水电站基础综合讲义.

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1、讲 义2006年1月直流系统一、 直流系统的作用：1. 提供事故照明电源；2. 提供保护、自动装置、操作、信号电源；3. 提供励磁系统起励电源。二、 直流系统的组成：1.4组高频开关电源，蓄电池组，绝缘检测装置，监控模块，直流母线及负荷等组成。2.运行方式：正常情况下由四组高频开关电源和蓄电池组并联运行，同时蓄电池组在浮充电状态，蓄电池组故障由两组高频开关电源供直流系统电源。3.直流系统的绝缘电阻应满足要求，备用超过半个月或检修后投入运行应测绝缘电阻合格后方可运行。三、直流系统的运行维护1.当遇有下列情况时蓄电池应均衡充电： 单体电池浮充电压低于2.18V（正常2.240.02V）； 电池放出

2、5以上的额定容量； 搁置时间超过一个月； 全浮充运行一年以上； 每年对蓄电池应进行一次均衡充电。2. 蓄电池的巡监项目： 蓄电池各极板接头良好，无氧化锈蚀现象； 引线与各级板连接牢固无异常 蓄电池外表温度适宜无过热，安全阀无破损。四、故障处理：1. 高频开关电源故障时退出该组高频开关电源输入开关，但至少有一组高频开关电源和蓄电池正常运行；2. 高频开关充电模块告警高频开关电源出现停电（交流），充电模块交流输入欠压，直流输出欠压、缺相、模块温度过高、相间不平衡等故障，高频开关充电模块进入保护状态，电池进入放电状态。3. 监控模块故障：查告警类型，分别进行处理。4. 绝缘检测仪故障及直流系统接地选

3、择：1) 根据绝缘检测仪主机面板故障显示情况进行判断，查找直流接地情况；2) 绝缘检测仪可直接查出直流系统接地的支路号，若直流系统绝缘下降或接地支路不断变化，用拉路寻找瞬时切负荷的方法进行查找，瞬时切除各专用直流回路时应考虑对保护的影响，切断时间不超过3秒钟；3) 直流接地处理原则：采用拉路法，应根据运行方式，操作情况，气候影响来判断可能的接地点，以照明部分、后控制保护部分、现室内后室外部分、先负荷后电源的原则。5蓄电池故障：1) 蓄电池发生漏液、接地等无法继续运行的故障时，至少应保证两组高频开关电源正常运行供电；2) 当蓄电池发生短路故障后，引起此蓄电池保险爆断及高频开关电源因输出过压停机，

4、直流母线失电，此时应立即蓄电池组保险，重新开启高频开关电源。3) 蓄电池着火：立即切除蓄电池出口保险，然后用灭火器进行灭火（1211灭火器或干粉灭火器），至少有两组高频开关电源正常运行；4) 若全站停电事故，导致高频开关电源均无法运行时，蓄电池的放电时间不超过10小时。5) 当直流参数不能向监控上位机传输时，将监控模块复位或面板开关切、入一次。厂用系统一、厂用系统的作用：1. 给电站主要辅助设备供电；2. 给保护自动装置供电；3. 给电站提供生活用电。二、厂用系统的保护配置：1. 速断保护：保护范围CT至厂用变压器高压侧；2. 过流保护：厂用变压器低压侧至负荷侧；3. 零序保护：0.4KV发生

5、单相接地时发事故信号，不跳开关；4. 瓦斯保护：变压器内部发生短路故障时启动（注油式变压器）；5. 温度过高：当变压器温度过高时动作（干式变压器）；三、BZT的工作原理：1. 备自投的设备：0.4KV断路器均属备自投设备。2. 备自投动作标志是：厂用0.4KV母线一、二段YH所带电压继电器失磁时备自投动作；3. 备自投的分类：备自投分为明备用和暗备用两种，该电站所用为暗备用方式。四、 正常运行维护1. 动力柜或动力盘的规定：1) 专门为检修设置的动力柜，均有检修管理，所接负荷不能超过其刀闸、电缆的容量，且在装接前后应将负荷大小、性质等通知运行人员做好相关记录；2) 运行管理的动力柜如需接临时负

