大桥水电站实习报告.docx
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大桥水电站实习报告
文档编制序号：
[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]
大桥水电站实习报告
1摘要
通过到电站跟班实习，熟习水电站电能生产的一般过程，加深对水电站油、气、水系统的了解与认识，加强对水电站厂房布置原则的理解，将学校所学的理论知识与实际生产联系起来，在实践中发现问题、解决问题，从而完善自己的理论知识，为自己将来投身工作打下坚实的实践基础。
通过这次实习，我们需了解发电行业的技术现状，了解电站生活环境与电站运行规程，锻炼我们将理论与实际联系起来的能力。
2大桥水电站简介
大桥水库工程的功能及范围在《凉山彝族自治州大桥水库工程管理条例》（修订）中明确为：
“大桥水库工程包括大桥水库库区水域、枢纽工程、电站、左右干渠及其配套渠系，漫水湾枢纽工程、左右干渠及其配套渠系，以及与工程相配套的交通、气象、水文、输变电、通讯、安全警示等设施、土地、房屋及其他地上附着物。
”是“以农业灌溉用水、城乡生活用水、工业供水、防洪、生态保护用水为主，结合发电、水产养殖、旅游等综合利用的大型准公益性水利工程”。
大桥水库枢纽工程包括大桥水库大坝枢纽及大桥电厂。
1993年11月开工建设，2000年5月全面完工，2005年7月通过竣工验收，总投资11.56亿元。
其水库枢纽工程：
主坝（砼面板堆石坝，坝高93米）、副坝（碎石土心墙堆石坝，坝高29.4米）、溢洪道、导流放空遂洞（长679.657米）、引水遂洞（长6574米）、调压井（深93.2米，直径18米），厂区枢纽：
压力管道、主、副厂房、输变电线路等组成。
水库正常蓄水位2020米，总库容6.58亿立方米，调节库容5.93亿立方米；电站装机容量100兆瓦（4×25MW）,年平均发电量3.5亿千瓦时（其中枯期发电量占87%）。
3水轮发电机组运行规范
3.1发电机技术规范
型号
SF22.5----10/3250
额定功率
22.5MW
额定电压
10500V
额定电流
1456A
额定频率
50HZ
额定功率因数
0.85
额定转速
600r/min
飞逸转速
1170r/min
飞轮效应GD2
≥120Tm2
短路比
≥1.065
纵轴同步电抗Xd
1.07
暂态电抗Xd
≯0.254
次暂态电抗Xd
≮0.168
定子槽数
156
励磁方式
静止可控硅自并励
3.2水轮机技术规范
名称
单位
规范值
型号
HLD126-LJ-145
额定出力
MW
23.44
最大水头
m
189
最小水头
m
130
额定水头
m
156
额定流量
m3/s
16.46
额定转速
r/min
600
飞逸转速
r/min
1120
最高效率
%
93
旋转方向
府视顺时针
总轴向水推力
KN
800
吸出高度
m
-6.1
机组安装高程
m
1825
正常尾水位
m
1831.68
4调速系统
4.1调速系统的组成及调速器规范
调速系统由油压装置、调速器、接力器、漏油装置组成。
调速器规范
名称
单位
规范值
型号
WBDT-FX
额定工作油压
MP
4
步进电机额定工作电流
A
3
主配压阀活塞直径
mm
80
主配压阀行程
mm
±5
工作直流电源
v
DC220
工作交流电源
v
AC220
测频方式
残压测频
额定频率
HZ
50
频率给定调整范围
HZ
45~55
功率给定调整范围
%
0～100
永态转差系数
%
0~10
比例增益
kp=0.5～20
积分增益
1/s
ki=0.05～10
微分增益
s
kd=0～5
人工失灵区
HZ
E=0～0.5
