大朝山水电站 ? 发电机主保护方案研究
王祥珩 王维俭 梁见诚 姜树德 许晔
Ξ
清华大学电机系 北京 国家电力公司北京勘测设计研究院 北京
摘要 文章计算了大朝山水电厂发电机在孤立运行!电压为额定值且不计励磁调节器作用的工况下 内部相间和匝间短路的最小稳态短路电流及相应的保护灵敏系数?分析表明 高灵敏单元件横差!不完全和完全纵差保护可以构成本发电机的双重或三重化主保护?
关键词 大朝山水电站 发电机 纵差 保护
中图分类号 × 文献标识码 文章编号
概述
传统的纵差保护能灵敏地反映发电机定子绕组的相间短路 但对定子绕组的匝间短路和分支开焊故障却没有作用?
近年来在国内外经常采用的不完全纵差保护 即裂相纵差保护 能够同时对相间短路!匝间短路和定子绕组开焊故障起作用 它既是完全纵差保护的冗余 又是匝间短路保护的冗余?但不完全纵差保护只适用于中性点为多分支引出的发电机 而且中性点侧≤×配置在哪个 或哪些 分支对保护的灵敏度影响很大 应当经过计算来确定?一般的短路电流计算方法不能解决发电机内部电流的计算问题 必须依靠计算机来计算?清华大学推出的多回路分析法就是为了解决这个问题而开发的?大朝山水电厂的 台发电机单机容量为 ? 定子绕组为 分支接线 内部并联后 以两分支形式引出 具备采用不完全纵差保护和横差保护的条件?我们根据东方电机厂提供的发电机的详细电磁参数和几何尺寸 利用多回路分析法计算了机组内部相间短路电流和匝间短路电流以及完全纵差保护!不完全纵差保护和单元件横差保护在这些情况下的灵敏度?
发电机基本情况
额定参数 Υ ?
Ι <
Ι Ι
部分基本资料
Ζ Π Β α
Ν ? ? α
Ν Α Δ ?
Δ
Σ Λ 以上诸文字符号采用电机惯用表示法?
电机厂还提供以下资料 定子绕组连接图 定子槽内布置 磁极冲片和磁极线圈图等?
内部短路计算目的和条件
在初选发电机中性点侧引出方式为图 的条件下 对不同相间和同相不同分支间发生短路故障各两种 其中一种是短路匝数为实际可能的最小值 进行内部短路计算 用以论证所采用的主保护方案有足够的灵敏度和一!二次设备最简单且易于实现?根据这台水轮发电机三相定子绕组在槽内的分布 没有同一分支的上下层线棒位于同一槽中的情况 所以未作同相同分支的匝间短路计算?
针对继电保护灵敏度校核计算的目的 计算是在发电机未与系统并列!发电机为空载额定电压!且不计励磁调节器作用的工况下进行的 其内部短路电流为稳态工频分量 数值比暂态值小 所以所得到的保护灵敏系数是实际可能的最低值?
保护定值设定和灵敏度校验
鉴于发电机中性点侧引出 个端子 为保证主保护双重化和保护装置的简化 中性点侧配置电流互感器× !× 和× 机端配置× 和× ×
和× 的变比 计算值 为 Ι
× 的变比初
第 卷第 期
云南水力发电
≠ ? ×∞ ° ?∞
≤ ×
≥≥
Ξ收稿日期
作者简介 王祥珩 男 安徽淮南人 教授 主要从事电机理论及电机故障的研究工作?
选为 ! 和 在发电机投运带额定负荷时 实测× 的二次不平衡电流小于 的前提下 选用尽可能小的变比 以利于提高单元件横差保护的灵敏度
≈ ≈
?