6、荷，须得到当值值长同意方可；3) 要在厂用母线上接临时负荷须得到当值值长的同意，并符合下列要求： 所接回路有专门的开关（刀闸）及保险； 保险的容量应合适； 所接回路的绝缘电阻应合适。2. 为防止电缆串电，厂用母线检修时必须断开该母线上所有刀闸和开关，并需验电。3. 厂用母线在检修后投运前必须做下列工作： 作业区清扫干净，无遗留工具杂物； 拆除接地线，测量绝缘电阻合格。4. 正常运行时，机组闸门动力柜上不准随便接临时负荷。5. 厂用系统接任何临时负荷，应注意三相负荷的平衡。五、 厂用系统故障处理：厂用变故障：1. BZT动作成功后，处理故障变压器。2. 厂用母线故障： 当厂用任一母线故障，相应的

7、保护、自动装置动作正常，退出厂用母线负荷，机组动力等重要负荷电源盘联络，然后处理故障母线。3. 若BZT发生误动等故障，立即停用备自投装置，监视厂用运行情况，然后处理故障母线。4. 若BZT发生误动等故障，立即停用BZT装置，监视厂用运行情况，做好相应事故预案。5. 厂用变压器重瓦斯动作，应检查相应保护、自动装置动作正常，查变压器是否有着火现象，若着火应立即断开两侧开关刀闸、控制电源进行灭火。6. 若厂用保护误动，应退出相应保护；若查不出故障应进行递加，若递加正常设备恢复送电。 发电机一、 作用：利用水能资源进行发电。能量变换过程：势能动能机械能电能二、保护配置：1. 差动保护原理如上图，保护

8、范围为两TA之间区域。2. 失磁保护：当发电机失去励磁时动作。3. 过流保护：全站最后一道保护，保护范围为过流TA以上。4. 轴承温度过高：发电机所在轴承温度过高动作跳闸。5. 10.5KV单相接地：发故障信号。三、 正常运行维护1. 发电机发生下列情况之一时，不能投入运行： 发电机绝缘异常下降 发电机保护、自动装置故障 测温装置故障 冷却水故障 制动系统故障 轴承油面下降和油质不合格 零部件发生松动2. 机组状态：运行，备用，检修。运行：指发电机转动状态；备用：冷备用：发电机出口开关在拉出状，但未做安全措施；热备用：发电机一经合闸即可转如运行状态。检修态：发电机在退出状态，并做安全措施。DL

9、T6000型微机励磁调节器1、 主要功能： 按发电机机端电压偏差进行PID调节； 以励磁电流作为反馈的手动调节功能； 具有强励限制； PT断线检测； 通道间自动跟踪和故障自动切换功能； 调节器具有自启停功能； 正常停机时自动逆变灭磁； 系统电压跟踪功能； 发电机转子回路的失磁保护功能；2、 硬件功能：1） 励磁调节板：励磁调节板用于实现PID调节，辅助控制，故障检测，操作等功能；板内有按发电机电压偏差调节的自动通道（AVR）和按励磁电流偏差调节的手动通道（AER）。2）自动通道： 自动通道以发电机电压作为反馈量，以PLC的直流信号作为发电机电压的给定值，用线性集成的PID调节电路进行调节，输出

10、控制信号给触发板进行移相触发。自动通道还具备过励限制、强励、欠励限制、调差等功能。2） 手动通道：手动通道以励磁电流作为反馈量，手动通道作为备用通道，手动通道可自动跟踪自动通道，当自动通道出现故障时，实现自动切换。3、 运行操作：1） 装置电源：装置电源由交流、直流同时供电，正常由交流供电，当交流失去时自动切换为直流供电。2） 正常开机：一般情况下，调节器应选择主通道为当前运行通道，开机前通过智能操作屏选择“正常起励”方式，调节器对发电机电压的给定值进行预置。调节器接受以下开机令之一时，发电机升压至预置值：l 发电机转速95额定转速且有投励磁领时；l 发电机转速95额定转速且人工按起励按钮。起