一次调频范围
HZ
±0.05
调速系统的油压装置规范
名称
单位
规范值
型号
HYZ-1.0
压油罐容积
m3
1.0
回油箱容积
m3
额定油压
Mpa
4
电动机转速
r/min
2930
电动机轴功率
KW
18.5
压油泵额定油量
L/s
0.8
转速定值
名称
整定值
动作结果
机组过速
150%nr
关闭调压井快速门
140%nr
关蝴蝶阀，事故停机
过速限制器（主配失灵）
115%nr
停机
励磁投入
95%nr
启励电源投入
机组加闸
25%nr
停机时投入风闸
油压装置参数整定
名称
整定值（Mpa）
工作泵启动压力
3.7
工作泵停止压力
4.0
备用泵启动压力
3.6
备用泵停止压力
4.0
安全阀开启压力
4.2~4.3
4.2调速系统的概述
步进式水轮机调速器是由步进式垫-位移伺服系统带动液压随动系统，实现对水轮机的控制。
步进式电-位移伺服系统采用可编程控制器---步进式驱动层---步进电机---丝杆---位移传感器的结构形式。
液压随动系统采用引导阀---辅助接力器---主配压阀---主接力器---机械反馈的结构形式。
4.3主要特点
（1）电气回路中完全取消了电位器和继电器，大大减少了接触器不良等不安全因素，柜内无功率放大的模拟电路，避免了模拟放大电路存在的漂移，抗干扰性差等问题。
（2）独特的变速控制方式，具有自动检测步进电机失步等故障诊断功能，保证了整个系统的安全可靠性。
（3）具有频率跟踪、开度跟踪、功率跟踪功能，保证了调速器手动/自动无扰动切换，以及运行模式无扰动切换。
（4）自动按工况改变运行参数，调节平稳速动性好。
（5）采用梯形图编程，使程序易懂易读，修改方便，用户便于掌握。
（6）采用单片机测频，线性度好、精度高、速度快。
（7）增加了当电源消失时，调速器自动进入手动运行并维持原有的导叶开度不变。
（8）手/自动运行方式切换平稳，手~自动或自动~手动均可随意切换，而不必考虑开度是否处于限制状态，所有的切换工作都是在电路内实现的，不引起任何油压波动和机械机械转动。
（9）取消了电液转换器，手/自动切换（电磁配压）阀，增/减（电磁配压）阀以及这些部件相应的油管道。
除引导阀、主配压阀、紧急停机电磁阀外，其它部件不用液压油。
（10）简化了开度限制机构，简化了杠杆，滤油器及柜内的结构。
（11）不需要高精度的油源，因此降低了对滤油器的要求（仅供引导阀和紧急停机电磁阀用油），又由于采用刮片式滤油器，取消了滤油器切换阀，也完全省去了滤油器的日常清洗更换工作。
由于步进式电-位移伺服系统采用闭环控制，完全消除了失步现象，又由于采用了步进电机的变速控制方式，完全解决了步进电机控制时速度与失步的问题。
位移转换装置还没有纯手动机械式超行程保护功能，防止传感器断线等意外故障时，丝杆卡死过载，损坏步进电机，整个系统结构简单、功能完善、操作方便、性能好、可靠性高、维护和检修工作量小。
4.4主要功能
（1）具备正常运行，故障运行及紧急停机功能。
（2）设频率调节、功率调节、开度调节等三种运行模式，有的的电站还有调相运行模式。
（3）可手/自动对下列下列参数进行调整：
运行水头、导叶给定开度、限制开度、频率给定、功率给定。
（4）远方控制和现场控制：
所有的控制都可在现场进行操作，远方可进行手/自动、开/停机、增/减负荷（或频率、开度）的操作。
（5）调速器手/自动无扰动切换和调速器运行方式无扰动切换。
（6）在不停机（进入纯机械手动运行）的状态下，能方便可靠地进行电气部分及步进式电-位移装置的检修工作。
（7）电源消失时，维持原有导叶开度不变。
（8）各类故障及电源消失报警出口
a、机频，网频故障诊断及处理
b、A/D,D/A故障诊断及处理
c、电气反馈系统故障诊断及处理
