1循环水余压发电简介

利用系统回水余压发电，系统余能多则多用、少则少用，不影响系统原有参数，全自动化运行不增加岗位，可智能调节减少劳动力。机组定制设计，效率最高达85%。发电直接并入厂用电系统消耗，使用灵活不受限。技术成熟可靠，，2012年内全国首套循环水余压发电技术成功投产测试，在河南能源安装几十套设备从2015年始已安全运行数万小时。

1 循环水发电装置的保护系统

1.1 供水系统的安全保护

对于工业循环水系统来说，保证循环水的正常工作是**位的重要条件，当循环水发电系统发生故障时，决不可造成循环水异常中断 。控制盘的主阀及旁通阀控制回路以保证循环水畅通作为优先条件，在开机过程中，以发电回路阀门的逐渐打开和旁通回路的逐渐关闭同时进行为联合控制方式；机组关机时，以先进行旁通阀门的打开后进行水轮机导叶的关闭为逻辑方式。这样，在开停机过程中，循环水始终是畅通的。主阀和旁通阀的控制可以现场操作，也可在综合控制台进行远程操作。装的回路见图有关部分。

1.2 循环水发电装置的控制保护

循环水发电装置的控制保护包括发电机的保护，水轮机的保护、逆功率保护-防止发电机作为电动机运行。
循环水发电系统的控制保护原理与一般的水力发电系统基本一致，但也有其特殊之处。因此，在控制保护系统设计时，在满足安全稳定发电的基础上，不需同时满足循环水系统的安全可靠运行，还必须满足系统的一些特殊要求。
循环水发电与一般水力发电系统不同之处在于：
1）必须把保证循环水的正常运行放在**位，不允许发生循环水的异常中断，发电设备故障不能影响循环水正常运行。
2）循环水的流量受生产工艺的控制，可能发生很大变化，可能影响到机组的正常发电，控制系统要考虑这个特点，保证发电机组和电网系统的安全。
3）循环水发电往往要并入某用户的低压用电网络，控制保护系统还要考虑用户的要求和用户网的安全。
循环水发电装置的控制系统除了具有励磁、同期、调速功能外，必须具有循环水安全保护功能，以保证循环水的不中断。励磁系统采用自并激励磁方式，励磁功率取自发电机本身。发电机机端电压通过励磁变压器降压，经可控硅三相整流电路整流，向发电机励磁线圈提供一个可控的直流电流，此直流电流的大小由微机励磁调节器控制。机组并网采用微机型自动准同期装置，以手动并网指示灯作为备用方式。调速系统采用手电动调速器，调速器由调速模块控制，进行开机、停机和增减负荷操作。循环水安全保护模块控制主阀及旁通阀的连锁操作，以保证循环水畅通作为优先条件，机组突然关机时，在保证循环水不中断的情况下，及时切断通向水轮机的水流，保证机组安全。
此外，由于循环水系统会根据季节、气温的变化调整循环水量，当通过某机组的水量小于机组的空载流量时，水轮发电机组会出现在并网条件下吸收电网功率的逆送电情况，不但会无故消费电网电能，还会出现发电机电流过大情况，为此，系统专门增加了负功率保护功能。循环水发电系统的机组容量虽然较小，但涉及到循环水系统的安全和电网系统的安全，因此，其控制保护系统与常规水力发电系统比仍有其独特之处。
循环水发电装置的控制保护系统中的子系统均容量较小、体积也较小，可以集成在一块盘上，称之为“四合一综合控制盘”，如图1示。

图1   循环水发电系统

1.3 机组机械电气保护

1）发电机保护：为了保证机组安全，对发电机设置了过压、欠压、过负荷、过流保护。当发电机发生故障或事故时通过发电机馈电接触器跳闸声光报警。机组负荷情况突然与电网解列时，自动关闭水机。
2）循环水保护：为了保证循环水畅通，通过连锁，在机组负荷情况突然与电网解列时，自动开启旁通阀。
水轮机发电机组的机械和电气保护有控制保护系统的发电机综合保护模块和同期模块完成。见图有关部分。
3）发电机负功率保护：为了防止循环水系统水量减少引起的水轮机出力减少到空载工况以下，造成发电机变电动机运行，吸收系统有功的问题，本系统专门设计可逆功率保护装置，在智能电度表上设置动作节点，当功率表反转时驱动跳闸线圈使机组与系统解列。