水电站电气二次系统的构造及应用控制措施研究

　　摘要：水电站电气二次系统的构造及应用研究是当前水电站研究建设相关人员应该认真探讨的课题。文章对水电站电气二次系统的当前情况进行调查研究，提出了相关应用控制措施，供相关人员参考。

　　由于我国水电站的建设是一个逐步进行的过程，所以早期的一些水电站存在一些问题，导致安全隐患的出现，发电效率也不高。对于这些早期存在问题的水电站，应该对其发电设备进行电气二次系统的研究，从而提高发电设备的可靠性，并消除一些老旧机组的安全隐患，同时加入现代的计算机技术对整个控制系统进行自动化改造，使其可以在计算机系统监测下更好地进行安全控制，减轻工作人员工作负担，提高发电站的工作效率。

　　1　水电站电气二次系统概述

　　水电站系统可以分为电气一次系统和电气二次系统，二者缺一不可，都是发电站必须进行的基础建设，这两个系统的前期建设对水电站后期工作有非常大的影响。

　　1.1　传感设备

　　水电站系统中常用的传感设备主要是温度传感器，根据制造材质和相关电子类别可以分为热电偶和热电阻两种温度传感器，水电站中的一些设备对工作温度有一定的要求，所以需要用温度传感器监测其温度，比如油气存储罐和压缩机等设备。还有压力传感器，压力传感器主要是对发电站系统中的通水管道进行压力监测。流量传感器也是必不可少的一种传感设备，流量传感器主要是对一些进水、出水口进行水流量测量。水位传感器则用于测量存水设备、入水库等的水位。

　　1.2　控制设备

　　水电站电气系统中存在着很多控制相关的设备，这些设备包括对断路电子元件进行自动化控制、对电能转化系统的自动化控制等。

　　1.3　安全设备

　　水电站电气系统中的安全设备主要包括安全指示设备，如各种提示设备工作状态的显示灯、电路的电子连通元器件，以确保水电站发电机组的顺利工作。

　　2　水电站进行电气二次系统构造的重要性

　　当前，我国水电站的电气设备包括电气一次系统和电气二次系统，电气二次系统的工作运行状态直接影响水电站的工作状态，水电站电气二次设备不仅对水电站的发电系统有直接的影响，更是对水电站发电系统的工作效率及安全性能产生了巨大的作用。水电站的相关研究人员一直在探索如何更好地进行电气二次系统的研究和构造，一个好的水电站电气二次系统能够提高整个发电机组设备的工作效率，水电站电气二次系统是水电站高质量供电的最主要因素之一。

　　随着科技的发展，水电站电气二次系统也发展得更加智能化，但还存在一些问题，比如一些水电站的接地系统没有达到标准，导致出现接地不良的现象，从而产生设备损坏的问题，最终造成整个发电机组无法正常工作，给用电单位的工作生活产生损失，所以水电站电气二次系统的研究工作是非常重要的，需要相关研究人员进行深入探索。

　　3　水电站电气二次系统构造和控制的有效措施

　　3.1　自动化监测系统

　　水电站的监测系统是保障水电站工作安全性的重要系统，随着计算机技术的发展，监测工作已经可以用计算机来进行，这就需要计算机监测系统的引入。计算机监测系统的结构主要采用按控制层级进行配置的分布式结构，它的组成主要是分为两个层级，分别是控制水电站整体监测的水电站上层级和控制模块设备、电路开关等的设备下层级，这些层级的检测设备接入同轴电缆，从而实现用以太网将所有监测设备与控制显示主机配对。在水电站电气二次系统中，计算机监测系统可以实现很多工作，比如数据的获取和整理、各机组工作状态监控、自动化控制、机组工作流程指引、异常报警、状态显示、通信以及工作情况记录等。