图 大朝山水电站发电机中性点侧引出方式和互感器配置方案 不包括测量部分 图
高灵敏度单元件横差保护
此保护的运行整定值应在发电机投运前的常规短路试验中实测决定 作为初步设计暂设定值Ι
为≈
Ι
Ι 灵敏度Κ 计算
Κ ΠΙ
发电机不完全纵差保护
采用比率制动特性 其定值选为最小整定电流
Ι
Ι 制动特性拐点Ι Ι 制动特性斜率μ
纵差保护动作电流Ι ι ι 纵差保护制动电流Ι
ι ι ! 分别为发电机机端和中性点侧电流相量
约定方向均为指向发电机?几求最小灵敏系数 发电机不与系统并列 即
从而有Ι Ι Ι
Ι 或Ι 3 Ι ΠΙ Ι 3 Ι ΠΙ 灵敏系数Κ 计算公式为 若Ι 3 则Κ Ι 3 若Ι 3∴
则Κ Ι 3 ≈ Ι 3
匝间短路之一
相第 分支 的第 号线圈上层线棒与
相第 分支 的第 号线圈下层线棒间短路
故障点在 号端子槽内
是该机最少匝数的匝间短路?ι ι ι Ν β
ι ι ι Ν β 表明计算无误
ι比 Ν β ι ι Ν β ι
ι ι ι ι Ν β ι ι ι
不完全纵差保护灵敏度为
Κ
灵敏动作
Κ
不动作 Κ
临界动作
高灵敏单元件横差保护灵敏度为
Κ Ι 3
非
常灵敏
完全纵差保护灵敏度 因为ι ι _Κ
ι ι _Κ ι ι _Κ
所以发电机完全纵差保护不动作?
由此可见 对于这种匝间短路 相不完全纵差保护和高灵敏横差保护均能灵敏动作?对于这台发电机 横差保护定值可初选为Ι Ι 相应的灵敏度Κ
? 匝间短路之二
的第 号线圈上层线棒与 的第 号线圈
下层线棒在 号槽内发生匝间短路 短路匝数为 匝?
ι ι Ν β ι ι
Ν β ι ι Ν β ι Ν β
发电机不完全纵差保护灵敏度计算
Κ
Κ
Κ
云南水力发电 年第 期
因为ι
ι
ι ι
ι ι
所以完全纵差保护Κ
高灵敏单元件横差保护灵敏度计算
Κ
待机组启动并作常规短路试验后 最后确定Ι 重算Κ ?
相间短路之一
的第 号线上层线棒与 的第 号线下层线棒在 号槽内发生 ≤相间短路 短路匝数为 匝 最少相间短路匝数 ?
Ι Ν β
Ι Ν β
Ι Ν β 表明计算无误
Ι Ν β
Ι Ν β
Ι Ν β
发电机不完全纵差保护灵敏度为
Κ
1 ?
2
Κ
Κ
高灵敏单元件横差保护灵敏度为
Κ
发电机完全纵差灵敏系数分析
因为ι
ι ι β ι ι ι
ι
所以Κ
Κ
1 ?
2
Κ
由此可见 发电机完全纵差保护在 ≤相间短路时 有两相动作? 相间短路之二
的第 号线圈上层线棒与 的第 号线圈下层线棒在 号槽内发生 ≤相间短路 短路匝数为 匝?
Ι Ν β
Ι Ν β
Ι Ν β ι 表明计算无误
Ι Ν β
Ι Ν β
Ι Ν β
发电机不完全纵差保护灵敏度为
Κ
1 ?
2
Κ
Κ
高灵敏单元件横差保护灵敏度为
Κ
发电机完全纵差灵敏系数分析
因为ι
ι ι Ν β
ι ι ι
ι
所以Κ
Κ
1 ?
2
Κ
可见 完全纵差保护 ≤两相动作 相不动? 结论
对于本发电机中性点侧的引出方式 本文提出的电流互感器和内部短路主保护方案简单 实施方便 动作灵敏 对发电机三相绕组的各种内部短路具有两重或三重化的保护功能 完全纵差保护虽然对匝间短路无作用 但对相间短路的灵敏度有可能高于不完全纵差保护?
