農(nóng)村小水電站的設(shè)計(jì)_百度文庫概要

1、農(nóng)村小水電站的設(shè)計(jì)摘要:該文針對農(nóng)村小水電站機(jī)組容量小、設(shè)備供應(yīng)困難、運(yùn)行人員文化技術(shù)水 平相對較低”等特點(diǎn)，介紹了水輪機(jī)的選擇、電氣主接線的擬定、電氣測量和同期裝置 及保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)等有關(guān)問題。關(guān)鍵詞:小水電站;設(shè)計(jì);經(jīng)驗(yàn)1水輪機(jī)的選擇水輪機(jī)是水電站一個(gè)十分重要的設(shè)備，水流的動(dòng)能和勢能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能就是通過水 輪機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。水輪機(jī)選擇合理與否，直接影響到機(jī)組的效率和運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性。1.1 機(jī)組臺(tái)數(shù)的選擇農(nóng)村小水電站機(jī)組臺(tái)數(shù)與電站的投資、 運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用、發(fā)電效益以及運(yùn)行人 員的組織管理等有著密切的關(guān)系。通過多年設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：農(nóng)村小水電站機(jī)組臺(tái) 數(shù)一般為14臺(tái),且型號(hào)應(yīng)盡量相同，以利于

2、零部件通用和維修管理方便，其中每座電站 2臺(tái)機(jī)組居多。1.2水輪機(jī)型號(hào)的選擇水輪機(jī)型號(hào)的選擇合理與否，直接影響到水輪機(jī)的運(yùn)行效率、汽蝕和振動(dòng)等。 選擇型號(hào)時(shí)，既要考慮水輪機(jī)生產(chǎn)廠家的技術(shù)水平和運(yùn)輸?shù)姆奖愠潭?，又要確保水輪 機(jī)常處于較優(yōu)的運(yùn)行工況，即盡量處于水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線圖的高效區(qū)。尤其是機(jī)組運(yùn)行時(shí),水頭的變化不要超過水輪機(jī)性能表的水頭范圍，否則會(huì)加劇水輪機(jī)汽蝕和振動(dòng), 降低水輪機(jī)效率。1.3 機(jī)組安裝高程的確定水輪機(jī)的安裝高程不能超過水輪機(jī)允許的最大吸出高度，否則會(huì)引起水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的 汽蝕、振動(dòng)等不良現(xiàn)象，因而縮短機(jī)組的運(yùn)行壽命。(1 臥式機(jī)組:安=2下 + hs -v /900 - d/2

3、(2立式機(jī)組:安=z下+ hs /900式中z下一一尾水渠最低水位（m;h s水輪機(jī)理論吸出高度（m，查水輪機(jī)應(yīng)用范圍圖及hs = f （h曲線；d水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑（m;水電站廠房所在地的海拔高程（m。為了消除或減輕水輪機(jī)汽蝕，可將計(jì)算出的安降低0.20.3m確定安裝高程。2電氣主接線的擬定小水電站的電氣主接線是運(yùn)行人員進(jìn)行各種操作和事故處理的重要依據(jù)之一。農(nóng)村 小水電站 裝機(jī)容量往往有限，一般裝機(jī)臺(tái)數(shù)不超過4臺(tái)，相應(yīng)電站的電壓等級(jí)和回路 數(shù)以及主變的臺(tái)數(shù)都應(yīng)較少?？紤]到小水電站（尤其是單機(jī)100 kw以下的微型電站的 機(jī)電設(shè)備供應(yīng)比較困難，運(yùn)行和管理人員的文化、業(yè)務(wù)素質(zhì)普遍較差，從進(jìn)站到熟練掌

4、 握操作、檢修、處理故障及優(yōu)化運(yùn)行等也有一個(gè)過程。因此，農(nóng)村小水電站的電氣主接線在滿足基本要求的前提下，應(yīng)力求采用簡單、清晰而又符合實(shí)際需 要的接線形式。對于1臺(tái)機(jī)組，宜采用發(fā)電機(jī)一變壓器組單元接線；對于23臺(tái)機(jī)組，宜采用單母 線不分段接線，共用1臺(tái)主變；對于4臺(tái)機(jī)組，宜采用2臺(tái)主變用隔離開關(guān)進(jìn)行單母 線分段，以提高運(yùn)行的靈活性。3電氣測量及同期裝置并入電網(wǎng)運(yùn)行的小水電站電氣測量應(yīng)包括：三相交流電流、三相交流電壓（使用換 相斷路器和1只電壓表測量三相電壓、有功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電能、無功電 能、勵(lì)磁電流和勵(lì)磁電壓等的監(jiān)視和測量。發(fā)電機(jī)的測量、監(jiān)視表 計(jì)、斷路器、互感器及保護(hù)裝置等裝在控

