400v低压机组少人值守自动化系统--卢

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1、400V低压机组少人值班自动化控制系统卢任文（湖南长沙华自科技股份有限公司410205）【摘要】为了提高400V低压机组水电站的技术水平，达到少人值班的运行模式，本文从设备组成、计算机技术的应用及通讯网络的选择等方面，叙述如何提高400V低压机组少人值班自动化控制水平。图6幅。【关键词】低压机组少人值班一拖三通讯网络一、中国农村小水电的概况我国是小水电资源十分丰富的国家,全国小水电可开发的装机容量约为1.2亿kW左右,居世界第一位，而且分布十分广泛,这些小水电分布在全国1600多个山区县。适合广大农村地区和偏远山区因地制宜开发利用,既发展了地方经济

2、,解决当地人民用电困难的问题,又给投资人带来一定的效益回报。农村水电被中国亿万农民称作改善生活、点亮山区的“夜明珠”。近年来，中国重点实施农村水电增效扩容改造、小水电代燃料、水电新农村电气化县建设等三项工程。目前，全国已建成农村水电站４.8万多座，装机容量６２１２万千瓦，年发电量１７５７亿千瓦时，涉及全国１／２地域、１／３县市和１／４的人口。但是，投产发电的水电站多建成在上世纪的60～80年代，在4.8万多座水电站中，有75％～80％以上都是小容量的400V低压机组，许多电站已经运行了30年以上，基本没有进行过设备的更新维护和技术改造，电站设施、设

3、备老化严重，安全隐患突出，直接威胁电站周围及下游群众生命财产安全。为此，采用增效扩容改造是农村水电转变发展方式的重要举措，在促进节能减排，消除安全隐患，改善生态环境，巩固和扩大农村水电发展成果等方面都具有十分重要的意义。在小水电的增效扩容的改造中，采用现代自动化控制技术，提高国内小水电站的技术水平，是一项重要的增效扩容改造的措施。2012年,水利部提出将继续建设“民生水电、平安水电、绿色水电、和谐水电”。抓住发展机遇，推进农村水电工作迈上新的台阶。二、低压机组容量的分类400V低压机组单机容量都在800kW以下，其容量系列为：800kW、630kW

4、、500kW、400kW、320kW、200kW、150kW、100kW、75kW、50kW、40kW、30kW、25kW、20kW、15kW、10kW、5kW等等。由于我国水利部行业标准将容量在5万kW以下的水电站称为小型水电站，我们只好将400V的小小型水电站再进行细分。我们可以分成三种类型分别来谈它们的自动化控制技术。1、75kW及其以下容量的微型水电站微型水电站适用于偏远山区，利用小河沟水力资源发电，用于照明、烧水做饭、各种电器用电，而且，机组采用卧式结构，可配皮带轮，还可直接用于带动打米机、粉碎机等各种动力加工，是农村致富好门路！这种水能

5、发电机容量小，造价低廉，适用于家庭、小牧场、流动施工的小型单位等用户，一般都是安装一台水能发电机，采用孤网运行，用户直接使用400V（230V），不用升压变压器，电网的输电距离在1～3公里左右。2、100kW～320kW的特小型水电站特小型水电站适用于村庄、边远山区的居民点，可以单机运行，也可以是几台发电机并网运行，可以是孤网运行，也可以并入大电网运行。一般升压到1万伏，送电距离可以达5～10公里。3、400kW～800kW的小小型水电站5小小型水电站装机容量较大，一般都是升压到10kV或35kV并入大电网。各种微型、特小型和小小型的小型水电站，由

6、于使用范围、投资大小、水力资源的情况不同，它们的自动控制系统要求也各不相同。其中，500kW以下的水电站还可以组成箱式小水电站，把全部设备，包括水轮发电机在内，都安装在一个集装箱中，这样，使用、安装、维护都很方便。三、励磁系统的选择微型水电站的发电机有二种励磁方式。一种是采用永磁的转子，另一种是采用3次谐波励磁。图1三相谐波励磁系统永磁发电机用第三代稀土永磁钕铁硼，其磁能积相当于铁氧体的十倍，永磁体替代普通发电机的励磁，省去电刷滑环，结构简单可靠，无电刷和滑环，同时转子上既无线圈，也无电子元器件，转子上的永磁磁体和铁心固定成为一个刚性整体，结构非常

7、简单，其可靠性和使用寿命都远优于常规的电励磁发电机。而其良好的负载性能,不论是“电感性、电容性负载,还是电阻性负载”,其电压波形与空载基本一致，几乎无失真,克服了电励磁发电机带负载后波形会产生畸变的不足。三次谐波励磁发电机的结构简单，使用方便，这种发电机在单机孤网运行时，还是不错的，在单机运行时有自动恒压的功能，调压率一般为5～8％，在负载突变的动态过程中，能自动维持UF于一定水平。但是不能多台同网运行，尤其是并网困难。其基本结构可参看图1，有些发电机是无刷励磁系统，有些发电机是有刷励磁系统，在小容量发电机中，有不少的使用。在特小型和小型水电站中，

8、除了采用三次谐波励磁装置外、还有电抗器移相式相复励励磁装置、电容器移相式相复励励磁装置、磁耦合电抗移相式相复励自励恒压装置