小水電站運(yùn)行中發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行的幾種狀態(tài)

周玉玲

【摘 要】隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)對(duì)于電量的需求不斷的增大，電力行業(yè)也出現(xiàn)了供求緊張的現(xiàn)象，隨著供求方面的差距不斷的加大，我國(guó)很多城市都出現(xiàn)了限電的現(xiàn)象，小水電站存在的問題也越來越明顯，因此，小水電站都在不斷的尋求突破與發(fā)展，進(jìn)行運(yùn)行方式的創(chuàng)新，大部分的小水電站都實(shí)行了發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行的方式，確保了小水電經(jīng)濟(jì)、有序的運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】小水電站；運(yùn)行過程；發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行；狀態(tài)；問題

1.小水電站發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行過程中存在的問題

小水電站為了應(yīng)對(duì)發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的各種故障，實(shí)行了發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行的運(yùn)行方式，以保證發(fā)電機(jī)組和電力系統(tǒng)能夠正常的運(yùn)行。小水電站實(shí)行發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行既有利也有弊，由于發(fā)電站實(shí)行并網(wǎng)運(yùn)行的時(shí)間不好把握，如果線路中的沖擊電流過大，甚至是超過電力系統(tǒng)的承受范圍，將會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀態(tài)，會(huì)嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。

1.1發(fā)電機(jī)組的脫網(wǎng)運(yùn)行

在水電站水量充足的時(shí)候，發(fā)電機(jī)組會(huì)受到某種不明因素的影響，會(huì)使發(fā)電機(jī)組從正常的并網(wǎng)運(yùn)行在一瞬間就變?yōu)槊摼W(wǎng)運(yùn)行。在水電站電力傳輸所要經(jīng)過的線路中，如果線路中所承擔(dān)的電壓負(fù)荷較小的話，那么使用這條線路傳輸電力的用戶，他們的用電器將會(huì)承受著很高的過電壓，用戶的用電器受到過電壓的影響，輕則用電器的工作效率下降，不能正常工作，嚴(yán)重時(shí)，用戶的用電器將會(huì)被燒毀，造成經(jīng)濟(jì)損失。

1.2線路中功率的不足

在水電站的枯水期，發(fā)電機(jī)組也會(huì)受到某種原因的影響而變成脫網(wǎng)運(yùn)行，這就會(huì)造成水電站傳輸電力的線路中的負(fù)荷過重，會(huì)導(dǎo)致線路中的有功功率和無用公路嚴(yán)重不足。如果線路中的無功功率不足時(shí)，線路中的電壓將會(huì)急劇先將，當(dāng)線路中的電壓低于額定電壓時(shí)，低于的數(shù)值超過30%時(shí)，就會(huì)使空氣開關(guān)自動(dòng)跳閘；如果線路中的有功功率不足時(shí)，對(duì)于線路中的電壓影響不大，空氣開關(guān)也不會(huì)出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，但是這會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)組和線路上的用電器造成不良的影響，影響它們的正常運(yùn)行，尤其是會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)造成損壞。

1.3發(fā)電機(jī)組采用手動(dòng)開關(guān)機(jī)

小型水電站由于受到資金成本上的限制，技術(shù)和設(shè)備上都存在著嚴(yán)重的不足，都還是使用手動(dòng)進(jìn)行開停機(jī)。如果水電站的發(fā)電機(jī)受到某種原因的影響，發(fā)電機(jī)組的空氣開關(guān)跳閘以后，工作人員對(duì)發(fā)電機(jī)組的手動(dòng)關(guān)機(jī)沒能及時(shí)跟上，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度加快，發(fā)電機(jī)組在這種狀況下極易受到損害，如果發(fā)電機(jī)組線路中的電壓過高的話，還會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)組的絕緣產(chǎn)生損壞，影響發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行，從而造成經(jīng)濟(jì)上的損失。