d、步进电机故障诊断及处理
e、电源监视及处理
（9）开度、频率、功率实际值及给定值显示。
（10）电气开度限制值显示及增减，水头值显示
（11）电气开度限制值，水头显示延时后自动切换导叶实际开度值显示功能。
（12）用三菱PLC专用协议，能方便与上位机通信。
a、可上传以下量：
机组频率、电网频率、导叶开度、电气开限、机组功率、各种模式、手/自动运行状态及各种故障。
b、可下传以下量：
频率给定、开度给定、电气开限、功率给定、当前水头及各种模式切换。
4.5工作原理
调速器无故障时，手操机构放置全开，将其置于自动状态，水头按当前实际水头设定，锁定在拔出状态，紧急停机电磁阀在复归位置，机组具备开机条件，由中控室或机旁盘发开机令给调速器，调速器收到开机令后，使步进电机向开启方向旋转，过程如下：
（1）导叶快速开至第一启动开度，机组转速开始上升。
（2）当机组频率≥45HZ时，导叶回关到第二启动开度。
（3）当机组频率≥47.5HZ时，PID参与调节，机组自动跟踪网频，如果无网频信号或网频故障时，机组在自动给定值50HZ运行
说明：
空载开度＜第二开启开度＜第一开启开度
（1）空载运行：
调速器在自动状态，机组在频率模式下运行，由测频板，采集机组频率和系统频率的正弦波信号，经过整形，放大变成方波信号送单面机计算，将计算机的数字量经光隔送入可编程控制器，可编程控制器采集的机频，网频信号以及其他各种控制信号、反馈信号等进行运算处理后驱动步进电机旋转，步进电机带动丝杆转动，丝杆将电机的转动变成直线位移，位移传感器将丝杆位移信号反馈到可编程控制器，当丝杆位置与可编程控制器所要求的值相同时，步进电机停止转动，电-位移伺服系统完成闭环调节。
丝杆的位移信号经过杠杆带动引导阀，通过压力油控制辅助接力器，经主配压阀放大后推动主接力器移动，调速环控制导水叶的进水量，从而调节机组频率，同时主接力器的移动经机械反馈机构使引导阀回中，液压随动系统完成闭环调节。
（2）负载运行：
断路器合上后，机组运行在开度模式或功率模式下，在面板上控制增/减负荷可调节机组出力。
（3）在触摸屏上增/减负荷，三种运行模式间可进行无扰动切换。
将负荷减到零，断路器分后，发“停机令”使步进电机向关闭方向旋转，带动中间接力器，杠杆及引导阀，液压随动系统关闭导水叶，使机组停机。
（1）自动状态下：
调速器将快速关闭导叶，机组频率将自动跟踪网频。
（2）手动状态下：
调速器自动将导叶关至空载开度，频率需要手动调整。
将调速器置手动状态，手操机构放置全开，锁定在拔出状态，紧急停机电磁阀在复归位置，机组具备开机条件，纯机械时旋转步进电机手轮使步进电机向开启方向旋转，开启导叶使机组频率上升至50HZ运行。
纯机械时旋转步进电机手轮，使步进电机向关闭方向旋转，关闭导叶至零开度，机组停机。
紧急停机电磁阀接受机组保护的电气紧急停机信号，切断引导阀的油源，排掉辅助接力器上腔控制油，实现紧急停机
5发电机励磁系统
供给发电机励磁电流的电源及其附属设备称为励磁系统。
5.1励磁系统的构成
它分为励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分。
励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流；而励磁调节器则根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。
5.2励磁系统作用
（1）根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流，以维持机端电压为给定值。
（2）控制并列运行各发电机间无功功率分配。
（3）提高发电机并列运行的静态稳定性。
