装置，它主要由飞锤装置和换向阀两部分组成，正常状态油压装置压力油与过速限制器油阀控制腔相通，过速限制器不动作。

当机组转速升高到过速保护设定值（155%额定转速），而此时水电站电气转速信号装置或电源系统以及调速系统等发生故障，无法使机组停机，纯机械液压过速保护装置飞锤动作换向阀扳机，换向阀动作改变油路，使过速限制器油阀控制腔与回油箱接通。

过速限制器动作，过速限制器切换接力器油路使接力器关机腔接油压装置压力油，接力器开机腔接回油，接力器关闭导叶机组停机。

同时当机械液压过速动作时输出一对电气信号，机组严重事故停机，严重事故继电器动作，关闭快速闸門机组停机。

6、机组制动系统
机组接到开机令时，机组复归腔电磁阀的投入线圈、制动腔电磁阀的退出线圈同时得电，制动器复归腔接压力气源，保证机组开机运行过程制动器在复归位置。

机组停机时，当导叶关至全关，转速降至20%额定转速时，机械制动投入，机组制动腔电磁阀的投入线圈、复归腔电磁阀的退出线圈同时得电，制动器制动腔接压力气源，制动器在制动位置，机组制动。

测温制动柜中制动腔、复位腔电接点压力接点信号送入计算机监控系统，反映机组制动器制动的控制状态，制动器设有位置行程开关，行程开关信号一路供监控系统监测制动器位置状态，一路供测温制动柜制动信号灯用。

机组制动器所有行程开关全部复归到位，才允许机组调速器开机。

制动柜中制动腔、复位腔电接点压力表常开接点与制动器投入复归行程开关的组合判断，可准确反映每个制动器工作是否正常。

7、加热器、除湿器、除尘器电机的自动控制
为保证机组发电机能在干燥的环境下运行，设有除湿器、加热器和温差控制器。

温差控制器用来监视机坑内的温度和机坑内外的温差，分别发出机坑内温度上下限和机坑内外温差上、下限，在机组处于停机状态时，除湿器投入，加热器根据机坑内温度和机坑内外温差来进行自动控制。

当机组处于开机状态下，除湿器、加热器退出。

当机组停机发出制动信号时投入机组除尘装置，当停机完成制动复归信号发出后，机组除尘装置延时10秒后停止复归，上述控制也可手动进行。

结语
水轮机发电组自动化技术是近些年来我国发电技术中发展的最为迅速的，它的发展对提高我国发电技术水平具有重要的意义。

现阶段我国水轮机发电组自动化技术还存在可以提高改进的方面，所以在下一阶段的发展过程中要进一步的完善我国的发电技术，从而带动我国经济水平更好地发展。

参考文献：
[1]王小波，邓祎.电气自动化在水电站中的应用[J].黑龙江科技信息，2011（26）.
[2]苑清敏，张强.水电站电气自动化应用问题的探讨[J].水利科技2013（27）.。