【摘要】隨著自動化技術(shù)迅猛發(fā)展，電氣自動化在水電站中也得到了廣泛應(yīng)用，這又主要體現(xiàn)在水電站的自動化方面。文章介紹了水輪機(jī)發(fā)電組的構(gòu)成，探討了水輪機(jī)發(fā)電組自動化系統(tǒng)的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】水輪機(jī)發(fā)電組；自動化技術(shù)；探討

一、前言

水力發(fā)電是現(xiàn)代電力生產(chǎn)主要方式之一，利用自然水源產(chǎn)生機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽瑸榈貐^(qū)供電使用提供了資源保障。隨著科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，我國水力發(fā)電工程規(guī)模日趨擴(kuò)大化，水輪機(jī)在發(fā)電系統(tǒng)中的作用更加顯著。同時，自動化控制成為水力發(fā)電的新模式，利用自動控制系統(tǒng)對水輪機(jī)組實施綜合調(diào)控，全面提升了機(jī)組結(jié)構(gòu)的可操控性。水電站要充分利用自動控制系統(tǒng)優(yōu)勢，建立更先進(jìn)的水輪機(jī)自動化控制系統(tǒng)。

二、水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組自動化技術(shù)探討

水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組自動化關(guān)系著電廠運(yùn)營收益，也影響著地區(qū)實際供配電效率。下文介紹幾種主要的水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組自動化控制系統(tǒng)。

1、測溫系統(tǒng)

測溫系統(tǒng)的測溫元件為鉑熱電阻（分度號Pt100），溫度信號送至監(jiān)控系統(tǒng)和測溫制動柜溫度顯控儀，測溫元件接線方式為三線制。

水導(dǎo)軸瓦、下導(dǎo)軸瓦、推力瓦、冷卻水、空冷器冷熱風(fēng)、軸承油槽均設(shè)有溫度顯控儀測溫點，每個測溫點有上限和上上限報警，當(dāng)溫度超過上限設(shè)定值時能發(fā)出報警信號，當(dāng)溫度超過上上限設(shè)定值時能發(fā)出事故停機(jī)信號。

上上限報警信號是否輸出，可通過投退測溫制動柜內(nèi)連接片的位置確定。

2、機(jī)組冷卻系統(tǒng)

機(jī)組設(shè)有冷卻水系統(tǒng)，通過空氣冷卻器與發(fā)電機(jī)熱風(fēng)進(jìn)行熱交換，通過油冷卻器與潤滑油熱交換，保證水輪發(fā)電機(jī)機(jī)組各個部位溫度正常。

機(jī)組冷卻水系統(tǒng)設(shè)有空冷器、推力油槽、水導(dǎo)油槽冷卻水流量開關(guān)，監(jiān)視各處冷卻水流量。

機(jī)組接到開機(jī)指令，投入冷卻水，當(dāng)冷卻水正常時，可調(diào)速器開機(jī)。在機(jī)組運(yùn)行中，任何一處冷卻水流量小于停機(jī)流量，經(jīng)3-5分鐘延時，冷卻水仍然不正常，則事故停機(jī)。

3、軸承潤滑油系統(tǒng)

為防止機(jī)組運(yùn)行中由于溫度太高而引起燒瓦現(xiàn)象設(shè)有軸承潤滑油系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括推力軸承潤滑油槽、水導(dǎo)軸承潤滑油槽、推力油冷卻器、水導(dǎo)油冷卻器。

為能達(dá)到良好的潤滑和冷卻效果，各油槽設(shè)有油位信號器、測溫電阻、油混水信號器。當(dāng)油位過高、油位過低、油溫度過高、油槽積水時均發(fā)出報警信號。機(jī)組開機(jī)時，檢查油位是否正常，油位不正常時調(diào)速器不開機(jī)。

4、過速限制器關(guān)閉系統(tǒng)

為保護(hù)機(jī)組，防止機(jī)組出現(xiàn)飛逸現(xiàn)象，在導(dǎo)葉操作管路上設(shè)置了事故配壓閥，與油閥、液壓換向閥、電磁閥共同組成過速限制器關(guān)閉系統(tǒng)。機(jī)組正常時，事故配壓閥處于復(fù)歸位置，主接力器的開腔與調(diào)速器的開腔相連，主接力器的關(guān)腔與調(diào)速器的關(guān)腔相連；當(dāng)機(jī)組過速115%額定轉(zhuǎn)速又遇調(diào)速器拒動、電氣轉(zhuǎn)速信號器150%額定轉(zhuǎn)速觸點動作時緊急事故繼電器動作，投入過速限制器電磁閥，液壓換向閥動作，打開過速限制器油閥，事故配壓閥處于事故配壓狀態(tài)，使主接力器開腔與集油箱接通，關(guān)腔直接與油壓裝置壓力油源接通，關(guān)閉導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)緊急事故停機(jī)。