参考文献
≈ 王维俭 电气主设备继电保护原理与应用≈ 北京 中国电力出版社
≈ 王维俭 侯炳蕴 大型机组继电保护理论基础≈ 北京 水利电力出版社
王祥珩王维俭梁见诚姜树德许晔大朝山水电站 ? 发电机主保护方案研究
课程设计任务书及指导书 水利水电工程专业 专科适用 教师：简新平 河北工程大学水电学院 年月日 Ⅰ《水电站》课程设计任务书 1 课程设计的目的 课程设计的目的，是培养学生运用本课程及相关课程基本理论和技术解决实际问题，进一步提高运算、绘图和使用技术资料的能力，通过具体工程实例设计提高设计观念和分析解决工程问题的能力。 2 课程设计成果及要求 2.1 课程设计成果 （1）设计说明书一份，内容包括：
A、封面； B、课程设计任务书； C、中文摘要； D、英文摘要； E、目录； F、正文； G、谢辞； H、参考文献； I、附录（附录为可选内容）。 （2）设计图纸一张，内容为： 设计过程中的辅助图、蜗壳、尾水管单线图。采用大米格纸或1号AutoCAD打印图纸，文字书写必须采用符合制图规范的长仿宋体。 2.2设计成果要求 ※请大家务必按以下要求完成设计成果，否则，审查时不予通过。 2.2.1说明书内容要求 （1）摘要。中文摘要在300字左右，外文摘要以250个左右实词为宜，关键词一般以3～5个为妥。 （2）目录。按三级标题编写（即：1……、1.1……、1.1.1……），附录也应依次列入目录。 （3）量和单位。量和单位必须采用中华人民共和国的国家标准GB3100～GB3102-93，它是以国际单位制（SI）为基础的。非物理量的单位，可用汉字与符号构成组合形式的单位。 （4）正文标题层次。全部标题层次应有条不紊，整齐清晰。相同的层次应采用统一的表示体例，正文中各级标题下的内容应同各自的标题对应，不应有与标题无关的内容。 章节编号方法应采用分级阿拉伯数字编号方法，两级之间用下角圆点隔开，每一级的末尾不加标点。分级阿拉伯数字的编号一般不超过四级。 各层标题均单独占行书写。第一级标题居中书写；第二级标题序数顶格书写，后空一格接写标题，末尾不加标点；第三级和第四级标题均空两格书写序数，后空一格书写标题。第四级以下单独占行的标题顺序采用A.B.C.…和a.b.c.两层，标题均空两格书写序数，后空一格写标题。正文中对总项包括的分项采用⑴、⑵、⑶…单独序号，对分项中的小项采用①、②、③…的序号或数字加半括号，括号后不再加其他标点。 （5）公式。公式号以章分组编号，如（2?4）表示第2章的第4个公式。公式应尽量采用公式编辑程序录入，选择默认格式，公式号右对齐，公式和编号之间不加虚线，公式调整至基本居中。 （6）表格。每个表格应有表序和表题，表序以章分组编号。表序和表题应写在表格上放正中，表序后空一格书写表题。表格允许下页接写，表题可省略，表头应重复写，并在右上方写"续表××"。 （7）插图。插图必须精心制作，线条粗细要合适，图面要整洁美观。每幅插图应有图序和图题，图序以章分组编号，如（图2?4）表示第2章的第4个图，图序和图题应放在图位下方居中处。图应在描图纸或在白纸上用墨线绘成，也可以用计算机绘图。 （8）参考文献。一律放在文后，参考文献的书写格式要按国家标准GB7714－87规定。参考文献按文中出现的先后统一用阿拉伯数字进行自然编号，序码宜用方括号括起。书写格式为：
高压柴油发电机组技术方案 一、概述 伴随着机房的扩容，作为备用电源的柴油发电机组容量要求越来越大，需多台大功率柴油发电机组并网才能满足负荷的要求，而且机房与实际使用负载间距离也越来越远，采用传统的多台低压柴油发电机组并联运行暴露出多项运行和传输的缺陷，为了能够更加安全、可靠地运行，采用高压机组是一种更好的选择。 高压机组应用于冶金企业、机场、数据中心等应急备用电源系统，因机组的输出电压10kV与原供电系统电压一致，可直接接入供电系统，省去了大笔供配电系统的设备投资。同时由于机组的输出电压高，输出电流小，在动力传输过程功率损失最小，适合远距离输送。高压输电电流相当于低压输电电流的1/26。 50Hz高压柴油发电机组主要电压等级有：6kV、6.3kV、6.6kV、10kV、10.5kV、11kV等，单台机组功率一般在1000kW以上，多台机组并联使用。 高压柴油发电机组与低压柴油发电机组分析比较 二、高压柴油发电机组应用 根据上述高低压柴油发电机组的应用特点，在容量要求较大和送电距离较远的应用场合，高压柴油发电机组具有大容量、远距离供电，机房集中建设、可靠性强、配套配电系统简单等明显优点，是大容量机组选型应用的必然趋势，高压柴油发电机组已经在银行、数据中心、冶金、民航等领域进行了大量的应用。