（4）提高发电机并列运行的暂态稳定性。
（5）在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度。
（6）提高继电保护的灵敏度。
（7）根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。
（8）改善电力系统的运行条件。
5.3发电机励磁控制系统的任务
1电压控制
2控制无功功率的分配
3提高同步发电机并列运行的稳定性
4提高继电保护动作的灵敏度
5快速灭磁
6改善电力系统的运行条件
（1）改善异步电动机的自起动条件
（2）为发电机异步运行创造条件
（3）减少重负荷合闸时的电压下降
（4）重负荷跳闸时，减少系统电压的上升
5.4起励单元
起励措施有两类。
第一类称为他励起励，即另设起励电源及起励回路，供给初始励磁。
另一类称为残压起励，利用以发电机剩磁所产生的残压，供给初始励磁。
即是另设起励回路，由另外的电源供给初始励磁电流。
起励电源可以用厂用直流电源，称为直流起励。
也可以用厂交流电源经整流后提供，称为交流起励。
对于励磁变压器二次侧电压较高的励磁系统，即使当发电机的残压较低时，折算到励磁变压器二次侧的电压仍高于整流桥的管压降时；或当发电机的残压较高时，可考虑不用另外的起励电源，而利用发电机残压直接起励。
5.5灭磁单元
当保护继电器检出发电机内部故障时，为保护发电机，必须安全迅速地将储存在磁场中的能量泄放。
灭磁功能由灭磁开关，跨接器Crowbar和灭磁电阻实现。
灭磁开关设计用于在任何故障情况下安全切断励磁电流。
灭磁开关开断后，还在励磁变压器和磁场绕组之间形成明确的电气隔离。
可控硅逆变灭磁：
利用三相全控桥可以输出负电压的特性，可以实现发电机的逆变灭磁。
逆变灭磁相当于将励磁电源反极性的一种灭磁方式,由于可控硅励磁逆变不需断开电路，只需在可控硅整流器阳极电压为负半周时给以脉冲，即能改变励磁绕组的极性,使整流侧电压为负。
所以逆变灭磁也是一种静止灭磁，它不需要换接开关。
可控硅桥从“整流”工作状态转入“逆变”工作状态，可将储藏在转子绕组的磁场能量反馈到交流电网中，这样逆变灭磁也不需要灭磁电阻或其他消能机，因此，逆变灭磁是一种简单、经济而有效的灭磁方式。
5.6试验运行中的不正常现象
1.起励过压
2.起励时升不起电压
3.自动调节时电压波动较大
4.手动调节时励磁电流波动较大
5.调节方式或控制通道切换时波动较大
6.多整流桥并联时均流不好
7.运行中发电机进相，励磁电流大幅下降
8.运行中发电机无功不稳，摆动较大
9.低励限制动作时，发电机无功功率摆动
10.过励限制动作时，发电机无功功率进相
6大桥水电站辅助设备
6.1油系统
油系统：
水电站各机组的用油由管路联成的一个油的互通、循环的网络，即为“油系统”，包括：
油管、储油、油分析及用油设备。
油的种类主要有透平油和绝缘油两种。
（1）接受新油
（2）储备净油
（3）向设备充油
（4）向运行设备填油
（5）从设备中排出污油
（6）污油的净化处理
（7）油的监督与维护
（8）废油的收集
6.1.2透平油的作用包括:
（1）润滑作用:
透平油可在轴承间或滑动部分形成油膜,以润滑油的液体摩擦代替固体干摩擦,从而减少设备的发热与磨损,保证设备的安全运行。
（2）散热作用:
机组转动部件因摩擦所消耗的功转变为热量,会使油和设备的温度升高,润滑油在对流作用下,可将这部分热量传导给冷却水。
（3）液压操作:
水电厂的调速系统、主阀以及油、气、水系统管路上的液压阀等,都需要用高压油来操作,透平油则可用作传递能量的工作介质。
6.1.3绝缘油的作用包括：
（1）绝缘作用:
由于绝缘油的绝缘强度比空气大得多,用油作绝缘介质可提高电器设备运行的可靠性,并且缩小设备的尺寸。
