水电站运行维护人员培训讲义一次部分Word文档格式.docx
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2、瓦斯保护装置动作的处理29
3、变压器跳闸和灭火30
4、变压器的检修、试验和验收30
第四章发电机电压设备32
一、发电机出口断路器柜32
二电压互感器及避雷器柜33
三发电机电压母线34
1、离相封闭母线的结构和技术参数34
2、封闭母线的热平衡38
3、封闭母线的预防性试验38
第五章一次系统的其他设备40
一、电缆线路及其运行40
1、电力电缆的运行40
2、电力电缆的预防性试验40
二、电厂的过电压保护及接地43
1、雷电过电压的保护43
2、暂时过电压的限制44
3、操作过电压保护44
4、接地46
三、照明46
第一章一次系统的运行
1.熟悉电站的设计、设备的工作原理、结构及主要技术参数；
熟练掌握一次设备的运行规程，熟悉一次设备的位置、编号；
2.掌握设备操作及事故处理技能；
3.掌握设备运行分析技术；
4.掌握设备的维修技能，处理设备一般故障及缺陷。
二、电气主结线
某水电站装设8台单机容量为57MW的灯泡贯流式水轮发电机组，总装机容量456MW，以220kV一级电压接入主电网，220kV出线3回，电气主接线如下：
1、发电机电压侧接线
发电机电压侧采用两机一变的扩大单元接线，发电机出口装设断路器。
扩大单元接线的特点:
1）发电机电压接线简单清晰，运行维护方便；
2）继电保护简单；
3）主变台数4台，变压器容量较小且相等，主变高压侧出线4回，最适合布置于厂房尾水平台上；
4）厂用电源从两台发电机汇合处引接，可获得4个高压厂用电源引出点，任一机组停机，不影响厂用电源供电，本单元两台机组停机，仍可继续由系统经主变压器倒送。
能够充分利用厂内机组及系统为厂用设备供电；
5）当主变压器故障或检修，影响2台机组的电能无法送出。
2、220kV侧接线
220kV侧采用双母线接线，这种接线方式具有两组母线，每回线路都经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线连接，母线之间通过母联断路器连接，由于具有两组母线，运行的可靠性和灵活性都比较高。
双母线接线的特点：
1）接线清晰，每一回进出线各自接一组断路器，互不影响；
2）运行调度灵活，通过倒闸操作可以形成不同的运行方式，如：
母联断路器投入，两组母线同时运行，进出线分别接在两组母线上，相当于单母线分段运行；
当母联断路器断开，一组母线运行，另一组母线备用，全部进出线接于运行母线上，即相当于单母线运行；
3）一组母线及所连接设备故障，不影响另一组母线供电，将故障母线所接回路切换到另一组母线后即可恢复供电，运行灵活可靠；
4）两组母线可根据线路负荷情况，通过切换，实现两组母线的负荷大致平衡；
5）任一组母线及所连接设备检修，经过切换操作，不影响供电；
6）隔离开关数量多，切换母线操作过程比较复杂，容易造成误操作；
7）母联断路器故障，需短时整个开关站停电；
母联断路器检修时两组母线将解列或按单母线运行。
为了避免故障电流烧损发电机定子铁芯，发电机中性点通常采用非直接接地方式，常见的接地方式有：
经消弧线圈接地、经高阻接地和经避雷器接地。
本工程为高阻接地方式，将电阻器接在发电机中性点所接单相变压器的副边绕组上，一旦发电机发生单相接地短路故障，由继电保护装置瞬时切机。
主变压器中性点采用部分接地运行方式，变压器中性点接地的数目和分布，通常根据系统运行方式和零序保护要求，以及避免频繁改变继电保护整定值来加以确定。
由于系统中有不接地的变压器，运行中由于断路器非全相运行将引起变压器中性点工频电压增高，损坏变压器中性点设备及系统中其他电气设备。
