浅析小型水电站电气设备的电器故障与排除

以雪野水库小型水电站为例,对小型水电站电抗器引发故障、中性点不接地、系统电压不平衡现象、发电机电压达不到额定电压、发电机内部绝缘故障等常出现的电器故障进行分析,提出了解决问题的方法.     

中性点不接地系统发生单相接地故障的处理

对于出线电压在35kV及以下的小型水电站，为了提高供电的可靠性，电网中性点一般采用不接地系统，在实际运行中，特别是雷雨季节，经常发生小型水电站发出单相接地故障信号。结合小型水电站的实际运行情况，分析比较了两种典型故障的特点、各相对地电压、开口三角形两端的零序电压的变化等，为电站值班员进行故障的判断和处理提供了相应的参考。图6幅。     

小型水电站电气设备常见故障与排除

以雪野水库小型水电站为例,总结了四种常见的电器故障,包括由电抗器接地导致的发电机中线电流不平衡、准同期装置失灵及电抗器、主变与线路的谐振;由中性点不接地系统电压不平衡现象导致的高压熔断器熔断和低压熔断器熔断;以及由于发电机电压达不到额定电压和发电机内部绝缘故障等导致的故障等。对四种故障进行了分析,并提出了相应的解决方法。     

中性点不接地系统电压不平衡的几种现象分析

小型水电站电网采用中性点不接地系统方式(也称小接地系统)运行后，常出现电压输出不平衡的情况。详细分析比较了其中五种类型故障的特点、开口三角形电压值的指示和现象，为电站运行人员进行准确的判断和故障的及时处理提供了参考。图7幅，表1个。     

论无功功率的调节

调整并网小型水电站的主变压器分线接头位置，使发电机的母线运行电压高于额定值，是确保和增发无功发电量的最佳方式。     

小型水电站的异步发电机

小型水电站的异步发电机（加拿大）Ｇ·纽曼本文阐述了采用异步感应发电机的小型水电站的设备选择、电气保护和水力条件。采用感应发电机可简化发电机和电站的设计，运行简便。但要求系统随时能接受１２５％的电站出力，以免引起电压和频率的不稳定。本文根据１８座感应发...     

浅析小型水电站采用配电变压器并网运行无功不足及改造措施

本文对小型水电站采用配电变压器代替升压主变并网，结果使发电机运行电压随电网电压的升高而升高、发电机变压器过热、上网无功不足、水能资源和设备利用率降低、经济效益下降等问题进行探讨，并根据小型水电站的特点提出改造措施。     

小型水电站接入系统线路运行特性分析

通过建立小型水电站接人系统线路的数学模型，分析了线路传输的功率与线路首末端电压之间的关系．在实例中，运用发电机的P—Q极限计算了发电机运行于不同功率因数时的有功和无功功率大小，进一步分析了线路输送功率时的电压损耗，及运行时的首末端电压水平的要求。图1幅，表2个。     

巨型水轮发电机组中性点接地装置参数配置研究

乌东德和白鹤滩水电站单机装机容量分别为850 MW和1 000 MW,发电机容量和电压等级均超出了既往工程。发电机中性点接地装置作为发电机重要的辅助设备之一,其参数的配置是根据发电机定子回路对地电容来确定的。巨型水轮发电机组定子回路对地电容非常大,其中性点的接地装置参数若继续采用传统的高阻接地方式进行配置,将无法满足目前标准所推荐的安全接地故障电流限值。为此,对巨型水轮发电机组中性点接地装置参数配置专门进行了探讨研究。首先针对铁芯烧蚀提出了故障电流限值;然后,基于暂态过电压及接地故障电流限值,提出了加补偿电抗的接地方式;最后提出了采用补偿电抗接地方式下的中性点位移电压计算公式。研究表明,巨型水轮发电机组中性点接地装置参数的配置,需对故障电流、暂态过电压及中性点的位移电压进行综合考虑。     

新型发电机100%定子单相接地保护方案

提出了基于B样条半正交小波的新型发电机定子单相接地保护方案。通过直接对机端和中性点两侧的测量电压进行小波变换，无需对测量电压中基波零序和三次谐波零序电压进行算法分离，利用其合成量的小波分析结果，可靠识别出发电机定子接地故障。由于综合利用了故障电压的突变奇异性，新方案能保护100%范围的定子绕组，灵敏度也大大提高。仿真研究和动模试验均表明，该方案在各种运行方式（包括强励）下均能取得很好的保护性能。     

因保护不完善导致机组异常停机分析及处理

在电力系统中，10kV系统发生单相接地故障的概率是最大的，故在厂用电系统中需要进行充分论证，以使得厂用电安全、可靠运行，发生故障时，可以快速切除故障，避免因10kV系统发生故障越级跳闸或越级跳机组，使得故障扩大。通过分析觉巴水电站发生的1起10kV系统单相接地因保护配置不完善，导致机组定子接地零序电压高值动作，引发发电机定子接地保护动作，导致事故停机的事件，提出相应处理措施。     

