水电站电气二次设备的设计安装

水电站电气二次设备的设计安装

发表时间：2018-09-18T10:46:09.960Z 来源：《基层建设》2018年第25期作者：朱旻路

[导读] 摘要：水电站二次设备的设计和安装是否准确科学，将直接影响到水电站的安全高效运行。

广东省水利电力勘测设计研究院广东省广州市 510635

摘要：水电站二次设备的设计和安装是否准确科学，将直接影响到水电站的安全高效运行。本文结合中小型水电站的实际运行情况，对电气二次设备的设计安装相关内容进行了简单介绍，并从中总结出了其设计思路。

关键词：水电站；电气二次设备；设计安装

1引言

水电站的电气设备大体分为一次设备和二次设备，一次设备是电力生产过程中的核心设备，它的功能是直接产生、传输和分配电力。电气的二次设备的功能是对一次系统的测量、信号、保护进行自动和远程监控。二次设备的安装主要包含电缆的铺设与连接、二次设备功能的调控、二次盘柜基础和设备的安置等。主要程序看起来不算繁琐，但在实际操作中就会发现许多问题，任意一个部分出现故障都会对设备的运行状态产生不利的影响，从而难以确保水电站设备的安全可靠和运行。在这种情况下，加大力度对中小型水电站的电气二次设计进行分析和研究，在提高中小型水电站运行效率方面具有重要的意义。

2 工程概况

本文主要以某市型号为“引水径流式”的水电站水轮发电机组为主要分析目标，来对电气二次设备的设计安装进行细致的分析和讨论。该型号水轮发电机组的种类均为立轴混流式水轮发电机组，发电机组总容量是20MW，单独容量依次是8MW、8MW、4MW，平均每年发电时间为4200h，发电效率较高。水电厂主要是通过“线路组-变压器”的方式对110kV高电压侧接线，并连接主电网系统完成的，水电站自身不输送电力到旁边地区。该水电厂所用的电源是由经过本厂的发电机母线提供的6．3kV高电压，然后用变压器降压至0．4kV来使用的。根据水电厂的用电负荷为400 kV A，这样的电源可以保证水电站的电量要求。在此基础上使用单母线连接为主要连接方式，并安装一定量的备用电源自动投入装置，从而确保中小型水电站的电气设备二次设计安装的准确性。

3 电气二次设备设计安装的主要内容

3.1 计算机监测系统的设计安装

在中小型水电站电气二次设备的设计安装中，对水电站中的相关装置进行全天候，无人工并安全高效的监测，并可以对监测反映出的实际问题进行及时，准确的反馈和调整，这对于中小型水电站的安全高效生产是十分必要的，因此电气二次设备的设计安装需要引入计算机监测系统。从图1显示的计算机监测系统的作用和监测方式来看，其主要是对水电站中一次设备运行过程中所释放出的大量数据信息进行集中的收集和分析，并根据预先输入的程序结合实际计算结果来判断水电站设备运行情况，及时排查异常情况，并进行自我诊断和自我调整，将安全隐患提早解决，从而确保水电站设备的安全运行。

本水电站整体的结构为开放式系统标准的分层分布结构，这种分布结构可以大量使用计算机监测系统，高效高质量的完成生产任务，在一定程度上避免了大量的值班人员，节约了很多工人成本也提高了安全性。计算机监测系统的实现主要依赖与控制单元级对各种设备进行监控和控制，控制的单元级还可以分成现地控制和水电站控制两种，这两层控制单元通过以太网进行互联。其中，现地控制的监管目标是发电机组以及公共装置等，而水电站控制所控制的是厂内全部的电气装置。值得注意的是计算机监测系统还能够与调度系统、水情监控等系统建立互联，达到全体设备信息的共通共享。图1为水电站电气二次设备的设计图。

图1 水电站电气二次设备的设计图

3.2电源装置的设计安装

3.2.1直流电源的设计安装

直流电源的设计安装对于水电站的正常运行也是十分重要的。本设计中将220V的直流电源设计成水电站的直流系统，并为站内的电气设备的运作、监控、保护、照明等装置进行直流供电。为保证直流电源的多样性和合理性，还设计了铅酸蓄电池和配套的充电装置，其中蓄电池组的总容量可以达到200AH，并采用了“N + 1”冗余模式对充电设备实施开关控制。严格要求蓄电池和充电装置具有阀控、安全、免修等特点。最终将蓄电池组与充电装置安装在直流电源的母线上，并做好电池监测和漏电检查工作。

3.2.1交流电源的设计安装

直流电源是作为水电厂的备用电源和辅助电源，在交流电源正常供应时，应及时启用交流电源，以保证设备的高效运转。该水电站使用的是一组10kV A 的UPS交流电源装置，该交流电装置中不需要额外添加蓄电池，十分便捷。当水电站正常生产时，由此交流电源装置提供220 V的厂用供电并使用无触点旁路开关，如果USP的逆变结构出现问题，旁路开关能够自动将交流电源切换到备用电源（上述提到的

应的电量监测仪，也可以实现对励磁系统的全面监控。