为了防止运行中不接地变压器中性点设备损坏，变压器中性点采用棒间隙与避雷器联合保护，间隙在单相接地短路时的暂态过电压下不动作，而在雷电过电压作用下动作，并能保护变压器的中性点绝缘。
3、短路电流计算结果
按全部机组投入运行的最大运行方式，三相短路电流周期分量计算结果为：
220kV侧：
21.8kA
发电机出口：
76.2kA
厂用分支（10.5kV处）：
5.4kA
全厂的电气设备均按此短路电流进行选择和校验。
4、主要设备的配置原则
1）电流互感器的配置
凡装有断路器的回路均装设电流互感器，其数量按满足测量、保护和自动装置要求确定；
发电机和变压器的中性点也配置电流互感器；
有效接地系统按三相配置。
2）电压互感器的配置
电压互感器按按满足测量、保护和自动装置要求进行配置，并能保证在运行方式时，保护装置不得失压，同期点的两侧都能提取到电压。
220kV每组母线三相装设有电压互感器；
220kV出线的A相装设有电压互感器；
发电机电压母线
3）隔离开关的配置
断路器的两侧均配置隔离开关，以便在断路器检修时隔离电源；
发电机中性点设有一组隔离开关；
主变中性点通过隔离开关接地；
220kV母线上的避雷器和电压互感器合用一组隔离开关；
4）接地开关的配置。
为了保证设备及母线的检修安全，220kV母线设有接地开关；
220kV断路器两侧配置有接地开关；
发电机断路器两侧配置有接地开关，方便检修和试验；
在220kV线路侧装设有接地开关。
5）避雷器的配置
在220kV母线上装设避雷器,确保各种过电压水平限制在设备绝缘水平所允许的范围内。
主变低压侧装设一组避雷器；
变压器中性点装设一组避雷器。
5、厂房电气设备布置
1）发电机电压配电装置
机组电能由共箱母线汇流经65.5m层母线廊道及64.05m层下游副厂房后穿68.55m层楼板孔接入发电机出口真空断路器柜，发电机出口真空断路器柜再向柜顶引出母线，两台断路器柜的母线在柜顶转接箱内汇合后接入离相封闭母线，离相封闭母线沿副厂房下游墙垂直引上，在89.5m层及94.5m层拐向副厂房上游侧后穿出98.0m层厂房顶接入主变压器低压侧。
东电机组与共箱母线的接口在发电机封水盖板的-y轴处，天阿机组与共箱母线的接口在管形座进人筒的左侧。
发电机出口真空断路器柜及发电机出口电压互感器柜、励磁变压器柜、励磁柜并排布置于68.55m层主机间段副厂房，每两台机镜象成排布置于同一个房间。
励磁变压器柜为顺特厂产品，其余设备柜为北开厂产品，母线为华东电力设备厂产品。
在共箱母线与发电机引出线连接处的共箱母线内布置有发电机出口零序电流互感器及每相两台母线式电流互感器。
在84.5m层副厂房离相封闭母线T接引出厂用分支与布置于本层副厂房的厂用分支限流电抗器连接。
电抗器为海南金盘厂产品。
在89.5m层副厂房离相封闭母线由下游侧向上游侧走一水平段，并在此水平段垂直向下T接引出分支与布置于本层副厂房的主变低压侧电压互感器及避雷器单相柜连接。
设备柜为北开厂产品。
中性点接地变压器柜布置于65.5m层水轮机吊物孔上游侧。
由机组厂提供单芯电缆从发电机中性点引出后接入接地变压器柜。
接地变压器柜由机组厂家配套。
2）主变压器
本电站4台主变均布置在98.0m高程尾水平台上，主变压器低压侧与离相母线连接，高压侧通过架空线引出至对侧220kV开关站，变压器的中性点设备通过导线与变压器中性点套管接线端子连接。
变压器用大型平板车运抵工地后，在左岸接头坝处利用坝顶门机卸车，然后通过厂房左端墙的变压器轨道运至尾水平台处就位。
主变检修亦是通过轨道运到厂房左端墙上游侧，然后利用坝顶门机吊入厂内安装间检修。