　　3.2　励磁系统

　　发电站电气二次系统采用的励磁系统主要由2组数字式调节器组成。在这一套励磁系统中，调节器需要承担根据数据误差能够由工作人员调解或者由控制系统自主调节的工作，从而对相关通道做出对应的控制。调节器需要有2套的主要原因是二者可以作为对方的临时机，如果二者其一产生损坏或者工作状态异常时，另一套调节器就可以马上开始工作。除此之外，调节器还具备与自动化监测系统连接的功能，从而帮助励磁系统进行状态反馈以及自我排除异常。在这些设备之外，还有2个并联而成的功率单元，同样是出于二者互为临时机的考虑，一旦一个设备产生异常报警时，励磁系统可以满足整个发电站应对各种工作状态的需要。

　　3.3　电子器件保护系统

　　发电站电气二次系统需要配置电子器件保护系统，对这些电子设备的设计都应该遵循国家相关规定和行业标准。这套电子器件保护系统主要的功能是对发电机进行相关过流、过载、低压等保护，这些保护中主变压器的保护措施用的是纵差法，而其他保护措施则是用关闭电子锁来进行过流和过载等电路异常保护。

　　3.4　电流控制系统

　　发电站电气二次系统的电流控制系统主要采用国家标准的220V，所以电流控制系统中配备的也是1套220V 的直流设备和2个电力存储设备组。电力存储设备组的容量大小的选取也需要按照实际情况来进行计算，首先计算整个发电系统停电1h的时间内在直流线路上的电荷，这其中要分配一部分作为基础照明设施的电荷，整体设备组应该保证输出电压可以满足照明及控制的需求，并以此为标准选取发电设备的型号以及电力存储设备的型号。2个电力存储设备组同时为控制和照明进行供电，从而组合为混合供电形式，在电流控制系统中也在不同线路之间安装闭合控制设备，从而满足连通和关断的需求。

　　3.5　火灾处理系统

　　发电站电气二次系统首先要配备的一个火灾处理系统，发电站一旦发生火灾事故，就会造成不可挽回的损失，并且对工作人员和人民的生命财产安全造成严重的影响。该火灾处理系统将整个发电站工作区域划分为各自的监控处理区域，按照发电机的编号划分为1号、2号、3号发电机区域，中央控制系统区域，发电厂区、线路覆盖区域，工作运行区域，装配区域，存储区域和安装区域等。火灾处理系统中配备的首先是报警设备，这一套设备由热敏传感器与点式离子感烟探测器组成，从而达到在检测到烟雾或者温度急剧升高时报警的效果。其次是灭火系统，灭火系统保障出现火灾情况时可以自动控制灭火系统进行灭火处理，同时关断电路中的闭合连通电子元件，从而转变发电机组工作状态为关停状态。另外，还要有人工辅助干预的机制，当火灾处理系统自身产生异常状况时可以由人工操作火灾处理系统进行灭火处理。在灭火处理完成且判定火灾情况消除以后，火灾处理系统要控制排风机工作，将火灾产生的烟尘及时排除出工作区域，从而保障工作人员的工作环境和身体健康。同样，排风操作也需要设计人工干预操作机制，便于火灾处理系统未检测到实际烟尘时，工作人员可以手动进行排风操作。

　　4　结语

　　综上所述，水电站电气二次系统的构造对于水电站的工作开展有着非常重要的意义，对国家电力事业的推动贡献力量，所以水电站电力系统相关研究工作人员应该深入研究水电站电气二次系统的相关内容，建设出构造完善、功能齐全、高质量的水电站电气二次系统，从而帮助水电站更好地开展发电工作，保障人民的用电需求，为人民带来生活的便利，加快推进国家电力事业的发展。

　　作者简介：马愿军（1986-），男，甘肃定西人，甘肃电投大容电力有限责任公司工程师，研究方向：电力系统自动化及继电保护。

　　参考文献

　　[1]何含芳.谈水电站电气二次及通信系统设计要点[J].科学技术创新，2020（23）：189-190.

　　[2]冯涛.水电站电气二次设备技术改造分析[J].中国标准化，2019（18）：90-91.

　　[3]宁季国.水电站电气二次设备的安装与调试[J].科学技术创新，2018（34）：30-31.

　　（责任编辑：张闪）

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