2.小水電站運(yùn)行中發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行的狀態(tài)的概述

小水電站的供電可靠性不高，為了解決自身存在的問題，提高小水電站的穩(wěn)定性和工作效率，小水電站的發(fā)電機(jī)實(shí)行了并網(wǎng)運(yùn)行的措施，小水電站的發(fā)電機(jī)會(huì)以幾種運(yùn)行狀態(tài)持續(xù)、正常的運(yùn)行，為人們生產(chǎn)生活的用電貢獻(xiàn)自己力所能及的力量，并確保小水電站的發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下能夠正常的運(yùn)行。

2.1發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)

由于不平衡的功率會(huì)嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的功率和電壓，嚴(yán)重影響小水電站的工作效率，而小水電站中的發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)運(yùn)行之后，就能即時(shí)的向電力系統(tǒng)傳送電量了，能夠有效的平衡電力系統(tǒng)的功率，保證發(fā)電機(jī)的發(fā)電、供電、傳送電都能夠同時(shí)完成。發(fā)電機(jī)在日常的工作運(yùn)行過程中，如果出現(xiàn)負(fù)荷過大的現(xiàn)象，工作人員可以及時(shí)的對(duì)發(fā)電機(jī)的負(fù)荷情況作出調(diào)整，以保證發(fā)電機(jī)功率的平衡。水電站多是使用凸極式同步的發(fā)電機(jī)進(jìn)行日常的發(fā)電工作，工作人員可以通過調(diào)速器調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)和勵(lì)磁電流的改變來實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)負(fù)荷調(diào)整的目的。一般情況下，小水電站都是通過調(diào)整發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁電流來對(duì)發(fā)電機(jī)組的無功功率進(jìn)行調(diào)整，也就是對(duì)勵(lì)磁機(jī)中磁場(chǎng)變阻器的阻值進(jìn)行調(diào)大或者調(diào)小，來實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)組無功功率的調(diào)整。小水電站在正常的并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下，當(dāng)發(fā)電機(jī)組的功率因數(shù)是0.8時(shí)，就說明這個(gè)發(fā)電機(jī)組會(huì)向電力系統(tǒng)傳輸100kw的有功功率，同時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生750KVar左右的無功功率。為了確保小水電站中發(fā)電機(jī)組能夠正常的運(yùn)行，發(fā)電機(jī)組的功率因數(shù)一般都控制在0.95以下，否則將會(huì)造成小水電站發(fā)電機(jī)組的滯后運(yùn)行。電站可以根據(jù)調(diào)度的要求和需求的變化對(duì)發(fā)電機(jī)功率進(jìn)行調(diào)整，以使發(fā)電機(jī)的發(fā)電量和傳送的電量能夠滿足人們生產(chǎn)和生活的用電需求，提高發(fā)電機(jī)的工作效率。

2.2調(diào)相運(yùn)行狀態(tài)

發(fā)電機(jī)組的功率分為有功功率和無功功率兩種，調(diào)相運(yùn)行是對(duì)發(fā)電機(jī)組向電力系統(tǒng)傳輸無功功率和有功功率的數(shù)值調(diào)整，只向電力系統(tǒng)傳送無功功率，不在進(jìn)行有功功率的傳送了。一般情況下，小水電站都有專門針對(duì)調(diào)相使用的調(diào)相機(jī)，以滿足電力系統(tǒng)對(duì)無功功率的需求，在農(nóng)村的電力系統(tǒng)的調(diào)相中，一般都是使用水輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行調(diào)相狀態(tài)的調(diào)整。一部分處于枯水期或者水流量不足的電站，對(duì)它們就可以進(jìn)行調(diào)相狀態(tài)的處理，把它們的有功功率降低到零，這樣它們的導(dǎo)水葉就會(huì)全部關(guān)閉了，對(duì)于電力系統(tǒng)的電量的影響也就降到最小了。

2.3進(jìn)相運(yùn)行狀態(tài)