3）220kV开关站
220kV开关站位于枢纽左岸下游侧，配电装置采用户外中式单列管母线布置。
开关站共9个间隔：
4个进线间隔、3个出线间隔、1个母联间隔和1个PT间隔。
4）厂用及坝区配电设备
厂用及坝区配电设备包括10kV开关柜、低压厂用变压器、400V配电主屏及分屏。
根据厂用负荷分布的情况，厂内厂用配电设备主要布置在下游副厂房78.5m层，坝顶变电所则布置在8#机右端墙98.0m高程。
三、主接线运行方式
1、运行方式
主接线运行方式一般分正常和异常两种运行方式。
正常运行方式是指全厂主接线范围内的主、辅设备（包括：
主机、主变、断路器、隔离刀闸、互感器、二次保护、自动装置等）均在正常无故障情况下的运行方式。
异常运行方式是当主接线范围内设备出现事故、故障情况下，同时系统运行方式有较大改变时电厂相应变化的运行方式。
2、主接线运行的基本原则
1）保证送电的可靠性；
2）潮流分布合理，使电源进线和出线负荷尽可能均匀地分布在220kV两组母线上，使母联的穿越功率最小；
3）保证厂用供电的可靠性；
4）便于调整和事故处理；
5）满足防雷保护和继电保护的要求；
6）满足系统的静态和动态稳定要求；
7）所有的厂用变压器（含高压厂用变、照明变、坝顶变和船闸变）均不允许并联运行；
8）在满足安全运行的同时，应考虑到运行的经济性，电能的质量。
3、电气设备的倒闸操作
1）倒闸操作必须根据值班调度员或值班负责人命令，受令人复诵无误后执行。
发布命令应准确、清晰、使用正规操作术语和设备双重名称，即设备名称和编号。
发令人使用电话发布命令前，应先和受令人互报姓名。
值班调度员发布命令的全过程（包括对方复诵命令）和听取命令的报告时，都要录音并作好记录。
倒闸操作由操作人填写操作票。
单人值班，操作票由发令人用电话向值班员传达，值班员应根据传达，填写操作票，复诵无误，并在“监护人”签名处填入发令人的姓名。
每张操作票只能填写一个操作任务。
2）停电拉闸操作必须按照断路器——负荷侧隔离开关——母线侧隔离开关的顺序依次操作，送电合闸操作应按与上述相反的顺序进行。
严防带负荷拉合刀闸。
3）下列项目应填入操作票内：
应拉合的断路器和隔离开关（刀闸），检查断路器和隔离开关的位置，检查接地线是否拆除，检查负荷分配，装拆接地线，安装或拆除控制回路或电压互感器回路的熔断器，切换保护回路和检验是否确无电压等。
操作票应填写设备的双重名称，即设备名称和编号。
4）操作票应用钢笔或圆珠笔填写，票面应清楚整洁，不得任意涂改。
操作人和监护人应根据模拟图板或接线图核对所填写的操作项目，并分别签名，然后经值班负责人审核签名。
特别重要和复杂的操作还应由值长审核签名。
5）开始操作前，应先在模拟图板上进行核对性模拟预演，无误后，再进行设备操作。
操作前应核对设备名称、编号和位置，操作中应认真执行监护复诵制。
发布操作命令和复诵操作命令都应严肃认真，声音宏亮清晰。
必须按操作票填写的顺序逐项操作。
每操作完一项，应检查无误后做一个“√”记号，全部操作完毕后进行复查。
6）倒闸操作必须由两人执行，其中一人对设备较为熟悉者作监护。
单人值班的变电所倒闸操作可由一人执行。
特别重要和复杂的倒闸操作，由熟练的值班员操作，值班负责人或值长监护。
7）操作中发生疑问时，应立即停止操作并向值班调度员或值班负责人报告，弄清问题后，再进行操作。
不准擅自更改操作票，不准随意解除闭锁装置。
8）电气设备停电后，即使是事故停电，在未拉开有关隔离开关和做好安全措施以前，不得触及设备或进入遮栏，以防突然来电。
9）在发生人身触电事故时，为了解救触电人，可以不经许可，即行断开有关设备的电源，但事后必须立即报告上级。
10）下列各项工作可以不用操作票：
