摘要：農(nóng)村小水電站的機組保護一般都按最簡單的原則配置，運行操作基本上都采用手動完成，嚴重威脅著機組的運行安全。該文從實際出發(fā)，提出了在現(xiàn)有的條件下，實現(xiàn)機組保護較為有效和可靠的技術措施。
關鍵詞：小水輪發(fā)電機；安全運行措施
1 前言
近年來，農(nóng)村小水電站在不斷的發(fā)展，由于有投資少、見效快、回報率高的特點，因此，吸引了不少的投資者，使得小水電站的數(shù)量不斷增多，隨著電力網(wǎng)建設的不斷完善，這些小水電站大多已并網(wǎng)運行，給發(fā)電機的安全運行提出了更高的要求。
2 機組的保護設置現(xiàn)狀及不正常運行分析
農(nóng)村小水電站大多數(shù)是采用裝機容量在1000kW以下的低壓水輪發(fā)電機組，由于電站小，機組的保護一般都按最簡的原則進行配置，發(fā)電機出口經(jīng)低壓斷路器、隔離開關到低壓母線，發(fā)電機的保護主要靠低壓斷路器QF的保護來實現(xiàn)（一般只配有過流保護、低電壓保護）如圖1所示。

發(fā)電機無功負荷的調(diào)節(jié)、有功負荷的調(diào)節(jié)、并網(wǎng)操作及發(fā)電機甩負荷操作，基本上都采用手動來完成。若發(fā)電機滿負荷運行時，因外線故障或大電網(wǎng)停電，發(fā)電機電壓迅速降低，使發(fā)電機出口斷路器跳閘，發(fā)電機轉速迅速升高，發(fā)電機出口電壓將升高到額定電壓的1.3倍以上，此電壓將使發(fā)電機的絕緣受到嚴重威脅。若發(fā)電機有絕緣缺陷，則發(fā)電機將會被燒壞。同時水輪機由于沒有調(diào)速器，使得機組轉速不斷升高，將出現(xiàn)"飛車"現(xiàn)象。
3 安全措施
3.1 發(fā)電機過電壓保護的設置
如圖2所示，在發(fā)電機出口電壓互感器二次側裝設電壓繼電器KV1見圖2（a）,整定值為發(fā)電機額定電壓的1.25～1.3倍。當發(fā)電機出口電壓達到整定值時，其KV1的動合觸點接通，使中間繼電器KM1線圈勵磁并自保持見圖2（b），若一個電站有多臺機組，則采用圖中并聯(lián)接法。同時，KM1的另一動合觸點也接通，見圖2（c），使發(fā)電機滅磁。這樣，發(fā)電機不會出現(xiàn)空載過電壓的現(xiàn)象，KM1的設置是為了防止發(fā)電機轉子磁場的"慣性"作用，確保發(fā)電機有效滅磁，發(fā)電機在下一次起勵前必須按復位按鈕SB1，再進行其它正常操作。其它機組KM的接法同KM1。發(fā)電機滅磁后，則發(fā)電機出口沒有電壓，此時，事故照明電源由UPS提供。

UPS電源的容量確定與機組的數(shù)量成正比。
3.2 水輪機自動操作的設置
單相交流電動機經(jīng)減速器來控制水輪機的操作手柄，水輪機的轉速控制及有功負荷控制由電動機來完成。當開機或增大有功負荷時，按下SB3；當關機或減有功負荷時，按下SB4。若機組滿負荷運行，此時當出現(xiàn)外線路故障或大電網(wǎng)停電時，由中間繼電器KM1的動合觸點使電動機運轉見圖3，經(jīng)減速器使水輪機的導水機構自動關閉，此時位置開關S1斷開，電動機停止運轉，自動過程結束。S2安裝在水輪機導水機構100%時對應的碰桿位置。當外線故障或大電網(wǎng)停電時，由中間繼電器KM1的動合觸點使電動機運轉，經(jīng)減速器使水輪機的導水機構自動關閉，防止了機組"飛車"事故的發(fā)生。

4 結論
小型低壓水輪發(fā)電機并網(wǎng)的安全運行已顯得非常重要，我們對興山縣三岔口電站（2×320kW）進行了改造，經(jīng)兩年來的運行，具有動作可靠、反應靈敏、操作方便等特點，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。