[行业技术文章]小水电站的调相运行

作者：薛允连

　　以小水电供电为主的县，非论是与国家年夜电网并网运行，仍是以县为单元形成自己的自力小电网，其无功严重不足的状态是一样存在的。即使与国家年夜电网并网运行的县电网，也不成能获得国家电网的年夜无功来弥补它的不足，必需依靠县电网自身想法解决。对此，很多县电网解决无功不足的法子，仅局限在采用设置并联电容器进行无功抵偿的法子。而轻忽了哄骗水电站的水轮发机电组作调相运行，一样可以向电网输送无功，来弥补县电网的无功不足。

1　水电站调相运行的两种方式

(1)水轮发机电组不分隔。将未分隔的水轮发机电组作调相运行，其运行操作、维护治理十分利便易行。首先开启水轮机导水叶，使机组启动转速逐渐到达额定值。依照发机电运行时的并车步骤及操作方式，将机组并进电网运行。随之将水轮机导水叶逐渐关小直至全关，遏制向水轮机供水。凭据电网的无功余、缺状态，调整发机电转子励磁电流年夜小，使机组处于"过激"或"欠激"状态下运行，机组便凭据电网的需要输出感性或容性无功，以弥补电网无功的不足。

(2)水轮机和发机电分隔。对较长时间或门用作调相运行的水轮发机电组，为了削减有功的消耗和水轮机的磨损，应将水轮机与发机电的联接分隔，用发机电作为调相机运行。对这类发机电与水轮机分手的状态，必需采用其他方式或另用门的原念头来带动发机电。所以它的启动、并网等操作，就与不分手状态有较年夜的区分。

　　采用分手的发机电作调相运行，凡是用得较多的启动方式是所谓"异步启动"，行将三相电源直接加到需要启动的作调相机的发机电三相定子绕组上，在工频电压的作用之下，借助于异步转矩的作用启动发机电并加速。发机电作异步启动的瞬间，相当于向电网投进了一台感应电念头，将对电网发生较年夜的冲击，使电网电压年夜幅度下降。为了减小调相启动时对电网的冲击，使电网电压能维持在一定数值之上，必需想法限建造调相机的发机电的启动电流值。为此，可接纳异步电念头投运时接纳的降压启动方式，来启动发机电。

　　调相机的降压启动，通常为在调相机与电网之间串进一组容一定的电阻或电抗，来到达下降启动电压的目的。固然，也可采用自耦变压器将电源电压下降以后，供调相机启动。

　　对设置有预防机组飞车之用的水电阻的农村水电站，可经过对水电阻适当的调整和接线后，哄骗水电阻作为调相机启动的降压电阻。凭据运行经验和有关资料的介绍，应凭据电网和调相机的现实情况，将调相机的启动电压控制在该发机电额定电压的50～75为佳。

　　调相机在投进启动直至到达同步转速的进程是先将励磁绕组经过一个约10倍于励磁绕组的电阻短接，启动时在其励磁绕组中发生感应电压，且感应电压值与其"转差"成正比。当转速到达同步速度时(即转差为零)，其感应电压也为零。所以调相机作异步启动后，当控制盘上励磁电压表指示为零(或接近零)时，即说明调相机的转速已接近同步转速。此时可将短路电阻断开，并向转子绕组输进直流励磁电流，使调相机在其同步转矩的作用下被拉进同步。随后凭据电网的需要，继续调整励磁电流的年夜小，则调相机便向电网送出所需要的无功。

2　关于用调相机

　　以小水电供电为主的县级电网，在枯水期可以哄骗水电站过剩的机组改变为调相运行，向电网发送无功。可是在其他季节，电站为了多发有功以削减弃水，则无余暇机组进行调相运行，将使电网无功缺额迅速增年夜，无功没法获得平衡，造成供电下降、靠得住性变差、网损率增年夜，这类现象必需予以克服。

(1)　设置用调相机组。农村水电站在计划设计时，是不斟酌设置任何备用窗口容的。笔者认为，为了知足县电网对无功的需要，非凡是丰水期，除用经济手段要求电力用户提高其负荷运行的功率因数值外，建议农村水电站应凭据各自的具体情况，设置一定容的用调相机组，并兼作电站的备用容。

(2)用调相机组的装机容。对靠近负荷中心和处在县电网结尾的农村水电站，可斟酌设置容为电站总装机容50左右的用调相机组，以便就近向电力用户供给无功，这对县电网的降损节能和提高县电网结尾的运行电压、改善供电是极为有益的。

　　对径流式水电站，因电站无调理能力，电站要多发有功削减弃水，则其发电(有功)运行完全取决于自然来水情况。为了使该类农村水电站在非枯水期也能向电网输送足够的无功，以弥补电网无功的不足，也须凭据电站及电网的现实情况，响应设置一定容的用调相机组，并尽选用卧式机组作调相运行。