a.事故处理；
b.拉合断路器的单一操作；
c.拉开接地刀闸。
上述操作应记入操作记录簿内。
11）操作票应先编号，按照编号顺序使用。
作废的操作票，应注明“作废”字样，已操作的注明“已执行”的字样。
上述操作票保存三个月。
第二章220kV配电装置及运行
一、220kV配电装置技术参数
220kV配电装置主要包括高压断路器、电压互感器、电流互感器、隔离开关、避雷器等设备装置。
1、高压断路器
220kV单断口瓷柱式SF6断路器为西门子（杭州）高压开关有限公司产品，断路器操动机构为电动弹簧操动机构，有分相操作和三相机械联动两种形式。
其中分相操作断路器用于出线间隔，三相机械联动断路器用于主变进线间隔及母联间隔。
SF6断路器技术参数如下：
a）型式SF6气体绝缘，单断口，瓷柱式
1）额定电压（有效值）252kV
2）额定电流4000A
3）额定频率50Hz
4）额定短路开断电流50kA
5）额定峰值耐受电流125kA
6）额定短时耐受电流50kA
7）额定短路持续时间3S
8）额定操作顺序分－0.3S—合分－180S－合分
9）额定绝缘水平
断路器额定绝缘水平
项目
相对地、相间（kV）
断口间（kV）
雷电冲击耐压（1.2/50us）（峰值）
1050
1min工频耐压（有效值）
460
10）关合和开断时间
合闸时间3AP1-FI：
63±
6ms；
3AP1-FG：
65±
8ms
分闸时间3AP1-FI：
37±
4ms；
36±
4ms
全分闸时间≤60ms
分合时间隔45±
5ms
最大不同期时间：
合闸时间≤3ms
分闸时间≤2ms
11）开断能力
（1）近区故障开断能力：
波阻抗450
出线端短路时瞬态恢复电压特性参数
开断电流（kA）
振幅系数
恢复电压上升率（kV/µ
s）
50
1.4
2.0
30
1.5
3.0
15
5.0
5
1.7
7.0
（2）空载线路开断能力：
在
kV电压下，开合空载电流（无重燃）：
160A
过电压倍数2.5
操作循环分-合分
（3）失步开断能力：
开断电流12.5kA
断口间工频恢复电压为：
kV
（4）开断空载变压器的能力：
开断空载励磁电流0.5～15A
操作过电压
kV
12）断路器在额定操作顺序下不检修操作次数
100%额定开断电流不小于20次
50%额定开断电流不小于80次
额定电流开断次数6000次
13）机械稳定性要求
无负荷三相操作、不调整和检修操作次数10000次
14）操动机构
型式弹簧
额定操作电压直流：
220±
10%V
外壳防护等级IP55
15）操作方式分相操作及三相机械联动
16）操动机构压力
最大28MPa
正常26MPa
最小19.5MPa
17）合闸线圈电流1.1A
18）跳闸线圈电流1.1A
19）SF6断路器的SF6气体年漏气率≤0.5%
20）断路器内SF6气体允许的含水量（20℃，V/V）≤150ppm
2、隔离开关
隔离开关选用的是西安西电高压开关有限责任公司的产品，根据布置需要，分有垂直伸缩式（GW10-252型，布置于管母下方）和三柱水平旋转式（GW7-252型，布置于线路出线侧），根据接地刀闸的配置情况又有双接地、单接地和不接地之分。
另外根据功能需要还有用于管母线检修接地的接地开关（JW-252型），用于主变中性点的单极隔离开关（GW13-126型）。
GW10-252型及GW7-252型隔离开关主要技术参数：
a）型式垂直伸缩式、三柱水平旋转式
b）额定电压（有效值）252kV
c）额定电流1600A
d）额定频率50Hz
e）额定峰值耐受电流100kA
f）额定短时耐受电流40kA
g）额定短路持续时间3S
h）额定绝缘水平
隔离开关额定绝缘水平