（2）散热作用:
变压器的运行时,其线圈通过强大的电流,会产生大量的热量。
变压器内不断循环着的绝缘油可不断地将线圈内的热量吸收,并在循环过程中进行冷却,保证变压器的安全运行。
（3）消弧作用:
当油开关切断电力负荷时,在动、静触头间产生温度很高的电弧。
油开关内的绝缘油在电弧的作用下即产生大量的氢气体吹向电弧,将电弧快速冷却熄灭。
蝴蝶阀油压装置规范
压油罐
型号
HYZ-1.6
集
油箱
设计温度（℃）
50
容积（m3）
1.6
容积（m3）
1.6
油容积（m3）
0.55
工作压力（MPa）
4.0
最高工作压力（MPa）
4.0
油
泵
型号
3GR45X40A
电
动机
型号
Y1601-2
工作压力（Mpa）
4.0
功率（KW）
18.5
输油量（m3/n）
10.8
转速（r/min）
2930
转速（V/min）
2900
6.2水系统
水系统：
水电站除主机外的用水管路联成的一个供水、排水的各自互通的网络，即为“水系统”，包括：
供水、排水的管路设备等。
6.2.1技术供水
技术供水的主要作用是对运行设各进行冷却、润滑与水压操作。
技术供水取水分为钢管取水和顶盖取水两种方式。
钢管取水为主用水源，顶盖取水为备用水源。
钢管取水后减压，过滤后送至供水总管，顶盖取水则直接送入供水总管，然后经各台机供水干管向机组轴承冷却器供水，以起到冷却作用。
顶盖取水作备用水源投入时，其顶盖水压则由转轮的密封漏水量和机组冷却用水量决定。
滤水器技术规范
名称
型号
功率（KW）
数量（台）
额定压力（MPa）
额定启动值（MPa）
工作压力（MPa）
电动旋转滤网滤水器
DLS-250
0.75
2
1.6
0.02-0.1
1.0（1.6）
全自动
滤水器
DLS-150
0.55
1
1.6
0.02-0.1
1.0（1.6）
减压阀技术规范
型号
额定压力（MPa）
阀出口压力（MPa）
数量（台）
压力偏差
H711-250-25/3
PN2.5/0.3
0.1-1.0
2
±5
203X-150-25/8
PN2.5/0.8
0.1-1.0
1
±5
本厂设有三套独立的排水系统：
检修排水系统，渗漏排水系统以及厂外渗漏排水系统。
机组检修排水系统设置两台150WL320—26型深井泵，互为备用。
水泵安装於蝶阀层三、四号机取水钢管之间，用于检修机组时，排除蜗壳、钢管及尾水管积水。
集水井容量为72.3m3，正常情况下排水时间为8.5—10min。
渗漏排水系统设置二台150WL320—26型深井泵，互为备用。
水泵安装於蝶阀层一、二号机钢管之间，主要排除渗漏水。
厂外渗漏排水系统设置两台150WL170—16.5—15型深井泵，互为备用。
主要排除主厂房上游墙外渗漏水，其集水井容量为37M3，正常情况下排水时间为4—8min。
检修排水泵技术规范
名称
型号
流量（m3/h）
扬程（m）
转速（r/min）
轴功率
（kw）
配套功率
（kw）
汽蚀余量
（m）
数量
（台）
深井泵
150WGL
320
26
1470
31.5
45
4
2
渗漏排水泵技术规范
名称
型号
流量（m3/h）
扬程（m）
转速（r/min）
轴功率
（kw）
配套功率
（kw）
汽蚀余量
（m）
数量
（台）
深井泵
150WGL
320
26
1470
31.5
45
4
2
厂外渗漏排水泵技术规范
名称
型号
流量（m3/h）
扬程（m）
转速
（r/min）
轴功率
（kw）
配套功率
（kw）
汽蚀余量
（m）
数量
（台）
深井泵
100WGLⅠ
170
17
1470
11.5
15
2.4
2
检修集水井排水泵整定值
停泵水位
1818.9M