5、制屏上（發(fā)電機(jī)控制屏；電網(wǎng)的表計(jì)、斷路器、同期裝置等裝在同期屏上（總屏。4保護(hù)裝置農(nóng)村小水電站主保護(hù)裝置的配置應(yīng)在滿足繼電保護(hù)基本要求的前提下，力求簡單可行、維護(hù)檢修方便、造價(jià)低及運(yùn)行人員容易掌握等。4.1 過電流保護(hù)單機(jī)750 kw以下的機(jī)組，可以采用自動(dòng)空氣斷路器的過電流脫扣器作為過流及 短 路保護(hù)，其動(dòng)作整定值可以通過調(diào)整銜鐵彈簧拉力來整定，整定值一般為發(fā)電機(jī)額定電流 的1.351.7倍。為了提高保護(hù)的可靠性，還可采用過流繼電器配合空氣斷路 器欠壓脫 扣器作過流及短路保護(hù)，繼電器線圈電源取自發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的1組（3只電流互感器， 繼電器動(dòng)作值亦 按發(fā)電機(jī)額定電流的1.351.7倍整定。原理

6、:當(dāng)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)短路故障時(shí)，通過過流繼電器線圈的電流超過其動(dòng)作值，過流 繼電器常閉接點(diǎn)斷開，空氣斷路器失壓線圈失電而釋放，跳開空氣斷路器主觸頭，切除 故障元件一一發(fā)電機(jī)。4.2 欠壓保護(hù)當(dāng)電網(wǎng)停電時(shí)，由于線路上的用電負(fù)荷大于發(fā)電機(jī)容量，此時(shí)電壓大幅度降低，空 氣斷路器 欠壓線圈欠壓而釋放，跳開空氣斷路器，以防電網(wǎng)來電造成非同期并列。4.3 水阻保護(hù)當(dāng)發(fā)電機(jī)因某種原因（如短路、長期過載、電網(wǎng)停電等突然甩負(fù)荷后，機(jī)組轉(zhuǎn)速會(huì) 迅速升高，這種現(xiàn)象叫飛逸。如果不及時(shí)關(guān)閉調(diào)速器和勵(lì)磁，可能造成事故。一般未采 用電動(dòng)調(diào)速的農(nóng)村小水電站可利用三相水阻器作為該保護(hù)的負(fù)荷。水阻器容量按被保護(hù)機(jī)組額定功率的70%80

7、%左右考慮。如果水阻容量過大機(jī)組 甩負(fù)荷瞬間,將對機(jī)組產(chǎn)生較大的沖擊電流和制動(dòng)力，影響機(jī)組的穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)可能造成機(jī)組基礎(chǔ)松動(dòng)。反之，如果水阻容量過小，達(dá)不到抑制機(jī)組飛逸轉(zhuǎn)速的目的。水阻器 采用角鋼或鋼板 制成三相星型、三角型均可。對于單機(jī)125 kw及以下的電站，水阻池內(nèi)空，以長為機(jī)組臺(tái)數(shù)0.71 m,寬為 (0.7- 1 m深為0.60.8m為宜，同時(shí)考慮機(jī)組容量大小，應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)(如35 min不致 于將池中的水煮沸。在調(diào)試水阻負(fù)荷大小時(shí)，應(yīng)在水中逐漸施加水阻劑，調(diào)試水阻負(fù)荷，直到達(dá)到要求為 止。4.4變壓器過載、短路保護(hù)變壓器高壓側(cè)采用跌落式熔斷器(或sn10-10型少油斷路器作過載、短路保護(hù)。運(yùn) 行經(jīng) 驗(yàn)表明，額定電壓為6-10 kv的跌落式 熔斷器只能用在560 kv a及以 下的變壓 器，額定電壓為10kv的跌落式熔斷器只能用在750 kva及以下的變壓器。當(dāng)變壓器容量 超過750 kva時(shí)，應(yīng)采用油斷路器。跌落式熔斷器熔絲按下列公 式選擇：當(dāng)se 100 kva時(shí),熔 絲額定電流=(1.52高壓側(cè)額定電流。4.5 變壓器的防雷保護(hù)由于變壓器上可能出現(xiàn)正、逆變換波的過電壓，為了防止雷擊線路和變壓器， 對y/y、y/y0接線的變壓器，均應(yīng)在其高低壓側(cè)各裝設(shè)1組