发电机机组自动化改造探究

发电机机组自动化改造探究

经济建设的发展，推动了机械自动化的全面改革与创新，从某种意义上，虽然我国发电机机组相对于发达国家而言，其发展还有待于进一步的提高，但就目前发展阶段来说，我国发电机机组在很多方面都有了新的研究，并在一定程度上促进了相关行业的发展，文章主要针对中小型发电机机组自动化系统方面的研究进行了简要的分析与总结，针对改造过程中遇到的一些问题提出了相应的解决措施，仅供参考。

标签：发电机；机组自动化；改造

发电机是电能生产的关键设备之一，通常由定子、转子、端盖、机座及轴承等部件构成。

定子由机座、定子铁芯、线包绕组、以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯（有磁扼、磁极绕组）滑环、（又称铜环、集电环）、风扇及转轴等部件组成。由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。

发电机转子绕组通过气隙与定子绕组进行电磁耦合将机械能转化为电能发电机的这种工作原理决定了其结构和运行的弱点。发电机最常见的故障有定子铁心故障、定子绕组故障、定子绕组股线故障、定子端部线圈故障、转子本体故障、转子绕组故障、冷却水系统故障等。

无论哪一種故障都会按一定的模式或机制发展，即从最初的缺陷发展成为故障，在劣化的过程中总有一些特征量可以反映劣化的情况。对于发电机的绝缘来说，在运行过程中它将受到电、热、机械以及环境的影响，使其逐步老化，导致寿命终结。在这个过程中均可通过一定的方法进行监测。

1 中型、小型发电机机组微机自动化系统改造理念

第一，由于近年来为了更好的促进机械工业的发展，提高经济发展效益，我国将发电机重心放在了大型、超大型的发展机械上，对此，无论是针对整体的改造方案还是技术研究开发、设计原则等都有利于大型或是超大型发电机组的使用，这种类型的发电机组不仅仅在制造装置上比较繁琐，就连其使用功能也是极其复杂的。它要求相关的技术工作人员必须熟练掌握大型、超大型发电机组的运行情况，还要懂得机械设置以及相关的逻辑制定方案，这对于普通的机械技术人员来将是难度很大的一件事，而且这种发电机组在价格上，相对也比较昂贵，普通的使用厂商根本无条件购买使用。即使购买了，也有可能因为技术人员专业知识技能不足，而导致无法使用。以上种种分析表明，这些大型、超大型发电机机组的研究开发并不利于我国经济建设的发展，以及相关工业的使用。

第二，就大型、超大型发电机机组而言，要想不断提高其工作效率，降低成本就需要不断的对其内部系统进行改造，其机组的复杂特点决定了，在改造的过程中势必会遇到很多意想不到的问题，需要相关技术人员去解决。这在很大程度上就需要增加额外的成本进行研究开发，会增加资金的使用，最终还有可能会出现改造失败的情况，所承担的风险比较大，对此，在实际的具体情况中，我们将发电机的自动化改造转向了专门针对中小型发电机机组的改造中，这样不仅仅不会浪费资源，而且操作人员在研究开发中也可以进行一定的测试，为其稳定性提供了有利的发展环境，从具体实践出发，更适合我国水利水电的发展建设，适合我国可持续发展的推进，经济建设真正意义上的发展平衡。

2 发电机组微机自动化系统设计改造

2.1 提升保护功能的改造与配置

在提升中型、小型水轮发电机组的微机自动化改造质量方面，应该将微机的自动化保护装置放在改造设计的首要位置来研究。在保护功能的配置与设计方面，首先应该加强对中型、小型发电机组的特点研究，要从实际应用技术以及经济条件等各方面实现较为完善的保护配置。要明确的是，对于中型、小型水轮发电机组而言，所需要的继电保护装置和配置与大型、超大型水轮发电机组所需系统具有明显差别，继电方面的保护配置对于中小型发电机组而言并非最重要的。因此，可以采用较为简单的逻辑判据进行，选择配置或者无需配置。对于中小型发电机组而言，在机组内部故障保护方面也可以采用比较简单的方法，如采用完全纵差保护以及零序横差保护即可。这样能够在配置方面省掉大部分不必要的保护逻辑设计，大大简化在微机系统自动化改造方面的功能结构与逻辑原理，从而提升实际操作人员的适应性与操作效果。

2.2 提升系統自动化改造的性价比

中型、小型发电机组在机组微机自动化系统改造当中存在着功能实现更多、微机运算量更大、逻辑判据更多以及在信息传输和运算分析、数据储存管理等更为复杂繁琐等特点。中小型发电机组的改造，在很大程度上可以将重点放在系统内部的升级，这样不仅仅可以减少成本的压力，还能够提升发电机机组的使用稳定性能。在软件使用上可以保护一定的资源，对于硬件保护设置大多数使用的是CPU芯片，这种芯片在成本价格上以及性价比上都是比较高的一种使用产品，进而真正意义上的实现自动化改造，起到了解决成本的重要作用。

2.3 提升自动化系统的灵便性与稳定性

受经济条件的制约，对于中小型发电机的改造必须从具体的国情，实际情况出发，将成本因素放在首要的重中之重，在资金有限的情况下，实现发电机机组自动化改造的功能，最大限度的提高系统运行的稳定性以及可靠性。设计的过程中可以采用冗余设计原则进行自动化的提升与改造，这样做的主要目的就是为了在整个发电机机组中实现自我系统保护功能，同时可以在这个模式下针对不同的单元设定保护，这样就算出现了问题，也能够及时有效的进行处理，通常情况下

设定两个单元，这两个单元既相关联系又相互独立，当发现问题时，可以针对两个模块的所在区域进行处理研究，这样就减少了损失的不断扩大，针对异常情况的发生起到了一个很好的系统保护功能。严格来讲，中、小型发电机机组的运行并不是完全相同的，要根据具体的实际情况进行保护措施的制定，以求最大化的进行系统维护，提高整体的自动化操作的灵活性和稳定性。

3 结束语

发电机微机自动化系统是中小型水轮发电机组安全稳定、节能经济高效运行的重要保障系统。通过对传统中小型水轮发电机组继电保护系统的技术升级改造研究，形成一个功能完善、动作可靠、综合性价比高的微机综合自动化系统，可以大大提高中小型水轮发电机组运行经济可靠性；同时，整个微机保护系统按照高性价比、最大保护配置、两个保护单元冗余配置等设计原则进行设计，在不同容量和类型水轮发电机组微机保护领域具有较高的应用发展前景。

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