小水电站运行中发电机并网运行的几种状态

小水电站运行中发电机并网运行的几种状态

【摘要】随着我国国民经济的发展，我国对于电量的需求不断的增大，电力行业也出现了供求紧张的现象，随着供求方面的差距不断的加大，我国很多城市都出现了限电的现象，小水电站存在的问题也越来越明显，因此，小水电站都在不断的寻求突破与发展，进行运行方式的创新，大部分的小水电站都实行了发电机并网运行的方式，确保了小水电经济、有序的运行。

【关键词】小水电站；运行过程；发电机并网运行；状态；问题

1.小水电站发电机并网运行过程中存在的问题

小水电站为了应对发电机组在运行过程中出现的各种故障，实行了发电机组并网运行的运行方式，以保证发电机组和电力系统能够正常的运行。小水电站实行发电机并网运行既有利也有弊，由于发电站实行并网运行的时间不好把握，如果线路中的冲击电流过大，甚至是超过电力系统的承受范围，将会导致电力系统和发电机组出现不稳定的状态，会严重威胁电力系统和发电机组的正常运行。

1.1发电机组的脱网运行

在水电站水量充足的时候，发电机组会受到某种不明因素的影响，会使发电机组从正常的并网运行在一瞬间就变为脱网运行。在水电站电力传输所要经过的线路中，如果线路中所承担的电压负荷较小的话，那么使用这条线路传输电力的用户，他们的用电器将会承受着很高的过电压，用户的用电器受到过电压的影响，轻则用电器的工作效率下降，不能正常工作，严重时，用户的用电器将会被烧毁，造成经济损失。

1.2线路中功率的不足

在水电站的枯水期，发电机组也会受到某种原因的影响而变成脱网运行，这就会造成水电站传输电力的线路中的负荷过重，会导致线路中的有功功率和无用公路严重不足。如果线路中的无功功率不足时，线路中的电压将会急剧先将，当线路中的电压低于额定电压时，低于的数值超过30%时，就会使空气开关自动跳闸；如果线路中的有功功率不足时，对于线路中的电压影响不大，空气开关也不会出现跳闸现象，但是这会对发电机组和线路上的用电器造成不良的影响，影响它们的正常运行，尤其是会对电动机造成损坏。

1.3发电机组采用手动开关机

小型水电站由于受到资金成本上的限制，技术和设备上都存在着严重的不足，都还是使用手动进行开停机。如果水电站的发电机受到某种原因的影响，发电机组的空气开关跳闸以后，工作人员对发电机组的手动关机没能及时跟上，导致发电机组的转子的旋转速度加快，发电机组在这种状况下极易受到损害，如果

发电机组线路中的电压过高的话，还会对发电机组的绝缘产生损坏，影响发电机组的正常运行，从而造成经济上的损失。

2.小水电站运行中发电机并网运行的状态的概述

小水电站的供电可靠性不高，为了解决自身存在的问题，提高小水电站的稳定性和工作效率，小水电站的发电机实行了并网运行的措施，小水电站的发电机会以几种运行状态持续、正常的运行，为人们生产生活的用电贡献自己力所能及的力量，并确保小水电站的发电机在并网运行状态下能够正常的运行。

2.1发电机的运行状态

由于不平衡的功率会严重影响电力系统的功率和电压，严重影响小水电站的工作效率，而小水电站中的发电机在并网运行之后，就能即时的向电力系统传送电量了，能够有效的平衡电力系统的功率，保证发电机的发电、供电、传送电都能够同时完成。发电机在日常的工作运行过程中，如果出现负荷过大的现象，工作人员可以及时的对发电机的负荷情况作出调整，以保证发电机功率的平衡。水电站多是使用凸极式同步的发电机进行日常的发电工作，工作人员可以通过调速器调节电动机的转动和励磁电流的改变来实现对发电机负荷调整的目的。一般情况下，小水电站都是通过调整发电机组的励磁电流来对发电机组的无功功率进行调整，也就是对励磁机中磁场变阻器的阻值进行调大或者调小，来实现对发电机组无功功率的调整。小水电站在正常的并网运行状态下，当发电机组的功率因数是0.8时，就说明这个发电机组会向电力系统传输100kw的有功功率，同时，也会产生750KVar左右的无功功率。为了确保小水电站中发电机组能够正常的运行，发电机组的功率因数一般都控制在0.95以下，否则将会造成小水电站发电机组的滞后运行。电站可以根据调度的要求和需求的变化对发电机功率进行调整，以使发电机的发电量和传送的电量能够满足人们生产和生活的用电需求，提高发电机的工作效率。

