摘要：水电站是当代电力系统的重要组成部分，其安全运行质量关系着整个电力系统的运作效率。从基础视角来看，维护水力发电系统的安全运转，必须做好瞬态动力学建模工作，确保系统运行的安全性与稳定性，合理规划水电站电网结构，加强水力发电系统巡查工作，全方位检测水电站的运行状态。
关键词：水力发电系统；瞬态动力学；稳定性
在21世纪，水力发电工程与社会发展以及国民的日常生活与工作关系密切，优化水力发电系统功能，提高水力发电效率，则必须科学构建水力发电系统瞬态动力学模型，充分确保水电站的安全运行质量。
一、科学构建水力发电系统瞬态动力学模型
全方位确保水力发电系统运行的安全性与稳定性，必须充分借助BIM技术构建水力发电系统瞬态动力学模型，根据建筑结构设计特点和相关设备系统等多重角度细化整体模型与局部模型结构，制定安全技术规范。需要注意的是，当水电站初步建成后，其主体建筑结构和主要设备安装已基本成形，此时，就要严格做好质检工作，适当调整水力发电系统瞬态动力学模型的局部角度和位置，如果无法改变某些部位，就需要调整设备组装角度，做好机电安装调试工作。其次，应依次做好压力管道模型、水轮机模型、调速器模型、发电机模型、机组和厂房结构模型的构建工作。另外，要根据多尺度耦合效应和稳定机理组建水力发电系统瞬态动力学模型，分别设计好水力子系统模型、机械子系统模型和电气子系统模型。
二、加强水力发电系统巡查分析工作
提高水电站安全运行水平，加强水力发电系统设备的安全巡视检查颇为重要，这项工作对安检人员的专业知识与技能以及职业意识要求极高。简而言之，安检人员应轮流坚持在一天24小时内对发电机组和相关设备实施全面巡视监察，及时做好设备检修工作。目前，国内大多数水电站是由ONCALL人员开展水电站安全运行巡视监察工作，他们会对所有设备实施全面巡检，而且要求巡检工作必须确保质量而不是盲目追求数量。其次，安检人员应重视做好水轮机调节系统动力学分析工作和开机过渡过程瞬态特性分析工作，准确判断水轮机调节系统是否稳定，客观分析该系统和轴系系统在开机过程瞬态特性及相互影响规律，查看水轮机调节系统力矩相对值、流量相对值、水头相对偏差和转速相对偏差是否稳定。
三、优化水力发电系统故障自动处理功能
全面优化水力发电系统故障自动处理功能方能及时发现和修复故障，避免水电站设备规章扩大。从整体结构来看，优化水力发电系统设备故障自动处理功能，必须在前期按照标准要求做好各种组织设备的安全保护工作，为其配以自动保护装置，根据水电站设备安全运行参数，不断改善主要设备与厂房装备的保护方案，植入正确的逻辑数据，当设备出现故障后，由逻辑数据指挥跳闸或者停机，避免故障进一步扩大。
其次，水电站管理人员应注意协同本机构做好以下四项安全保护工作：
第一，全面做好机组过速保护动作，这样能够使水电站设备在紧急关闭导水叶的过程中，立刻联合水电站主设备关闭进水阀与进水口事故门。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与此同时，管理人员要全面优化机械过速保护装置，做好机械控制回路的设计工作，这样能够在出现故障时直接关闭导叶，同时，迅速关闭进水阀以免加速故障面积，并确保在电源消失的时候使水电站机组处于相对安全的状态。
第二，做好机组配置振动保护工作，改善其装置系统。从安全角度来看，振动保护出口应具备一级越限报警和二级超限停机的功能，及时启动机械事故紧急停机流程。其次，要做好振动保护的监测工作，确保监测值在安全性指标以内。此外，振动保护应能够保证机组由于任何原因而导致震动超限时及时自动停机，避免出现更为严重的后果，确保主设备和厂房安全。
第三，做好发电进水口拦污栅前后压力差值与水轮机蜗壳压力的监测工作，同时，正确启用自动处置功能，以此确保监测数据在安全运行指标以内。其次，需要为水轮机坝前进水口拦污栅的前后压力差值和蜗壳压力设置一级越限报警与二级超限停机功能，这样有助于避免造成拦污栅损坏或流道负压损坏等严重后果。再次，需要全面实施坝前水位监测工作，需要注意的是，当坝前水位在接近死水位或者达到正常高水位时均应自动报警，以便于及时控制。
第四，做好机组调速系统、水电站机组进水主阀以及水电站快速闸门的控制电源自动化保护措施，尤其是要做好失电情况下的保护工作，这样能够避免因为失电所导致的机组失控损坏设备。其次，对于水电站调速器、机组进水主阀和快速闸门的油压原动力失效以及发电机出口断路器原动力失效等问题，需要正确采取科学策略实现自动报警、跳闸与停机。
四、健全水力发电系统安全管理制度
健全水力发电系统安全管理制度则必须针对水力发电系统运行安全管理工作需要制定人力资源管理制度、安全用电技术管理制度和安全监督管理制度，明确工作纪律，禁止违规操作。其次，要注重健全各种电气设备故障维修制度，对所有电气设备进行全方位监控，认真分析其稳定性运行指数，如果发现设备存在异常，必须立刻进行质检与维修。另外，工作人员应注意在安置监控系统的过程中着重优化该系统的全方位监测功能，促进该系统和远程技术的有效结合，从而确保水电站监控系统能够全方位掌控本站重要设备以及设备的重要部位的运行状况，对水力发电作业的关键环节实施全过程自动监控与记录，发现隐患后，能够自动报警，同时，要充分发挥控制功能以免安全事故扩大。除此之外，水电站应注意促进远程安全监控系统和无线移动通信技术终端的有机融合，这样能够确保管理人员及时收到移动报警信息。
结束语
综上所述，确保水力发电系统设备的安全运行，加强水电工程建设，必须科学构建水力发电系统瞬态动力模型，加强安全巡查工作，优化系统设备故障自动处理功能，完善水力发电系统安全管理制度。
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论文作者:李洪
论文发表刊物:《电力设备》2019年第20期
论文发表时间:2020/3/16
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