水轮发电机组的电气制动在水电站自动化上的研究及应用

胡志洪

摘 要：自计算机诞生以来，随着计算机技术的不断发展，人们在工作自动化的问题上进行了不懈的探索，水轮发电机组的电气制动在水电站的自动化就是在计算机技术条件下，对电气制动进行监控和可视化的管理。自动化，顾名思义，就在实现机器自行运转，实现无人化，或仅依靠少数管理人员进行操作。本文就针对水电站的电气制动自动化的实现方法，实现自动化的意义，以及水轮发电机组自动化的具体应用问题进行深入的探究，其中包括了发电机电子端短路制动，发-变组高压短路制动和中小机组反接制动方法等。为水电站的自动化发展提供理论依据。

关键词：电气制动；水电站；自动化

计算机技术不断发展的现在，计算机技术的应用深入到社会的方方面面，以计算机技术为基础的机器自动化技术也不断地完善和发展。水电站自动化电气制动技术就是以计算机为核心的，通过通信技术，微保护的技术，计算机技术等，对水电站的电气制动进行监控，测算，数据传输，远程控制的综合性的系统工程技术。水电站的自动化管理是未来不可阻挡的发展趋势。

从上世纪六十年代起，西方国家就已经开始了水电站电气制动的自动化探索，受技术条件限制的影响，直到七八十年代，西方国家才在电气制动自动化方面有了长足进步，并迅速发展起来。我国紧追世界潮流，在国家支持下，走自主研发的道路，改革开放以后又大量引进西方先进的理念和科技成果。从而顺速发展起来。然而我国的电气制动的发展存在着普及不够，系统的技术含量较低，环境不稳定等问题。

1 電气制动在水电站自动化上的研究

1.1 电气制动优缺点

电气制动相较于将其制动来讲，是基于电磁原理而运行的一种非接触的制动方式。具有可靠性较高，可以承担更高负荷的工作，非人工的运作方式，提高了工作的效率，减少了人员的工作量，提高了水电站的自动化水平，因为非接触的制动方式，减少了噪声污染与振动，满足了相应的工作需求。但是，基于电磁的工作原理，电气制动会消耗一定的电力，且需要加装相应的电力设备，且一旦出下了电器故障，还需要预备机械制动装置。

1.2 电气制动自动化的監控模式

电气制动的自动化监控系统分为集中式的监控系统，分散式的监控系统，现场总线的控制系统，计算机的监控模式应当具备对数据的采集和处理，对电气自动化系统的控制和调节，精确的完成系统的自我症断，通过及时的通信技术实现数据上传，以便实现人机远程交互，使得管理人员可以全面的了解自动化系统的实施状况。为此，监控系统本身应当具备一定的可靠性能，较快的反应速度，满足普遍的经济承担能力，方便调试和维护等能力。

1.3 电气制动的自动化技术

电气制动的停机技术是从上世纪八十年代才开始被引进我国，相继取得成功，从那以后，电气制动技术相继在一些大型水电站应用，取得了成功。但是由于受到认识水平和受益的影响，中小型的水电站对电气制动的兴趣也不高，因此寻求一种适合中小型水电站的电气制动技术也是十分现实和迫切的要求。电器制动技术包括发电机定子三相短路电气制动，发电机-变压器单元高压侧短路电气制动和反接制动技术等，并从中探索出中小水电站直接采用厂家的电源进行电气制动的技术。

2 电气制动在水电站自动化上的应用

2.1 电气制动自动化模式

电气制动模式包括了独立电气制动系统，电气制动和机组励磁结合的系统，电气制动和机械制动相配合。各种制动模式互有优缺点，应当根据水电站的本身的环境，地理位置，可用条件，规模大小等特点，进行符合自身的选择，也可根据各个模式的特点，优势互补，灵活利用，以发挥模式利用效率最大化。

2.2 电气制动自动化对发电机定子接地保护的影响和处理

电气制动进行投入时，定子绕组会存在制动的电流，幅值和频率会随着转速的下降而下降，最终会造成接地保护的误动。对此情况，可以通过了拉开消弧线圈，或者使发电机对地的电容短路，从而可以改变串联回路中谐振点的途径。此方法简单可靠。

2.3 电气制动自动化对差动保护的影响和处理

电气制动短路点一般都设在机器端，由于其在发电机发变组的纵差动的保护范围之内，因此极易形成差电流，最终将导致节点打毛会出现故障，因此应当在电气制动过程中接触差动保护，或者是在电气制动的条件全部满足之后，及时接触继电保护的控制电源，还可以启动接触器将电流互感器的回路短接。

2.4 关于电气制动自动化的意见和建议

对于现有的机组和水电来说，是否具备安装电气制动系统的条件，应当具备以下几点条件，机械制动系统性能良好，风闸灵活，使用巴氏合金瓦的轴承性能稳定，按照无人操作或少人操作为改造目标的水电站，大中型在建的水电机组。还有就是机械制动系统性能较差，风闸不灵活，正考虑修缮重建的水电站机组。对于安装了新的电气制动系统的水电站来说，应当及时进行严格的人员培训和招募，确保操作人员的素质

3 总结

水电站的电气制动系统自动化是我国水电站实现自动化的重要一部分，是我国未来发展不可阻挡的趋势。本文就水电站电气制动系统自动化的研究内容及方法，应用的技术及特点，针对装配电气制动系统的条件及注意事项进行了大致的阐述，并提供了一定的意见和建议，为各个不同地区装配电气制动系统的可行性和实用性问题进行了研究，还介绍了当前最新的电气制动模式。通过对这些问题的系统研究，可以明晰我国水电机组的电气制动为水电站自动化发展的方向和道路，通过进一步的普及和推广，必将推进我国的水电站自动化迈向一个新的台阶，水电站自动化胜利实现指日可待。

参考文献：

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