11、励过程在起励时限到或发电机电压达40额定值后或手动起励成功并松开起励按钮后中断。起励时限为10秒，10秒后发电机电压达不到10机端电压则认为起励不成功。起励不成功后，若转速没下降，只能手动起励。3） 零起升压操作：开机前选择“零起升压”方式，调节器对发电机电压的给定值进行预置，开机进行升压操作。4） 手动通道：调节器在手动通道时反馈信号为励磁电流信号。该信号采集自励磁变压器副边的电流互感器。5） 发电机电压调节及无功功率调节：现地按“增、减”按钮或控制室上位机进行操作。6） 系统电压跟踪：调节器具有系统电压跟踪功能，且当发电机并网后自动闭锁。此功能可以操作“网频跟踪投/切”键实现。7） 停机操

12、作： 正常停机灭磁：n 发电机停机时，停机继电器节点控制励磁调节器自动逆变灭磁。 人工逆变灭磁：n 操作调节器操作面板上的灭磁开关，若此时发电机已解列，则发电机逆变灭磁。 事故停机灭磁：n 发电机事故停机，发电机保护继电器引入节点动，分灭磁开关灭磁。 8）通道跟踪与切换：主通道与备用通道之间可互相跟踪，主通道出现下列故障，自行切换到备用通道：l 5V电源故障；l PT断相；l 丢脉冲；l PLC故障；发电厂水轮发电机调速器一、 改造原因：水轮发电机调速器是水轮发电机的重要自动调节装置，从最早的机组成组调节到现如今的发电厂AGC调节的实现，主要取决于调速器性能的好坏，老机械调速器或电液调速器，已

13、不能满足电厂监控系统的要求，更不适应数字化时代的要求，电力行业为尽快实现区域网、整个电网的AGC调节控制功能，更好的为国民经济服务，发电厂应改造传统的调速系统。二、 水轮机调节的任务水轮机调节的基本任务是按用户负荷变化所引起水轮发电机转速变化或频率变化，通过调速器自动调节水轮机导水叶开度，使发电机输出功率和频率满足用户的要求。三、 水轮机出力及其调节的途径N=9.81QHQ-通过水轮机的流量（立方米/秒）H-水轮机的工作水头（米）水轮机的效率（）四、 水轮机的能量输入与输出特性水轮机力矩特性曲线Mgn MtMnM=Mg+Mn0 Mtn no力矩平衡特性曲线n 0MoM0 发电机负荷曲线Mg五、

14、 水轮机调节系统的组成水轮机引水系统发电机电力系统调速器 调节六、 微机步进式水轮机调速器1、优点： 取消了电液转换器，避免了液压系统发卡等故障； 电气回路完全取消了电位器和继电器，减少了电回路接触不良，模拟回路零漂等现象； 不需要高精度油源； 具有开度、功率、频率模式，手动/自动切换无扰动。测频板通讯接口可编程控制器2、调速器原理框图应急阀 机频网频引导主配压阀主接力器水轮机位移转换步进电机功率水头显示机械反馈位移传感器操作3、调速器物理模型图中接电机I机频+Bp开度给定传感器dedt-频率给定网频50Hz +-Bp=n/nr Y/Ymax4、硬件配置 步进式调速器电气部分主要由可编程控制器，触摸显示屏，反馈传感器，测频板，电源系统，操作按钮组成。 PLC要求：l 输入：光电隔离，输入电压DC24Vl 输出：光电隔离，0、5A/点，电阻负载l 工作电源：AC85-AC265V,50H