水电阻在柴河水库电站的应用
刘松
(辽宁省柴河水库管理局，辽宁铁岭1~2000)
[摘要]为柴河水库电站采用水电阻来解决水锤压力和机组升速问题，文中介绍了水电阻保
护的工作原理，简便确定水电阻功率的方法，针对水电阻保护运用中出现的过电流和过电压问
题而采取的有效改进措施。
[关键词]水电阻；工作原理；水电阻功率；柴河水库
[中图分类号]Tv735 [文献标识码]A
1水电阻的作用
柴河水库电站装有3台水轮发电机组，总装机容量
7 030 kW，2台3 200 kW 机组，1台630 kW 机组，为坝后
式电站。电站是水库综合利用的一部分，利用农业灌溉和
防洪弃水发电。灌溉与发电两洞合一，发电洞在226 m处
与灌溉洞分岔，发电洞总长368 m。由于输水管道较长，当
3台机组发电且灌溉洞没有泄流时，在设计水头与机组全
开运行时其ΣLV=753 m2／s。从调节保证计算得出，3台机
组同时甩负荷时蜗壳压力上升值专及机组速率上升值JB均
超过规程及厂家规定数值。
柴河水库电站采取了以水电阻作为短时负荷的措施．
按照1台3 200 kW 机组容量设置了人工水电阻。当66 kV
上网线路和主变压器发生事故并使机组甩负荷时，1台机
组直接投入水电阻，逐渐关闭导水叶延缓停机时间，3台机
组停机时间错开．从而使蜗壳压力上升值和机组转速上升
值满足要求。对压力钢管和机组起到了保护作用。
2水电阻保护的工作原理
水电阻是利用水的电阻作为负荷来消耗电能的一种
装置．作为电气负荷具有结构简单、造价低廉、实用性强的
特点。柴河电站水阻池长x宽x高=2．5 mx2．5 mx3 m，内设
3根用钢管做的电极，电极直径8 cm，电极间距离1．5 m，
排列成等边三角形，池壁和池底用环氧树脂绝缘，设有观
测电极水位的标尺，要求电极淹没深度在1．5 nl以上。
电站1号机组采用了水电阻保护，通过水电阻开关柜
把1号发电机出口6．3 kV母线直接引入，开关柜内安装有
少油断路器，可以自动或手动完成水电阻的投人和切除。
柜内设置了3只4006的电流互感器用以测量及保护，设
有瞬时动作的水阻过流保护。水阻池底部埋设了排水管，
安装了电磁液压操作阀，可以进行自动排水或手动排水。
当发生下列情况时水电阻保护自动投入：机组升速到
115％额定转速；发电机低压过流保护动作；主变压器差动
及重瓦斯保护动作：66 kV线路速切及过流保护动作。动作
过程：水阻投入继电器励磁吸合后，1号机断路器眺开，水
阻断路器投入；当导水叶关至空载时，水阻切除继电器吸
合，跳开水阻断路器。在水阻保护投入动作的同时，电磁液
压操作阀自动启动排水，使水阻池水位逐渐降低，机组缓
慢地卸掉负荷，最后卸完而停机。如果水电阻通过的电流
过大时，水阻过流保护继电器瞬时工作，眺开水阻断路器。
3 水电阻功率的确定
水电阻设计功率为3 200 kW，与发电机额定功率相一
致。由于机组所带负荷不断变化。水电阻功率难于随时适
应，水电阻功率与发电机功率允许偏差±15％。发电机运行
前，要根据发电机的预计出力调整好水电阻功率，水电阻
功率由电极的淹没深度和水阻系数决定：
P=-2．73~(L一2．06r)／plgD／r (1)
式中P_水电阻功率，w； 线电压，为6 300 v；D一电极
间距离，为1．5 m；r一电极半径，为0．04 m；工一电极淹没深
度，m；p一在应用温度下的水阻系数，n·m。
整理得P=6 9x 1o6 -0．082 4)／p (2)
水阻池的进水水源有两个一水库水和自来水，用手阀
操作加水。两个水源中，水库水比自来水水阻系数大一些，
经过不同季节测定：25 oc时水库水P =30~60 Q·m，自来
水P =20~40 Q·m。水阻系数与温度0的关系为：
p=5{gz／(25+0) (3)
在实际运用中。采用直接测定水电阻功率的方法，比
较简便和精确。方法是在水阻池中通入400 V三相交流电，
用电流表测出相电流，通过计算得出水电阻的功率P计算
公式。
P=UI(6．3／U) (4)
式中：P岫水电阻功率，kW； 线电压，为0．4 kV；，_相电
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工