工作泵起动水位
1820.4M
备用泵启动水位
1820.7M
报警水位
1822.0M
渗漏集水井排水泵整定值
停泵水位
1819.9M
工作泵起动水位
1821.3M
备用泵启动水位
1821.7M
报警水位
1822.0M
厂外集水井排水泵整定
停泵水位
1829M
工作泵起动水位
1831M
备用泵启动水位
1831.5M
报警水位
1831.7M
6.3气系统
压缩空气系统包括中、低压系统，中、低压系统均由空压机，储气罐及供气干管、监控屏组成。
中压气系统额定工作压力为4MPa，供机组和蝶阀的油压装置用气。
低压气系统额定工作压力为0.7MPa，供机组制动，检修密封（围带），气剪销及检修吹扫用气。
低压气储气罐两台，容积为4M3，干管上接有控制空压机起停的压力开关及压力变送器，空压机各两台，互为备用，并按运行时间（运行次数）自动切换，中压储气罐亦为2台，容积为2M3，干管上接有压力开关和压力变送器。
气系统的作用：
（1）调速控制用气;稳定调速系统油压用气
（2）主轴密封用气
（3）刹车制动用气
（4）风动工具用气,吹扫用气
（5）调相充气压水
（6）配电装置供气
名称
中压气机
低压气机
单位
型号
V1/40-1
SA-230A（Ⅱ）
工作介质
空气
空气
额定排气量
1
3.4
m3/min
吸气压力
大气压力
大气压力
MPa
额定排汽压力
4
0.8
MPa
排气温度
≤180°c（一级进气温度≤40°c时）
环境温度+15°c以下
0°c
噪声声压级值
72～75±3d
dB（A）
冷却方式
风冷
风冷
传动方式
联轴器
皮带
转速
970
1480
r.p.m
操作方式
自动＋手动
自动＋手动
保护方式
电气＋安全阀
电气＋安全阀
电源电压
AC380V50HZ
AC380V50HZ
空气压台数
2
2
中、低气机参数
中、低压气罐规范
名称
容积（M3）
压力（MPa）
数量
安全阀动作值（MPa）
中压储气罐
2
4
2
排气压力+0.1MPa
低压储气罐
4
0.8
2
排气压力+0.1MPa
6.3.1厂内低压气系统
供气对象为机组制动用气、检修密封用气和工业用气。
压力等级为0.7MPa。
为保证供气的可靠性及充分发挥设备的作用，将制动用气与工业用气联合设置，按两台机组同时制动和一台机组检修的用气量来选择空压机。
正常情况下，每台机组每次机械制动操作所需压缩空气量为0.24m3（制动闸活塞行程容积）。
机械制动前后贮气罐内允许压力降为0.12MPa，按贮气罐恢复气压时间为10min来计算机组制动空压机的生产率。
工业用气主要作为吹扫、清污、除锈和机组检修用的风动工具的气源，按同时使用4台风砂轮计算，每台风砂轮的耗气量为1.7m3/min。
经计算，厂内低压气系统选用3L—10/8水冷型空压机两台，1台工作，1台备用。
对气系统的监控有手动和自动两种方式。
为确保制动用气，专设V=3m3、P=0.8MPa制动贮气罐两个，并配置专用管道。
从制动贮气罐出口引Dg40mm供气干管纵贯全厂，经此干管引出Dg25mm的支管至每台机组制动柜。
机组检修密封用气耗气量很小，也从制动供气干管上引取。
另设有V=1.5m3、P=0.8MPa贮气罐一个，供工业用气之用，设一根Dg65mm工业供气干管纵贯全厂。
6.3.2厂内中压压气系统
主要供给调速器油压装置用气。
为保证用气质量，降低压缩空气的相对湿度，将空气加压后送贮气罐，供压力油罐使用。
经计算，选用空压机两台，其中1台工作，1台备用。
然后从该干管引支管供给每台机组的压力油罐。
中压，低压空压机的启动和停机均能实现自动控
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