宋芳
伊犁河流域开发建设管理局 新疆 维吾尔自治区 835000
摘要：水轮发电机组属于中小型水电站的基础设施设备，水轮发电机能否保证良好的机组安全性能，在根本上关系到中小型水电站的综合运行效益。现阶段的水轮发电机组安全保护技术手段已经得到完善与转变，水轮发电机组的安全保护实施水准与层次也在不断得到提升。具体在优化改造水轮发电机组设备系统的全过程中，中小型水电站的机组改造技术人员应当结合水轮发电机的安全运行目标与需求，合理实施机组优化改造技术措施，延长水轮发电机组的安全运行与使用寿命。
关键词：中小型水电站；水轮发电机组；保护；优化改造
近些年以来，中小型水电站的发电机组运行保护技术手段已经得到全面的更新调整，水轮发电机组的基础设备优化改造工程也在逐步实现深入推进。中小型水电站的发电运行效益能否达到最佳程度，直接取决于水轮发电机组的安全性能。水轮发电机组包含多个层面的发电运行功能，并且机组内部组成设备部件也具有多样性。因此，水轮发电机组的管理负责人员必须要善于查找机组设备部件的安全隐患风险，及时调整水轮发电机组的运行实现方式，节约利用水轮发电机组的系统改造技术成本。
一、中小型水电站水轮发电机组保护工程实例
某中小型水电站平均达到1.2亿千瓦时的年度发电总量，年均可用小时数达到3900小时。中小型水电站设有11.2MW单机容量的三台水轮发电机组，上述的水轮发电机组都属于混流形式的发电机组。自从2014年开始，水电站的管理负责人员对于自动化的水电机组安全运行监控装置平台予以全面的推广建设，依靠自动化与智能化的发电机组自动控制方式来确保系统控制过程达到实时性的标准，合理节约与降低发电机组的运行保护技术成本[1]。
近些年以来，水电站的管理负责人员对于可编程控制器（PLC系统）正在尝试运用于控制调整水轮发电机的机组运行方式，而且达到了较好的发电机组保护实践工作开展实施效果。机组技术人员针对保护继电器的硬接线回路实施了全面完善与整改，确保达到更高层次与水准的发电机组自动控制保护功能，有效避免了水轮发电机组的运行安全事故后果。
二、中小型水电站水轮发电机组保护系统的总体设计方案
优化设计水轮发电机组的总体技术方案在于增强机组回路的运行可靠性与安全性，合理预防机组基础设备部件的误动隐患。在此基础上，技术人员对于已经表现为机组运行故障的水轮发电机设备部件应当及时展开故障查找检测，有效避免扩大化的机组故障后果产生[2]。
水轮发电机组的保护实施模式主要包含机组紧急停机以及机组事故停机。具体对于以上两种类型的机组保护模式而言，紧急停机模式主要依靠人工触动按钮来达到机组停机目标，防止机组内的基础设施部件被损毁。在此过程中，技术人员应当借助系统电磁阀、系统调速器、进水口的蝶阀、事故配压阀门等部件设备来达到紧急停机效果。机组事故停机的机组保护模式主要运用于电气事故、轴瓦温度迅速升高、机组过速运行以及事故低油压的情况下，事故停机模式可以达到快速阻断机组事故蔓延的目标，充分保护了机组范围内的基础设施设备部件。
三、中小型水电站水轮发电机组保护的优化改造措施要点
在目前的情况下，水轮发电机组的主要事故表现形式包含低油压故障、轴瓦运行故障、导叶摩擦故障以及电磁阀故障等。水轮发电机组如果表现为以上故障情况，那么正常的发电运行功能就无法得到实现[3]。
情况严重时，存在系统安全故障的水轮发电机组还会给系统操作人员增加人身安全威胁的隐患，不利于确保机组操作人员的安全。具体在实践中，合理优化改造水轮发电机组的保护技术手段应当体现为如下要点：
（一）优化设计机组接线回路
硬接线回路属于机组接线回路中的核心组成部分，系统硬接线回路的基本功能就是合理实施机组运行保护。因此，技术人员目前针对硬接线的机组回路部分必须要展开全面的回路优化设计，旨在增强回路可靠性与安全性。除此以外，机组技术人员针对PLC回路也要合理实施回路优化设计，运用人机界面来展现发电机组的实时运行情况，增设机组运行保护中的画面闪亮提示功能以及自动化的语音报警提示功能[4]。
（二）完善发电机组的运行保护功能
机组运行保护功能的全面完善与优化将会给机组安全运行使用年限的延长带来积极影响，并且有利于保护机组操作人员的人身安全。因此在目前的现状下，中小型水电站的技术人员必须要全面致力于发电机组的各个层面运行保护功能完善，创新采用机组运行智能化保护技术。水轮发电机的发电设备系统在正常运行的状态下，系统如果受到外界环境因素、人工干预因素或者系统设备固有性能因素的影响，那么将会存在较大的可能性产生单相接地故障。水轮发电机系统的管理技术人员针对水轮发电机必须要严格实施安全保护措施，重点涉及到机组继电保护手段的正确选择适用。现阶段的中小型水轮发电机组正在不断实现普及推广建设目标，然而水轮发电机的机组运行安全隐患与风险因素也表现为复杂性，技术人员应当按照因地制宜的基本实施思路来完善发电机组功能。
（三）增强水轮发电机组的运行维护工作力度
中小型发电站的水轮发电机组在长期持续运行与使用情况下，机组设备部件的功能就会逐渐减弱。水电站的相关负责人员对于机组部件磨损以及部件性能减弱的安全隐患因素应当及时进行察觉，有效保证机组安全运行效益达到最大化的目标。目前中小型水轮发电机组的继电保护实现方法以及接地保护方式已经得到技术人员的充分重视，相关部门针对继电保护的技术研究探索正在逐步趋向于深入。
然而针对中小型水轮发电机开展实施的机组继电保护方式并没有呈现出完善性，因此客观上就会导致水轮发电机的各项基本安全使用功能无法充分实现。由此可见，全面推进技术创新与技术完善的基本实施思路就是探索自适应技术的发电机组继电保护模式。水轮发电机组的管理技术人员能够通过准确判断接地故障的区域位置，进而达到测算故障分量以及合理选择继电保护方式的目标。技术人员目前必须要更加重视探索故障行波的技术原理，结合接地故障中的高频分量暂态波动趋势来进行差动保护措施的正确选择适用，优化发电机组的系统运行保护功能实现方式。
结束语：
经过分析可见，水轮发电机组在中小型水电站的系统范围内占据非常关键的基础地位。在目前的现状下，中小型水电站的管理技术人员针对水轮发电机组正在全面推行与实施系统优化改造项目，旨在运用机组系统的改造与优化手段来节约水轮发电运行资源与经费，完善现有的水轮发电机组基础设备系统。并且，中小型水电站的相关负责人员必须密切重视水轮发电机组的日常维护检修，确保做到及时查找水轮发电机的机组运行安全隐患，增强水轮发电机组的系统运行维护工作力度。
参考文献：
[1]桂林,陈俊,王光.柔性光学电流互感器在水轮发电机保护及监测上的应用探索[J].水电与抽水蓄能,2020,06(03):1-6+21.
[2]姚耀.中小型水电站水轮发电机组保护的优化改造[J].电世界,2019,60(10):6-12.
[3]王友,周春燕.福堂坝水电厂水轮发电机组过速保护改造[J].电气技术,2019,20(06):104-106.
[4]肖幸禄.水轮发电机电制动停机对继电保护影响的分析与对策探究[J].科学技术创新,2018(35):185-186.