相对地（kV）
950
395
i）关合性能
分、合闸时间7.5±
1S
分、合闸平均速度1~1.5m/S
在额定电压下能合分：
电感电流0.5A
电容电流1A
不需维护、检修，分合操作次数（三相同时操作）2000次
j）操动机构
型式电动并可手动
电动机电压AC380V
控制电压AC220V
JW-252型母线接地开关主要技术参数：
a）型式单柱式
c）额定电流630A
g）额定短路持续时间3S
型式手动
GW13-126型主变中性点接地开关主要技术参数：
b）额定电压（有效值）126kV
e）额定峰值耐受电流40kA
f）额定短时耐受电流20kA
550
630
230
265
3、电压互感器
220kV电压互感器选用的是山东泰开互感器有限公司的产品，分为母线用和线路用两种，其中母线用的是SF6容性电磁式电压互感器（JDQXF2-220W2型），线路用的是微正压全密封电容式电压互感器（TYD220/
-0.005H）。
电压互感器主要技术参数：
a）型式
母线用：
户外单相、单柱式、SF6容性电磁式
线路用：
户外单相、单柱式、微正压全密封
b）最高电压252kV
c）额定一次电压220/
kV
d）额定二次电压
主二次绕组0.1/
kV
剩余绕组0.1kV
e）额定频率50Hz
f）额定绝缘水平
雷电冲击耐压（1.2/50us）（峰值）950kV
1min工频耐压（有效值）395kV
二次绕组对地和绕组间的绝缘水平3kV
g）局部放电量10PC
h）额定过电压倍数
各副绕组在额定负荷下连续运行时的过电压倍数：
1.2倍
连续运行30S时的过电压倍数：
1.5倍
i）准确级
母线用：
0.2/0.5/0.5/3P
线路用：
0.5/3P
j）额定输出容量
20/30/30/50VA
线路用：
30/50VA
4、电流互感器
220kV高压电流互感器选用的是西安西电高压开关有限责任公司的产品，其主要技术参数如下：
a）型式户外单相、SF6气体绝缘、微正压全密封
b）额定相电压220kV
c）额定一次电流
出线2×
800A
母联2×
进线2×
600（2×
300）A
d）额定二次电流1A
g）准确级及额定输出容量
出线0.2S/0.5/5P20×
510/10/5×
30VA
母联0.2S/0.5/5P20×
30VA
进线0.2S/0.5/5P20×
h）局部放电量≤5PC
5、避雷器
220kV氧化锌避雷器选用的是南阳金冠电气有限公司的产品，，其主要技术参数如下：
a）型号YH10W-204/532W
b）额定电压（有效值）204kV
c）持续运行电压（有效值）159kV
d）额定频率50Hz
e）直流1mA参考电压（峰值）296kV
f）标称放电电流（峰值）10kA
g）操作冲击电流（峰值）500kA
h）操作冲击电流下残压（峰值）452kV
i）雷电冲击电流下10kA残压（峰值）532kV
j）陡波冲击电流下残压（峰值）594kV
k）额定绝缘水平
雷电冲击耐压（1.2/50us）（峰值）950kV
1min工频耐压（有效值）450kV
l）局部放电量≤50PC
二、220kV户外配电装置的运行和维护
1、运行维护的项目与周期
运行检查分为：
巡视检查、定期检查和临时性检查
1）巡视检查
每天至少1次。
对运行中的设备进行外观检查，主要检查设备有无异常情况，并做好记录。
内容包括：
a）断路器、隔离开关及接地开关的位置指示正确，并与当时实际运行工况相符；
b）断路器、避雷器的动作计数器指示值；
c）外部接线端子有无过热情况；
d）有无异常声音
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