三、高压柴油发电机组的结构特点 高压柴油发电机组的结构分为：柴油发动机、交流发电机、高压开关柜、接地电阻柜、PT柜、并机柜及出线柜和集中控制台等部分。 3.1交流发电机 1、无刷自励式，H级绝缘，可耐温180℃，为发电机在恶劣环境中运行提供保障； 2、机座为钢制焊接结构，端盖为铸件，安装结构型式有单轴承和双轴承两种； 3、定子是2/3节距绕制，能有效抑制输出电压的波形畸变，及减少磁场发热； 4、转子装配前经过动平衡，完善的阻尼绕组帮助减少非恒定负荷下的电压偏差和热量； 5、励磁机转子的输出功率通过三相全波式整流器输给主机转子，该整流器由一浪涌抑制器保护，以免由诸如短路或者并联时相位失步而引起的冲击造成损坏； 3.2高压开关柜 高压并机开关柜由一组高压开关柜组成，主要组成部分为发电机进线柜及PT柜、出线柜。并机柜及出线柜装设综合保护装置及差动保护装置有效的保护机组及设备安装稳定运行。安装于高压柜上的综合保护器带有通用RS232、MODBUS通讯协议接口，用户可以根据需要对整个并机系统的电能实时参数进行采集，进行集中监控、归档管理。 高压开关柜断路器：ABB高压断路器、三菱高压断路器 3.3接地电阻柜 接地电阻柜系列中性点接地电阻采用的是电阻专用的原装进口不锈钢合金材料，其材料具有接地电阻要求的热力及电气性能，做到耐受高温、电阻率高及
水电站水轮机结构详解 一、转轮室装配，转轮室装配包括转轮室、基础环、伸缩节。 1、转轮室为钢板焊接结构,上部在桨叶转角范围内90°易汽蚀区域采用不锈钢，与叶片配合面为球面，喉部直径为Φ5277mm，为了便于安装，分上、下两半，用螺栓把合在一起，采用Φ14橡胶条密封。转轮室用螺栓和外导水环把合在一起，把合法兰处密封采用Φ16橡胶条密封。 2、基础环上装有伸缩节，后部焊在尾水管上，它是伸缩节、转轮室的基础与座环具有一定的同轴度及平行度要求。基础环采用钢板焊接结构，在安装调整轴线后，下游端与尾水管里衬焊牢。基础环要承受转轮室传来的水力振动，因而要求与混凝土结合牢固。 3、伸缩节安装在转轮室与基础环之间,采用Φ27橡胶条密封结构,可有效地防止漏水,伸缩节轴向调节间隙15mm，作为消除安装时的间隙误差之用，也可消除因厂房基础变形而对机组结构之影响。 二、座环装配，座环装配分为座环、下游外锥两部分。 1、座环是机组的主要支撑，承受机组大部份重量，水的压力、浮力、正反向推力、发电机扭矩等，并将这些负荷传递到基础混凝土上，因而应具有足够的强度、刚度。座环是整个机组的安装基础，水轮机的导水机构，发电机定子，组合轴承等都固定在其法兰上，并以此为基础顺序安装。座环分为内环两半，外环两半，在水平方向有两个固定导叶，在垂直方向有两个进人筒，既为座环的主要受力构件，也作为安装油、水、气管路和电气线路，更换水轮机导轴承、密封、组合轴承的通道。在座环的外圆布置一些调整螺杆和锚钉，安装调整用。 2、导水机构，灯炮贯流式机组导水机构的主要功能是产生水流进入转轮前环量,并根据机组的功率的需要调节流量,水轮机停止运行时,导叶关 闭切断水流。导水机构装配主要包括：外配水环、内配水环、导叶、控制环、压环、套筒、导叶臂及传动机构等组成。 2.1 外配水环分成两半,两半之间以及与座环法兰把合面间用“O”橡胶条密封。外配水环和导叶配合面为球面，半径SR3782mm,外配水环上设有16只导叶套筒孔，与主轴中心线成65°夹角，并等距分布。为测量导叶后
发电机调试方案标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
发电机试验是检查发电机投运前检验其在制造、运输、安装过程中是否受损的重要手段。根据《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB50150-91）的规定，发电机容量在6MW以上的同步发电机应进行以下项目试验，为安全、正确地将各项试验工作顺利完成，特制定本试验方案要求试验人员认真负责地遵守各项试验程序。 发电机部分 一、测量定子线圈的绝缘电阻和吸收比 l、试验接线：被试相短接后与兆欧表端子相连，其绝缘良好，非被试相短路后接发电机外壳。 2、测量方法：兆欧表校正无误后，接通被试相进行绝缘测定，并分别记录15"和60"的兆欧值，R60与R15之比值即为吸收比，1min后停止测量，并对被试相放电后，改接线测量另两相的绝缘电阻。 3、试验标准 各绝缘电阻的不平衡系数应不大于2，吸收比应不小于。 二、测量定子绕阻的直流电阻 l、测量方法 用双臂电桥分别测定发电机定子线圈和转子线圈直流电阻，并同时记录线圈表面温度，直流电阻应在冷状态下测量，测量时线圈表面温度与周围室内空气温度之差应在土3℃范围内。
