機組過速事故防止論文

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1水電阻容量的確定

根據已設置了水電阻的高坑水電站實際運行經驗，以及水輪機調保計算標準(要求小型機組在甩100％負荷時，機組的速率上升β值必須小于或等于60％)進行分析計算，可知當水輪機導水葉(或針閥)由全開位置，關閉至空載開啟位置，其操作時間控制在25～30s(手動操作)以內時，水電阻必須能夠吸收機組額定功率的60％才能滿足要求。也就是說，水電阻的容量可按機組額定容量的60％進行選定。

2水電阻的構成

水電阻裝置是由電極、水池、水、電壓互感器、過電壓繼電器、中間繼電器、交流接觸器和用來固定電極的絕緣板等構成。電極多采用扁鋼、鋁排或鍍鋅鋼管制成。電極應作等邊三角形布置固定在絕緣板上，垂直插入水中。

3水池容積的確定

水池容積的確定，是根據池中的水在吸收機組額定功率的60％后，其溫度上升不應大于某一極限值所需要的水量(一般考慮水電阻投運時間為8min)，以及水池邊墻的安全高度、電極對水池墻壁的電氣安全距離等3個因素來確定。

3.1水電阻水量的確定

水池中的水量最小值計算公式：

式中，G—水池中應有的水量最小值，kg；

Pn—機組額定功率，kW；

q—水的比熱，q=1kcal/（kg•℃)；

ΔT—水電阻投運前后池中水的溫升，取20℃。

3.2水池容積的確定

考慮電極對水池墻壁的電氣安全距離要求，以及水池邊墻的安全高度等需要增加的容積ΔV后，即可確定水池應有的最小容積為：

V=V1＋ΔV=3.44×10－3Pn＋ΔV②

4電極尺寸的確定

為了便于布置和調整，電極長度不宜過大，一般以40～100cm為佳，最長不宜大于120cm。還必須經過現場實際調試，以水電阻能夠安全運行且能吸收機組額定功率的60％時的各項試驗數據為準，最后確定電極的應有面積。

電極的間距也不宜過大。若過大，將會使電極應具有的有效面積S增大，將導致水電阻的總造價上升。但是若選得過小，有可能會引起相間短路事故發生。一般可在3～5cm的范圍內選取。

對于單機容量大于100kW以上的農村水電站，可根據電站的具體情況，分別采用2～4組材質、斷面尺寸、長度等均相同的電極。將各組電極中的同名相電極進行并聯后引出，接至發電機引出母線的相應相上。這樣便可使各組電極應具備的有效面積減小為采用一組電極時的1/2～1/4。采用多組電極的布置形式，其水池的實際容積須作相應的適當擴大。若有必要也可在池中加入適量的食鹽，以增大水電阻吸收功率的能力。在池中加入食鹽后將使電阻率大為下降，為防止電極間可能發生短路事故，必須對電極之間的距離重新進行調試。再就是加入食鹽后將大大增加對電極的腐蝕作用，會大量縮短電極的使用壽命。

5水電阻的投入

因為農村水電站的單機容量都較小，所以水電阻可以直接接至發電機出口母線上(即發電機主控開關與發電機出線端子之間)。采用過電壓繼電器作檢測元件(其整定動作電壓為1.2Un)，即當甩負荷(或其他原因)引起發電機端電壓上升至其額定電壓的1.2倍(即480V)時，過電壓繼電器動作，其動合觸點閉合，啟動中間繼電器，使中間繼電器的動合觸點閉合，交流接觸器的線圈得電而啟動，使水電阻自動投入。防止了機組飛逸過速事故的發生。接線原理如圖1。

必須指出，若發電機主控開關(自動空氣開關)跳閘，聯鎖使滅磁開關也動作對發電機進行滅磁，水電阻在此類機組上起不到防止機組飛逸的保護作用，必須另外采取其他措施來防止機組過速事故的發生。