5、純機(jī)械液壓關(guān)閉系統(tǒng)

機(jī)組配置一套純機(jī)械液壓過速保護(hù)裝置，它主要由飛錘裝置和換向閥兩部分組成，正常狀態(tài)油壓裝置壓力油與過速限制器油閥控制腔相通，過速限制器不動作。當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速升高到過速保護(hù)設(shè)定值（155%額定轉(zhuǎn)速） ，而此時水電站電氣轉(zhuǎn)速信號裝置或電源系統(tǒng)以及調(diào)速系統(tǒng)等發(fā)生故障，無法使機(jī)組停機(jī)，純機(jī)械液壓過速保護(hù)裝置飛錘動作換向閥扳機(jī)，換向閥動作改變油路，使過速限制器油閥控制腔與回油箱接通。過速限制器動作，過速限制器切換接力器油路使接力器關(guān)機(jī)腔接油壓裝置壓力油，接力器開機(jī)腔接回油，接力器關(guān)閉導(dǎo)葉機(jī)組停機(jī)。

同時當(dāng)機(jī)械液壓過速動作時輸出一對電氣信號，機(jī)組嚴(yán)重事故停機(jī)，嚴(yán)重事故繼電器動作，關(guān)閉快速閘門機(jī)組停機(jī)。

6、機(jī)組制動系統(tǒng)

機(jī)組接到開機(jī)令時，機(jī)組復(fù)歸腔電磁閥的投入線圈、制動腔電磁閥的退出線圈同時得電，制動器復(fù)歸腔接壓力氣源，保證機(jī)組開機(jī)運(yùn)行過程制動器在復(fù)歸位置。

機(jī)組停機(jī)時，當(dāng)導(dǎo)葉關(guān)至全關(guān)，轉(zhuǎn)速降至20%額定轉(zhuǎn)速時，機(jī)械制動投入，機(jī)組制動腔電磁閥的投入線圈、復(fù)歸腔電磁閥的退出線圈同時得電，制動器制動腔接壓力氣源，制動器在制動位置，機(jī)組制動。

測溫制動柜中制動腔、復(fù)位腔電接點壓力接點信號送入計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，反映機(jī)組制動器制動的控制狀態(tài)，制動器設(shè)有位置行程開關(guān)，行程開關(guān)信號一路供監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測制動器位置狀態(tài)，一路供測溫制動柜制動信號燈用。

機(jī)組制動器所有行程開關(guān)全部復(fù)歸到位，才允許機(jī)組調(diào)速器開機(jī)。

制動柜中制動腔、復(fù)位腔電接點壓力表常開接點與制動器投入復(fù)歸行程開關(guān)的組合判斷，可準(zhǔn)確反映每個制動器工作是否正常。

7、加熱器、除濕器、除塵器電機(jī)的自動控制

為保證機(jī)組發(fā)電機(jī)能在干燥的環(huán)境下運(yùn)行，設(shè)有除濕器、加熱器和溫差控制器。溫差控制器用來監(jiān)視機(jī)坑內(nèi)的溫度和機(jī)坑內(nèi)外的溫差，分別發(fā)出機(jī)坑內(nèi)溫度上下限和機(jī)坑內(nèi)外溫差上、下限，在機(jī)組處于停機(jī)狀態(tài)時，除濕器投入，加熱器根據(jù)機(jī)坑內(nèi)溫度和機(jī)坑內(nèi)外溫差來進(jìn)行自動控制。當(dāng)機(jī)組處于開機(jī)狀態(tài)下，除濕器、加熱器退出。當(dāng)機(jī)組停機(jī)發(fā)出制動信號時投入機(jī)組除塵裝置，當(dāng)停機(jī)完成制動復(fù)歸信號發(fā)出后，機(jī)組除塵裝置延時10秒后停止復(fù)歸，上述控制也可手動進(jìn)行。

結(jié)語

水輪機(jī)發(fā)電組自動化技術(shù)是近些年來我國發(fā)電技術(shù)中發(fā)展的最為迅速的，它的發(fā)展對提高我國發(fā)電技術(shù)水平具有重要的意義?，F(xiàn)階段我國水輪機(jī)發(fā)電組自動化技術(shù)還存在可以提高改進(jìn)的方面，所以在下一階段的發(fā)展過程中要進(jìn)一步的完善我國的發(fā)電技術(shù)，從而帶動我國經(jīng)濟(jì)水平更好地發(fā)展。

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