水电站常见电气一次设备故障检修与故障处理方法

由于水电站电气一次设备建设、安装技术条件与工作环境等因素影响,出现了设备结露受潮、油污积灰和长期运行出现设备老化等问题,导致设备系统整体绝缘水平降低,严重威胁水电站设备的安全稳定运行。从水电站经济运维角度出发,详细讨论了水电站常见电气一次设备的故障类型及故障特征,分析了水电站电气一次设备故障的常用检修方法及具体措施。以发电机、电压互感器、电流互感器、励磁系统为例,探讨并解决了设备故障定位难、判断不准确、耗时长等关键问题,经完善检修措施,提升了电站运行的整体稳定安全水平。     

基于正序电压替代的零序功率方向补充比相方案

输电线路发生接地故障时，可能因零序电压不满足灵敏度要求，导致零序方向元件不能正确动作。针对上述问题，文中系统阐述了各种不对称接地故障下，系统各点故障前后正序电压的相位偏差、过渡电阻对各序分量相位的影响、正序与零序电压间最大相位偏差、送端与受端功角对该相位差的影响等，并据此提出了零压不够时采用正序电压代替零序电压进行比相的补充方案。理论研究及实时数字仿真系统（RTDS）仿真表明，新方案区外故障时不误动，区内故障基本正确动作，从而较大程度地改善了零序方向保护的整体性能。     

螺丝湾水电站发电机电压母线选择的经济性分析

在中、小型水电站的设计中，人们一直习惯采用敝开式母线作为发电机电压母线。近几年，随着共箱母线的出现，由于其运行可靠，安装维护方便，并能有效地节省布置空间，在部分水电站设计中已经开始选用作为发电机电压母线，但共箱母线价格偏高，是目前制约其使用范围的主要原因。螺丝湾水电站的发电机电压母线采用了敝开式母线。我们在参与了该电站的设计、监理工作后，从工程实际情况出发，对该电站发电机电压母线采用敝开式母线或者     

故障分量发电机定子单相接地保护应用研究

简要分析了发电机发生定子单相接地故障后，机端和中性点侧零序电压变化的特性,并对基波和3次谐波电压原理的发电机定子接地保护方案的灵敏度进行比较。研究表明，发电机绕组中部接地时电压增量相对较小，不利于保护灵敏度的提高。在此基础上，提出改进的利用基波和3次谐波零序电压综合信息量的差动保护判据。该判据忽略基波零序电压增量的影响，减少了调试和整定环节，能有效提高保护灵敏度。理论分析以及实验研究均表明其优越性。     

中小型水电站和变电站交流操作综述

在发电站和变电站中．作为继电保护、自动装置、控制和信号系统的操作电源，可分为：采用酸或碱性蓄电池的直流操作和采用站内交流电源的交流操作。对于中小型水电站和电压为110kV及以下的变电站，交流操作可利用站内现成的电压和电流互感器、站用变压器以及水电站中的永磁发电机等作为交流或整流操作的电源．且有投资小、可靠性高、免维护的优点。     

浅析小型水电站采用配电变压器并网运行无功不足及改造措施

本文对小型水电站采用配电变压器代替升压主变并网,结果使发电机运行电压随电网电压的升高而升高、发电机变压器过热、上网无功不足、水能资源和设备利用率降低、经济效益下降等问题进行探讨,并根据小型水电站的特点提出改造措施。     

小水电站所发无功受并网电压波动影响

小水电站上网可以帮助就地平衡部分无功负简,减少大电网的无功功率的输送,从而也降低了线路功率损耗。并网小水电站所发的无功除与发电机励磁系统本身的原因有关外,也和所在电网电压的波动有很大关系,即当电网电压高低不同时,与之并列的小水电站发电机转子电流在一定数值下所发无功多少不等。     

电压测试法在电气装置故障排查中的应用探讨

针对结构复杂的电气装置中隐蔽性较强的电气故障,往往需要应用电压测试法才能进行识别、排查.通过对常用电气故障的电压特征进行机理分析,并结合下只恩水电站自动重合闸装置电气故障的识别与排查实践案例,介绍了电压测试法在电气装置故障排查中的实际应用.实践结果表明,该测试法操作方便、直观,能有效识别并排查电气装置电源故障、支路断线...     

纵向零序电压保护新方案及其应用

由于结构设计的原因，综合性能较好的一些保护方案如横差保护和不完全纵差保护等将不能应用于大型超临界汽轮发电机。文中重点讨论了纵向零序电压保护方案的改进及其在应用中的问题。研究表明，发电机发生匝间短路故障时3次谐波电势减小，而机组外部故障时发电机3次谐波电势增大。因此，为了提高纵向零序电压保护方案的性能，可以根据故障时3次谐波电压增量的特性作为选取制动量的依据，从而提高保护性能。亦即:当3次谐波电压表现为负增量时，制动量取为0或接近0;而当3次谐波电压表现为正增量时，以该增量值作为制动量。此外，对匝间保护纵向零序电压元件增加一个小延时是可行的，它可以提高保护躲暂态3次谐波影响的能力。仿真计算表明，比例制动式纵向零序电压保护能可靠区分内外部故障，符合大型超临界汽轮发电机的保护要求。