2、试验标准 各相的流电阻，相互间差别不得大于最小值的2%，与产品出厂时测量得的数值换算至同温度下的数值比较，其相对变化也不应大于2%。 三、定子线圈直流耐压试验和泄漏电流测量。 定子绕阻的绝缘电阻和吸收比合格后，即可进行直流耐压试验。 1、试验所需设备，JGF—80型直流高压发生器1套。 2、直流试验电压确定(V）：V=3*VH=3*6300V=18900（V）。 3、试验接线如附图(1)：非被试相短路接地于电机外壳上，转子绕阻短路接外壳。 4、试验步骤 试验电路接好后，首先检查各仪表指针是否在零位，量程是否合适，调压器是否在零位。一切无误后，在不接被试品的状态下，先将试验电路进行空试，试验电压按每级倍额定电压分阶段升高，每阶段停留一分钟，读微安表的指示值，然后将电压降至0，断开电流。 试验电路经空试正常后，将电机被试相首尾短接后，接入试验电路，为两相短接后接入电机外壳上。对被试设备加压时，试验电压按每级分阶段升高，每阶段停留1分钟，观察泄漏电流的变化。如无异常，当升到最高试验电压后停留1分钟，读取泄漏电流，一相试完后，降下试验电压断开电源，对被试设备及电容器放电并接地，改试其余两相。若有异常，立即降压查明原因，并消除之，后再试验。
院校：河北工程大学水电学院专业班级：水利水电建筑工程01班姓名：苏华 学号： 093520101 指导老师：简新平
水电站水轮机的选型设计 摘要 本说明书共七个章节，主要介绍了大江水电站水轮机选型，水轮机运转综合特性曲线的绘制，蜗壳、尾水管的设计方案和工作原理以及调速设备和油压装置的选择。主要内容包括水电站水轮机、排水装置、油压装置所满足的设计方案及控制要求和设计所需求的相关辅助图和设计图。系统的阐明了水电站相关应用设备和辅助设备的设计方案的步骤和图形绘制的方法。 关键词： 水轮机、综合运转特性曲线图、蜗壳、尾水管、调速器、油压装置。 【abstract】 Curriculum project of hydrostation is a important course and practical process in curriculum provision of water-power engineering major . There are more contents and specialized knowledge in the curriculum project , which make students not to adapt themselves quickly to complete the design . In this paper , characteristic of the curriculum project is analyzed , causes of inadaptation to the curriculum project in students are found , rational guarding method are proposed , and a example of applying the guarding method is given . The results show that using provided method to guard student design is a good method , when teaching mode and time chart are given , students are guarded from mode of thinking and methodology , and design step are discussed and given . After the curriculum project of hydrostation , the capability of students to solve practical engineering problems is improved , and the confidence to engage in design is strengthened . 【Keyword】 Curriculum project of hydrostation ; guarding method ; mode of thinking ; methodology; design step.
张家港保税区热电厂二期工程 锅炉、汽机、电气设备安装工程 发电机安装与调试方 案 中国化学工程第六建设公司 二○○二年三月二十七日
目录 一、编制说明 二、编制依据 三、工程概况 四、施工程序 五、施工方法、技术要求及质量控制 六、主要施工机具及劳动力组织 七、安全措施及注意事项 八、质量保证措施