如果在發(fā)電機(jī)運(yùn)行的過程中，產(chǎn)生勵(lì)磁電流的勵(lì)磁機(jī)出現(xiàn)了故障，就會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁電流急劇下降，下降的程度超過規(guī)定的數(shù)值，發(fā)電機(jī)組就會(huì)從向電力系統(tǒng)傳送無功功率轉(zhuǎn)變?yōu)槲针娏ο到y(tǒng)的無功功率了，定子電流也會(huì)以超過機(jī)端電壓的狀態(tài)運(yùn)行，這就是所謂的進(jìn)項(xiàng)運(yùn)行狀態(tài)。處在進(jìn)相運(yùn)行狀態(tài)下的發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的主磁會(huì)下降，從而降低發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電勢(shì)，阻礙發(fā)電機(jī)向電力系統(tǒng)傳送無功功率，勵(lì)磁電流降低的程度對(duì)進(jìn)項(xiàng)程度有著決定性的作用。

2.4失磁運(yùn)行狀態(tài)

所謂失磁是指同步發(fā)電機(jī)組不能進(jìn)行直流勵(lì)磁的工作了。如果發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)運(yùn)行的過程中，勵(lì)磁開關(guān)跳閘或者勵(lì)磁線路中出現(xiàn)短路的現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致勵(lì)磁消失，這時(shí)候發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子就會(huì)受到勵(lì)磁消失的影響，轉(zhuǎn)子的電磁力矩將會(huì)處于接近于零的狀態(tài)，而機(jī)械設(shè)備輸入的力矩沒有什么變化，這就導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速會(huì)非?？?，大大高于平時(shí)的轉(zhuǎn)速。發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行，定子將不會(huì)受到勵(lì)磁消失的影響，還是一直保持原來的狀態(tài)運(yùn)行，這就會(huì)使轉(zhuǎn)子與定子之間的運(yùn)行狀況產(chǎn)生了巨大的差距，導(dǎo)致定子會(huì)不斷的對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行切割處理，轉(zhuǎn)子和定子之間還會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電勢(shì)和感應(yīng)電流，它二者之間將會(huì)不斷的作用、相互影響，最后只能對(duì)發(fā)電機(jī)和電力系統(tǒng)做解列處理。當(dāng)小水電站的發(fā)電機(jī)組在失磁運(yùn)行狀態(tài)下工作時(shí)，會(huì)增加轉(zhuǎn)子的局部溫度，定子的運(yùn)行過程中也會(huì)出現(xiàn)異常的情況，會(huì)加大發(fā)電機(jī)組振動(dòng)的振幅。由于小水電站受到資金成本投入的影響，很多小水電站都不會(huì)進(jìn)行失磁保護(hù)的安裝，一旦小水電站的發(fā)電機(jī)組在并網(wǎng)運(yùn)行的過程中出現(xiàn)失磁的現(xiàn)象，工作人員可以根據(jù)發(fā)電機(jī)組的異常情況對(duì)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判定，并找出故障的種類，迅速關(guān)閉發(fā)電機(jī)組的進(jìn)水閘門，并對(duì)發(fā)電機(jī)組和電力系統(tǒng)采取解列的措施進(jìn)行處理，以保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，把小水電站中的發(fā)電機(jī)組的損害控制在最小的范圍，從而降低小水電站經(jīng)濟(jì)上的損失。

3.結(jié)語

綜上所述，小水電站在我國(guó)的投入使用中顯示出了一定的局限性，但是小水電站需求突破和發(fā)展，實(shí)行并網(wǎng)運(yùn)行的工作狀態(tài)，不僅提高了自身的工作效率，而且對(duì)于資金成本投入方面的需求也逐漸的減小了。并密切注意電站發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中的各方面的影響因素，對(duì)其進(jìn)行有效措施的處理，使得水電站的發(fā)電機(jī)組能夠以最佳的狀態(tài)投入生產(chǎn)使用，使水電站在最小的資金成本投入下，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。 [科]

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