發(fā)電機機組自動化改造探究

發(fā)電機是電能生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一，通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋、機座及軸承等部件構(gòu)成。 
　　定子由機座、定子鐵芯、線包繞組、以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯（有磁扼、磁極繞組）滑環(huán)、（又稱銅環(huán)、集電環(huán)）、風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。由軸承及端蓋將發(fā)電機的定子，轉(zhuǎn)子連接組裝起來，使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn)，做切割磁力線的運動，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢，通過接線端子引出，接在回路中，便產(chǎn)生了電流。 
　　發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組通過氣隙與定子繞組進行電磁耦合將機械能轉(zhuǎn)化為電能發(fā)電機的這種工作原理決定了其結(jié)構(gòu)和運行的弱點。發(fā)電機zui常見的故障有定子鐵心故障、定子繞組故障、定子繞組股線故障、定子端部線圈故障、轉(zhuǎn)子本體故障、轉(zhuǎn)子繞組故障、冷卻水系統(tǒng)故障等。 
　　無論哪一種故障都會按一定的模式或機制發(fā)展，即從zui初的缺陷發(fā)展成為故障，在劣化的過程中總有一些特征量可以反映劣化的情況。對于發(fā)電機的絕緣來說，在運行過程中它將受到電、熱、機械以及環(huán)境的影響，使其逐步老化，導(dǎo)致壽命終結(jié)。在這個過程中均可通過一定的方法進行監(jiān)測。 
　　1 中型、小型發(fā)電機機組微機自動化系統(tǒng)改造理念 
　　*，由于近年來為了更好的促進機械工業(yè)的發(fā)展，提高經(jīng)濟發(fā)展效益，我國將發(fā)電機重心放在了大型、超大型的發(fā)展機械上，對此，無論是針對整體的改造方案還是技術(shù)研究開發(fā)、設(shè)計原則等都有利于大型或是超大型發(fā)電機組的使用，這種類型的發(fā)電機組不僅僅在制造裝置上比較繁瑣，就連其使用功能也是極其復(fù)雜的。它要求相關(guān)的技術(shù)工作人員必須熟練掌握大型、超大型發(fā)電機組的運行情況，還要懂得機械設(shè)置以及相關(guān)的邏輯制定方案，這對于普通的機械技術(shù)人員來將是難度很大的一件事，而且這種發(fā)電機組在價格上，相對也比較昂貴，普通的使用廠商根本無條件購買使用。即使購買了，也有可能因為技術(shù)人員專業(yè)知識技能不足，而導(dǎo)致無法使用。以上種種分析表明，這些大型、超大型發(fā)電機機組的研究開發(fā)并不利于我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，以及相關(guān)工業(yè)的使用。 
　　第二，就大型、超大型發(fā)電機機組而言，要想不斷提高其工作效率，降低成本就需要不斷的對其內(nèi)部系統(tǒng)進行改造，其機組的復(fù)雜特點決定了，在改造的過程中勢必會遇到很多意想不到的問題，需要相關(guān)技術(shù)人員去解決。這在很大程度上就需要增加額外的成本進行研究開發(fā)，會增加資金的使用，zui終還有可能會出現(xiàn)改造失敗的情況，所承擔(dān)的風(fēng)險比較大，對此，在實際的具體情況中，我們將發(fā)電機的自動化改造轉(zhuǎn)向了專門針對中小型發(fā)電機機組的改造中，這樣不僅僅不會浪費資源，而且操作人員在研究開發(fā)中也可以進行一定的測試，為其穩(wěn)定性提供了有利的發(fā)展環(huán)境，從具體實踐出發(fā)，更適合我國水利水電的發(fā)展建設(shè)，適合我國可持續(xù)發(fā)展的推進，經(jīng)濟建設(shè)真正意義上的發(fā)展平衡。 
