机组过速事故防止论文

1水电阻容量的确定

根据已设置了水电阻的高坑水电站实际运行经验，以及水轮机调保计算标准(要求小型机组在甩100％负荷时，机组的速率上升β值必须小于或等于60％)进行分析计算，可知当水轮机导水叶(或针阀)由全开位置，关闭至空载开启位置，其操作时间控制在25～30s(手动操作)以内时，水电阻必须能够吸收机组额定功率的60％才能满足要求。也就是说，水电阻的容量可按机组额定容量的60％进行选定。

2水电阻的构成

水电阻装置是由电极、水池、水、电压互感器、过电压继电器、中间继电器、交流接触器和用来固定电极的绝缘板等构成。电极多采用扁钢、铝排或镀锌钢管制成。电极应作等边三角形布置固定在绝缘板上，垂直插入水中。

3水池容积的确定

水池容积的确定，是根据池中的水在吸收机组额定功率的60％后，其温度上升不应大于某一极限值所需要的水量(一般考虑水电阻投运时间为8min)，以及水池边墙的安全高度、电极对水池墙壁的电气安全距离等3个因素来确定。

3.1水电阻水量的确定

水池中的水量最小值计算公式：

式中，G—水池中应有的水量最小值，kg；

Pn—机组额定功率，kW；

q—水的比热，q=1kcal/（kg•℃)；

ΔT—水电阻投运前后池中水的温升，取20℃。

3.2水池容积的确定

考虑电极对水池墙壁的电气安全距离要求，以及水池边墙的安全高度等需要增加的容积ΔV后，即可确定水池应有的最小容积为：

V=V1＋ΔV=3.44×10－3Pn＋ΔV②

4电极尺寸的确定

为了便于布置和调整，电极长度不宜过大，一般以40～100cm为佳，最长不宜大于120cm。还必须经过现场实际调试，以水电阻能够安全运行且能吸收机组额定功率的60％时的各项试验数据为准，最后确定电极的应有面积。

电极的间距也不宜过大。若过大，将会使电极应具有的有效面积S增大，将导致水电阻的总造价上升。但是若选得过小，有可能会引起相间短路事故发生。一般可在3～5cm的范围内选取。

对于单机容量大于100kW以上的农村水电站，可根据电站的具体情况，分别采用2～4组材质、断面尺寸、长度等均相同的电极。将各组电极中的同名相电极进行并联后引出，接至发电机引出母线的相应相上。这样便可使各组电极应具备的有效面积减小为采用一组电极时的1/2～1/4。采用多组电极的布置形式，其水池的实际容积须作相应的适当扩大。若有必要也可在池中加入适量的食盐，以增大水电阻吸收功率的能力。在池中加入食盐后将使电阻率大为下降，为防止电极间可能发生短路事故，必须对电极之间的距离重新进行调试。再就是加入食盐后将大大增加对电极的腐蚀作用，会大量缩短电极的使用寿命。

5水电阻的投入

因为农村水电站的单机容量都较小，所以水电阻可以直接接至发电机出口母线上(即发电机主控开关与发电机出线端子之间)。采用过电压继电器作检测元件(其整定动作电压为1.2Un)，即当甩负荷(或其他原因)引起发电机端电压上升至其额定电压的1.2倍(即480V)时，过电压继电器动作，其动合触点闭合，启动中间继电器，使中间继电器的动合触点闭合，交流接触器的线圈得电而启动，使水电阻自动投入。防止了机组飞逸过速事故的发生。接线原理如图1。

必须指出，若发电机主控开关(自动空气开关)跳闸，联锁使灭磁开关也动作对发电机进行灭磁，水电阻在此类机组上起不到防止机组飞逸的保护作用，必须另外采取其他措施来防止机组过速事故的发生。