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摘要：水电厂电气设计直接影响水电厂运行的稳定性和可靠性，水电厂电气设计的应用可分为以下几个方面：结合使用高压限流保险丝来保护电力，接地方法，二次断开保护和供水回路控制。本文主要讨论和分析上述问题，对这些问题进行全面分析将有助于提高水力发电厂的整体运营效率，并且是利用技术优势解决经济利益问题的有利途径。
关键词：水力发电厂；电气设计；保险丝
一、保护装置
在长期的实际操作实验中，高压限流熔断器被认为是最有效、最快的工厂使用的变压器，用于大短路容量的组件（例如变压器的分支），主要原因是其独特的性能，即强大的分断能力，较小的截止值，较短的运行时间和更快的动作。这种高压会在限流熔断器中设置一个包含氧化锌的电阻，以保护电气设备免于断电状态。通常，短路断开电流非常大，是整个场的发电量和系统电流的总和，因此该断路器不用于大型设备，进而电流问题会引起断路器的缺口。发生短路时，分断电流小，不能使用断路器。在实际应用水力发电厂的电气设计时，高压熔断器可以快速控制短路电流，在2.5ms内快速控制短路电流，并基于变压器的高压侧保护避免损坏发电机、主变压器和母线，进而能够将分断电流范围控制在短路电流的15％以内。此外，为防止低压侧发生故障，限流熔断器会引起过多的水平跳闸并扩大事故范围，对于熔断时间大于变压器低压侧最大短路电流相应值的熔断器，就需要使用限流熔断器。低压侧约为10 kV，每个分支上的负载大于电流容量的总和，因此需要充分考虑调整。
二、中性点接地方法
最常用的中性点接地方法是接地变压器的接地方法，这也是许多水电厂的常用接地方法。此方法的优点是，当发电机的接地故障为单向时，接地电容电流会大于允许值，因此必须适当处理跳闸发电机开关。在以前的实际操作中，一般采用消弧线圈接地的方法，但该方法的使用较少。如果发电机有单相接地故障，则可以避免发电机开关跳闸。发送信号后，该信号可以由负责相关电气设备的操作和维护人员进行发送。
在密切相关的发电机电压中，中性点接地电压的单相电压和发电机工作频率这两个重要因素在并网发电的临时故障处理中相互作用并发挥着重要的作用，同时有效地产生了全面的接地电流。接收到信号后，相关工作人员打开发电机的备用设备，将负荷传递给调度员，如果发电机的意外负荷降至零，就需要立即关闭发电机。如果发电机在单相接地模式下发生故障并且在额定负载下，那么直接关闭跳线会在一定程度上损坏发电机和设备的轴设备。另外，在我国现有的备用容量较小的情况下，这种直接处理方法在发电机接地失败时将无助于维护整个系统。三、二次断线保护所
次级闭锁保护锁是微机垂直差动保护TA次级闭锁保护锁，大型发电机和主变压器必须至少具有这些保护设置中的两个。
通常，这种保护设计有7种类型：完全发电机差动、不完全发电机差动、主变压器差动、主变压器大差动、发电机高灵敏度单元件水平差和主变压器气体。进而确保发电机母线、口开关和主变压器也可以在此保护下安全运行。为了设计保护装置，必须使用另一个TA，该TA可以完全实现纵向差动保护TA的二次断开保护。要完成完整的保护系统，需要在阻塞保护系统之后添加一个或多个保护程序，以确保发电机和主变压器的安全运行。此外，终端差动保护TA二次闭锁程序必须配备信号发送器，以此来确保设备的安全，并且相关设备的维护和操作程序员必须定期关闭发电机以对其进行维护。
四、进水回路控制
考虑到水力发电厂的安全因素，通常会单独设计设备的机械超速点和手动落下触点。一个是在正常条件下的辅助电缆通道，另一个是在水力发电厂的监视系统之间的光纤。一些水力发电厂距离进水口较远，由进水口到设备的电缆长度可达2 km，其控制了次级电磁阀，如果使用现有的次级电缆，则次级电磁阀会发生故障，进而电磁阀也可能发生故障。如果使用横截面为2.5 mm的辅助电缆和内部电阻为50Q的线圈电磁阀，则电缆的电压分布目前约为1/4，但一般来说，电磁阀可以工作电压应在1/5范围内波动。选择电磁阀线圈的内部电阻时，应考虑分压问题，通常内部电阻为20到4000欧姆。内阻高的电磁阀不能与线圈内阻过高的电磁阀一起使用，因为模具直径通常是由于线径太细造成的。如果进水口与设备之间的距离大于1 km，则按5％的比例考虑电缆电阻的分压是合理的。水力发电厂进水口的快速门是设备超速保护的最后障碍，防止其进入的设置是水力发电厂电气设计的核心。
五、计算机监控系统和水车保护
计算机监控系统是现代水力发电厂所需的设备系统，主要功能是水轮保护、监控和顺序控制，其中最重要的是水轮保护功能，在设备的安全保护中起着重要的作用。在最重要的保护方法中，通常通过计算机的计算和操作来实现此功能，这主要取决于监视系统做出逻辑决策和推断的能力。导出上、下水导通值，出口处的推论以及识别过量信号中的警报的限制可通过在发生事故时首先关闭机器来确保设备的运行。进而防止事故进一步扩大。
六、结束语
与水力发电厂的电气设计有关的问题主要集中在设备的保护上。发电机接地方法保护，高压限流熔断器的组合保护，水轮保护和环路控制保护可在发生故障时保护设备。紧急停止过程可作为快速的信号传输和保护。水电厂的这些保护措施的电气设计应遵循一般设计原则，并在允许的范围内根据实际运行问题提出相应的解决方案，以使水电厂的电气设备可以在安全的环境中运行。
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