　　2 發(fā)電機組微機自動化系統(tǒng)設(shè)計改造 
　　2.1 提升保護功能的改造與配置 
　　在提升中型、小型水輪發(fā)電機組的微機自動化改造質(zhì)量方面，應(yīng)該將微機的自動化保護裝置放在改造設(shè)計的首要位置來研究。在保護功能的配置與設(shè)計方面，首先應(yīng)該加強對中型、小型發(fā)電機組的特點研究，要從實際應(yīng)用技術(shù)以及經(jīng)濟條件等各方面實現(xiàn)較為完善的保護配置。要明確的是，對于中型、小型水輪發(fā)電機組而言，所需要的繼電保護裝置和配置與大型、超大型水輪發(fā)電機組所需系統(tǒng)具有明顯差別，繼電方面的保護配置對于中小型發(fā)電機組而言并非zui重要的。因此，可以采用較為簡單的邏輯判據(jù)進行，選擇配置或者無需配置。對于中小型發(fā)電機組而言，在機組內(nèi)部故障保護方面也可以采用比較簡單的方法，如采用*縱差保護以及零序橫差保護即可。這樣能夠在配置方面省掉大部分不必要的保護邏輯設(shè)計，大大簡化在微機系統(tǒng)自動化改造方面的功能結(jié)構(gòu)與邏輯原理，從而提升實際操作人員的適應(yīng)性與操作效果。 
　　2.2 提升系?y自動化改造的性價比 
　　中型、小型發(fā)電機組在機組微機自動化系統(tǒng)改造當中存在著功能實現(xiàn)更多、微機運算量更大、邏輯判據(jù)更多以及在信息傳輸和運算分析、數(shù)據(jù)儲存管理等更為復(fù)雜繁瑣等特點。中小型發(fā)電機組的改造，在很大程度上可以將重點放在系統(tǒng)內(nèi)部的升級，這樣不僅僅可以減少成本的壓力，還能夠提升發(fā)電機機組的使用穩(wěn)定性能。在軟件使用上可以保護一定的資源，對于硬件保護設(shè)置大多數(shù)使用的是CPU芯片，這種芯片在成本價格上以及性價比上都是比較高的一種使用產(chǎn)品，進而真正意義上的實現(xiàn)自動化改造，起到了解決成本的重要作用。 
　　2.3 提升自動化系統(tǒng)的靈便性與穩(wěn)定性 
　　受經(jīng)濟條件的制約，對于中小型發(fā)電機的改造必須從具體的國情，實際情況出發(fā)，將成本因素放在首要的重中之重，在資金有限的情況下，實現(xiàn)發(fā)電機機組自動化改造的功能，zui大限度的提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性以及可靠性。設(shè)計的過程中可以采用冗余設(shè)計原則進行自動化的提升與改造，這樣做的主要目的就是為了在整個發(fā)電機機組中實現(xiàn)自我系統(tǒng)保護功能，同時可以在這個模式下針對不同的單元設(shè)定保護，這樣就算出現(xiàn)了問題，也能夠及時有效的進行處理，通常情況下設(shè)定兩個單元，這兩個單元既相關(guān)又相互獨立，當發(fā)現(xiàn)問題時，可以針對兩個模塊的所在區(qū)域進行處理研究，這樣就減少了損失的不斷擴大，針對異常情況的發(fā)生起到了一個很好的系統(tǒng)保護功能。嚴格來講，中、小型發(fā)電機機組的運行并不是*相同的，要根據(jù)具體的實際情況進行保護措施的制定，以求zui大化的進行系統(tǒng)維護，提高整體的自動化操作的靈活性和穩(wěn)定性。 
 
　　發(fā)電機微機自動化系統(tǒng)是中小型水輪發(fā)電機組安全穩(wěn)定、節(jié)能經(jīng)濟運行的重要保障系統(tǒng)。通過對傳統(tǒng)中小型水輪發(fā)電機組繼電保護系統(tǒng)的技術(shù)升級改造研究，形成一個功能完善、動作可靠、綜合性價比高的微機綜合自動化系統(tǒng)，可以大大提高中小型水輪發(fā)電機組運行經(jīng)濟可靠性；同時，整個微機保護系統(tǒng)按照高性價比、zui大保護配置、兩個保護單元冗余配置等設(shè)計原則進行設(shè)計，在不同容量和類型水輪發(fā)電機組微機保護領(lǐng)域具有較高的應(yīng)用發(fā)展前景。