分析小型水電站電氣工程設計

摘 要：近年來，國家對基礎工程的建設十分重視，也是不斷加大基礎工程的建設力度，而小型水電站就是重要的基礎工程類型，它對人民生活和國民經濟發展都有著積極的影響。在小型水電站的建設中，電氣工程設計是關鍵的環節，其設計效果直接關系到水電站后期的運行性能。下面，本文就針對小型水電站電氣工程設計進行分析，希望對小型水電站的建設提供一定的幫助。

關鍵詞：小型水電站;電氣工程;電氣設計

隨著時代的發展，小型水電站逐漸在很多地區得到了廣泛的運用，特別是農村地區，在對水資源充分利用的同時，實現了自身電能的有效供應，這對促進農村的經濟提升具有重要的意義。而想要確保小型水電站作用的充分發揮，電氣工程設計工作至關重要，因此這就需要根據小型水電站實際需求情況，來做好其電氣工程的科學設計，為小型水電站的長期穩定使用提供保障。

一、 小型水電站電氣工程設計概述

電氣工程設計是小型水電站建設中的重要環節，它直接關系到水電站的運行效果。在小型水電站的電氣工程設計中，主要包括電氣的一次設計和電氣的二次設計，其中電氣的一次設計涉及對發電機與變壓器等部分接線的設計;而電氣的二次設計涉及勵磁系統、測量系統、控制系統、操作電源和繼電保護等部分的設計。

二、 小型水電站電氣的一次設計

（一）主接線設計

在對主接線設計中，一定要確保電氣質量與供電安全性的保障，進而來用戶實際的需求實施滿足。在電氣的主接線設計中，需要對經濟性和技術性實施考慮，要求連接的線路要采取不同的顏色，確保能夠對不同接線的線路進行識別，同時還要保持線和線間保持合理的距離，防止線和線間發生纏繞情況而在造成電流間的相互干擾現象，促進電流具有良好穩定性。

（二）主變壓器和發電機設計

對發電機以及主變壓器在連接方式方面，要通過單元接線的方式實施聯結，同時為了確保發電機的連接線在出口位置具有良好安全性，對電氣的一次設計中所涉及的發電機最好實施斷路器的安裝，且在還要對發電機實施接地處理，一般采用變壓器的接地方式，從而有效避免發電機由于遭受強電壓而產生燒壞。但需要注意，在發電器與變壓器連接中，一定不能實施直接性相連，要借助離線封閉的母線實施連接。

（三）快速落門的控制回路設計

為了確保小型的水電站具有良好的運行安全性，往往于手動閘門的節點以及發電機組的節點位置進行快速落門的控制回路設計，在此設計中主要有二次電纜的通道、監控系統和大壩間光纖兩種形式。在二次電纜的通路中，主要的作用是避免發生進水口的快速落門現象，對監控系統以及大壩間光纖的設置中，對材的選擇要求嚴格，要求光纖線圈的內阻不要太高，要不然在系統的運行中會導致其易出現霉斷。

三、 小型水電站電氣的二次設計

（一）繼電保護設計

在對小型的水電站實施繼電保護的設計中，要求繼電保護的裝置具備自我檢測的功能，能夠掌握水電站的內部重要性元器件存在受影響的程度，并根據實際的情況來對此類元器件實施保護。對繼電保護實施設計中，可以借助繼電保護的裝置接口處，與計算機的監控系統實施連接，通過兩者間良好通訊功能，能夠更好地對水電站的內部設備實施保護。

（二）勵磁系統設計

借助勵磁系統，能夠對小型的水電站安全、穩定運行提供保障，還能夠借助交流電量的綜合性檢測儀對主變壓器、發電機以及110kV的出線等實施合理配置。在對勵磁系統實施設計中，不僅對交流電量的綜合性檢測儀實施合理使用來實現對目標的單元電氣量有效檢測，還要對發電機其勵磁電壓以及勵磁的電流等實施明確，確保水電站可以穩定運行。同時，還要按照水電站的發電機實施運行情況與需求，看是否需要對母線的電壓、發電機功率和交直流的電壓等一些電量的變送器配置工作實施明確。另外，為了對勵磁的裝置實現宏觀的控制，可于在中央的控制系統內進行數字式電測儀的安裝，對小型的水電站安全穩定提供保障。

（三）電源系統設計

在電源系統設計中，主要包括直流電源和交流電源兩部分。其中在對直流電源實施設計中，一般采用的是220V的直流電源類型，且設置一些鉛酸蓄的電池和配套充電的設備，從而來對電氣設備照明、操作、控制和保護等進行直流電源的提供。在鉛酸蓄的電池使用中有著相應要求，其要具備防爆、閥控和免維護等特點，且方便使用。一般來說，蓄電池組的容量為200AH，其配套充電的裝置要采取“N+1”的冗余模式實施開關控制方式。另外，對蓄電池組與充電裝置實施安裝中，要將其在直流的電源母線上實施安裝，為了確保蓄電池組具有良好安全性，還對電池做好巡檢和絕緣的監測等操作。在對交流電源實施設計中，所用交流電源可以是1組的10kVA UPS的交流電源實施供電，在裝置內還要進行蓄電池的設置。正常的工作中，通過交流的220V實施供電，所用的是無觸點的旁路開關類型，在UPS發生故障時，則旁路開關就會自動對交流電源實施切換，確保水電站能夠正常穩定地供電。

四、 結語

綜上所述，電氣工程設計是小型水電站建設中的重要部分，它對小型水電站功能和效果的發揮有著關鍵性影響，為了確保小型水電站具有良好的電氣工程設計效果，就需要相關人員根據實際的建設情況和需求，對其電氣工程實施科學合理設計，這也是小型水電站建設中需要重點關注的內容。

參考文獻：

[1]韋豪.小型水電站電氣工程設計實踐與分析[J].工程技術：全文版，2016（12）：59.

作者簡介：

王士順，南京河海南自水電自動化有限公司。