一、编制说明 应工程投标需要及便于施工准备，特编制本方案。待资料齐备之后，再补充或编制新方案，交施工处（队）执行。 二、编制依据 1、张家港保税区热电厂二期工程锅炉、汽机、电气设备安装工程 2、电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范（GB50168-92） 3、电气装置安装工程旋转电机施工及验收规范（GB50170-92） 4、电气装置安装工程电气设备交接试验标准（GB50150-91） 5、本企业标准Q/LJ010503.04-91高压同步电机电气试验 6、本企业部级工法GF、LJ07.08-94，35KV及以下热缩型电缆头制作工法 7、本公司施工过的同类工程施工技术方案 三、工程概况 从招标文件看，本工程设计汽轮发电机2台，额定功率为12000kw，其他数据及资料尚待设计定。 四、施工程序 基础验收→定子和转子安装→集电环和电刷安装→电缆敷设→电缆头制作及电缆试验→电缆接线→电机干燥→底座绝缘试验→电机本体试验→可控硅励磁系统调试→电机控制及保护系统调试→电机系统调试→空载试车→负荷试车 五、施工方法、技术要求及质量控制 1、基础验收 由工艺设备安装专业进行。 2、定子和转子安装。 由工艺设备专业安装，电气专业配合。注意观察埋入式测温元件的引出线和端子板应清洁、绝缘，其屏蔽接地良好。电机的引线及出线的接触面良好、清洁、无油垢，镀银层不应锉磨。引线及出线连接紧固，采用铁质螺栓时，连接后不得构成闭合磁路。 3、集电环和电刷安装 亦由工艺设备专业安装，电气专业配合检查。接至刷架的电缆，
troduction of hydro-electric power and hydraulicturbines Power may be developed from water by three fundamental processes : by action of its weight, of its pressure, or of its velocity, or by a combination of any or all three. In modern practice the Pelton or impulse wheel is the only type which obtains power by a single process the action of one or more high-velocity jets. This type of wheel is usually found in high-head developments. Faraday had shown that when a coil is rotat ed in a magnetic field electricity is generated. Thus, in order to produce electrical ener gy, it is necessary that we should produce mechanical energy, which can be used to rot ate the coil. The mechanical energy is produced by running a prime mover by the ene rgy of fuels or flowing water. This mechanical power is converted into electrical powe r by electric generator which is directly coupled to the shaft of turbine and is thus run by turbine. The electrical power, which is consequently obtaind at the terminals of the generator, is then transited to the area where it is to be used for doing work.he plant or machinery which is required to produce electricity is collectiv ely known as power plant. The building, in the entire machinery along with other aux iliary units is installed, is known as power house. Keywords hydraulic