2.2调相运行状态

发电机组的功率分为有功功率和无功功率两种，调相运行是对发电机组向电力系统传输无功功率和有功功率的数值调整，只向电力系统传送无功功率，不在进行有功功率的传送了。一般情况下，小水电站都有专门针对调相使用的调相机，以满足电力系统对无功功率的需求，在农村的电力系统的调相中，一般都是使用水轮发电机进行调相状态的调整。一部分处于枯水期或者水流量不足的电站，对它们就可以进行调相状态的处理，把它们的有功功率降低到零，这样它们的导水叶就会全部关闭了，对于电力系统的电量的影响也就降到最小了。

2.3进相运行状态

如果在发电机运行的过程中，产生励磁电流的励磁机出现了故障，就会导致发电机组的励磁电流急剧下降，下降的程度超过规定的数值，发电机组就会从向电力系统传送无功功率转变为吸收电力系统的无功功率了，定子电流也会以超过

机端电压的状态运行，这就是所谓的进项运行状态。处在进相运行状态下的发电机，发电机的转子的主磁会下降，从而降低发电机的励磁电势，阻碍发电机向电力系统传送无功功率，励磁电流降低的程度对进项程度有着决定性的作用。

2.4失磁运行状态

所谓失磁是指同步发电机组不能进行直流励磁的工作了。如果发电机在并网运行的过程中，励磁开关跳闸或者励磁线路中出现短路的现象，就会导致励磁消失，这时候发电机组的转子就会受到励磁消失的影响，转子的电磁力矩将会处于接近于零的状态，而机械设备输入的力矩没有什么变化，这就导致转子的转速会非常快，大大高于平时的转速。发电机与电力系统并网运行，定子将不会受到励磁消失的影响，还是一直保持原来的状态运行，这就会使转子与定子之间的运行状况产生了巨大的差距，导致定子会不断的对转子进行切割处理，转子和定子之间还会出现感应电势和感应电流，它二者之间将会不断的作用、相互影响，最后只能对发电机和电力系统做解列处理。当小水电站的发电机组在失磁运行状态下工作时，会增加转子的局部温度，定子的运行过程中也会出现异常的情况，会加大发电机组振动的振幅。由于小水电站受到资金成本投入的影响，很多小水电站都不会进行失磁保护的安装，一旦小水电站的发电机组在并网运行的过程中出现失磁的现象，工作人员可以根据发电机组的异常情况对发电机组的运行状态进行判定，并找出故障的种类，迅速关闭发电机组的进水闸门，并对发电机组和电力系统采取解列的措施进行处理，以保证电力系统的正常运行，把小水电站中的发电机组的损害控制在最小的范围，从而降低小水电站经济上的损失。

3.结语

综上所述，小水电站在我国的投入使用中显示出了一定的局限性，但是小水电站需求突破和发展，实行并网运行的工作状态，不仅提高了自身的工作效率，而且对于资金成本投入方面的需求也逐渐的减小了。并密切注意电站发电机组运行过程中的各方面的影响因素，对其进行有效措施的处理，使得水电站的发电机组能够以最佳的状态投入生产使用，使水电站在最小的资金成本投入下，获得最大的经济效益。[科]

【参考文献】

[1]叶锋.陕南小水电群局网解列后快速并列方式研究[J].陕西理工学院学报，2012（03）.

[2]佘建文.地方小水电站运行中发电机并网运行的几种状态[J].发展，2011（10）.

[3]李广志，马小娜.发电机加装低周低压解列装置的必要性以及实施过程[J].价值工程，2010（09）.