小水电站经常出现问题该怎么办？

一、存在的问题

      并网时很难把握好同期时间，冲击电流大，导致电网及机组的剧烈振荡，给电网及机组带来严重的危害。

      丰水发电期间，由于某种原因并网运行突然转为脱网运行，在沿线负荷较轻的情况下，沿线用户的用电器将承受着较高的电压，致使用户的用电器承受过电压，甚至有可能被烧毁。枯水期间，由于某种原因并网运行突然转为脱网运行，沿线负荷较重，就会出现功率缺额。当出现无功功率缺额时，电压会降低，当降到或者低于70％额定电压时，空气开关失压脱扣开关跳闸。当出现有功功率缺额时，电压下降不大，空气开关未能跳闸，致使机组及线路上的用电器，特别是电动机有可能损坏。

      小型水电站均采用手动开停机，当满负荷运行时，由于某种原因，机组本身空气开关跳闸，关机不及时，容易造成飞逸转速，致使机组在高转速作用下引起机械损坏，在高电压作用下易引起绝缘损坏。

二、小水电站发电机并网的几种状态

（一）发电机运行状态

      发电机并网后，就可向电网输送电能，由于电能的发、供、用是在同一瞬间完成，因此必须保持系统功率的平衡，且有功的不平衡会影响电网的频率，无功的不平衡会影响电网的电压。

      发电机正常运行时，由于系统负荷发生变化，因此运行人员应按照给定的负荷曲线或调度命令，及时对发电机的有功和无功进行调整。水电站的发电机多为凸极式同步发电机，发电机并网后，有功负荷的调整，是由电气值班员担任的，借助调速器调速电动机转动，通过减速装置和机械液压系统，改变水轮机的导叶开度，来改变进入水轮机的动力矩而实现有功负荷的调整的。

      发电机无功的调整，是利用改变励磁电流来实现的，小水电站一般由同轴的调速直流励机供给励磁时，通过改变励磁机磁场变阻器阻值来调整无功。发电机都设计和运行在过励状态，即发电机向电网输送有功的同时，并向电网输送感性无功功率。正常情况下，功率因数为0．8（滞后）这时发电机每发出100kw有功，同时发出700一750kVar无功。以保证系统对有功、无功的需求。在运行期，电站可按调度的要求，或根据实际情况发送有、无功，让水流丰富的电站多发有功。但多发有功的发电机要注意定子电流不得超过其允许值，同时为了运行的稳定性，功率因数一般不得超过0．95（滞后）运行。

（二）调相运行状态

      所谓调相运行就是发电机不向电网输送有功，只向电网输送无功。为了平衡系统的无功，一般电力系统都有专门的调相机，以补偿系统无功的需要。

      在农村电网，也可采用水轮发电机作调相运行，如一些径流式电站或枯水期水源不足的电站，便可用来作调相机。机组由发电机转为调相运行时，一般先将有功负荷减到零时，然后导水叶全关，但机组不与系统解列，由电网带动机组旋转，转子继续励磁，从而向系统发送无功功率。发电机要维持运转，必需消耗一定的有功，可向电网吸收有功维持运转，通过调节励磁，输出无功。发电机在作调相运行时，一般是吸收Ikw有功发出6-8kVar无功。

（三）进相运行状态

      当发电机励磁系统由于故障，或认为降低发电机的励磁电流过多，使发电机由感性无功功率变为吸收系统感性无功功率，定子电流由滞后于极端电压变为超前于机端电压运行，这就是发电机的进相运行。进相运行也是现场经常提到的欠励运行。此时，由于转子主磁通降低，引发发电机的励磁电势降低，使发电机无法向系统送出无功功率，进相程度取决于励磁电流降低的程度。

      发电机发生了进相运行要根据不同情况处理：

      （1)如果由于设备原因引起进相运行，只要发电机尚未出现振荡或失步，可适当降低发电机的有功负荷，同时提高励磁电流，使发电机脱离进相状态，然后查明励磁电流降低的原因。

      （2）由于设备原因不能使发电机恢复正常运行时，应及早解列。

      （3）制造厂允许或经过专门试验确定能进相运行的发电机，如系统需要，在不影响电网稳定运行的前提下，可将功率因数提高到1或在允许的进相状态下运行。

（四）失磁运行状态

      同步发电机失去直流励磁，称为失磁。发电机在并网运行中，若励磁开关误跳或励磁回路断线，导致励磁消失，这时发电机转子受到制动电磁力矩将趋近于0，而输入的机械力矩M不变，这将使转子转速高于同步速。由于发电机与电网并列运行，其定子旋转磁场的同步速不变，则与转子间产生了转差。即定子磁场将以转差速度切割转子，在转子线圈和转子表面感应出交变电势与电流，其定子磁场与感应电流相互作用，根据电磁力定律又会产生一个制动力矩，称为异步力矩，这与三相异步电动机在转子上产生的电磁力矩相似，只不过异步机中产生的是驱动电磁力矩。发电机输入的外力矩在克服异步力矩的过程中作功，这两个力矩又将处于新的平衡。

      失磁后，经过同步振荡进入异步运行状态，发电机在异步运行状态下，以低滑差s与电网并列运行，从系统吸取无功功率建立磁场，向系统输送一定的有功功率，是一种特殊的运行方式。另外，发电机失磁运行时还会使转子产生局部高温，定子中也将出现脉动电流，使发电机产生振动。由于很多小水电站都未安装失磁保护，在并网运行中，若发生失磁，运行人员可根据以下一些现象判断：如励磁电流为0；定子电流指示升高，指针摆动；功率表指示降低，指针摆动；功率因数表由滞后变为超前。当判明故障后，应迅速关闭进水闸门，并将发电机解列并做相应处理。

总结

      水电站的发电机并网后将会出现发电机运行、调相运行、进相运行、失磁运行，其运行状态的变化及能量关系的转化与单机运行时有较大的不同。前三种如按其需要进行调节都属正常运行状态，但其相应参数要控制在规定范围内。失磁运行属于不正常运行状态，又容易被运行人员忽视，因发电机可能还在向电网输送有功。因此要求运行人员了解和掌握发电机并网运行的基本运行状态，懂得在运行过程中的电势平衡与力矩平衡，在实际工作中加强对发电机运行状态的监视，按系统需要发送有功、无功，为电力系统提供高品质的电力能源。

      由于我们现实中的小水电站的运行管理人员水平参差不齐，往往很多人经过勿忙的上岗培训就进入小水电的管理运行工作了，所以我想在平时的工作中以及工作之余，我们要提高思想认识，不仅要加强对基本电气理论知识的学习，而且要学有所用，为水电站的安全、经济运行作贡献。