turbines hydro-electric power classification of hydel plants head scheme There has been practically no increase in the efficiency of hydraulic turbines sinc e about 1925, when maximum efficiencies reached 93% or more. As far as maximum efficiency is concerned, the hydraulic turbine has about reached the practicable limit o f development. Nevertheless, in recent years, there has been a rapid and marked increa se in the physical size and horsepower capacity of individual units. In addition, there has been considerable research into the cause and prevention of cavitation, which allows the advantages of higher specific speeds to be obtained at hig her heads than formerly were considered advisable. The net effect of this progress wit h larger units, higher specific speed, and simplification and improvements in design h as been to retain for the hydraulic turbine the important place which it has
斜击式小型水力发电机 斜击式小型水力发电机5KW，需要水头为15－50米左右，水流量为：0.047－0.014立方米/秒。可以选配永磁单相发电机和励磁三相发电机。斜击式小型水力发电机5KW配永磁单相发电机重量约为：150kg。 一、小型水力发电站简介：建微水电站是在有一定水头落差的地方，通过筑坝拦集小溪流水，通过管道等将水引入水力发电机组，推动水轮带动电机发电，然后通过输电线供给用电户。 二、斜击式水力发电原理：在有水落差比较高的地方，用水管将水从高处引往低处，由于水位差高，水产生比较高的压力，在高压力的作用下，水的流速非常快。在水轮机处装有圆形的小喷口，高压高速的水流喷射到斗状的叶片上带动水轮机高速旋转，从而带动发电机发电。在这里主要就是利用水的高压高速能量，因此，高落差非常重要。水位差，或者说水流落差，我们简称为水头。 三、功率计算：水流量和水头就可以决定安装发电机组的功率。水流量一般是指一秒钟内流出的水的体积。以立方米/秒为单位。理想理论上安装功率的计算公式为：水头(m)×流量(m3/s)×9.8＝功率(KW)。实际上机组的效率并不是100%，因此要把机组的效率算上。一般水头我们以H来表示，流量以Q来表示，机组效率为η来表示，一般η取0.7左右。g表示重力加速度，功率以P来表示，那么安装功率的计算公式为：P ＝ HQηg 例如：水流量为0.02m3/s，水头为10米高，那么可以安装的功率为： 0.02×10×9.8×0.7 ＝1.372(KW)，即实际可以安装功率为：1千瓦左右。 流量比较难测量一般以估算法来测。首先估算出水的流速，然后再估算出水流的横截面积大小，即可算出水流量大小。 流量(m3) Q = Sv 其中S为横段面积（m2），v为流速（m/s） ①、首先测量得水沟的横截面积S，比如可量得水沟的宽、高粗略算出横截面积S，如要测得更准确，可对水沟的横截面积进行分割细分测得各小块面积，然后再相加得出总面积。 ②、水流速的测法，可直接丢一漂浮物在水面上，然后看它在一定时间内漂流过的路程，然后再计算出其1秒内流过的路程，即为水的流速。 ③、还可以用一个比较大的水桶来直接接水，然后计算出流量。 估测流量时，要多次测量取平均值，还要考虑到每个季节的水量变化情况。四、斜击式小型水力发电机结构：斜击式小型水力发电机是专门针对高水头设计应用的。一般用在水头为6米－50米之间。典型的应用场合如：高落差的小溪旁、小瀑布边、小山水边等。斜击式小型水力发电机构造非常简单，由两大部分组成：斗式水轮机和发电机同轴构成。详细结构说明参照图“斜击式小型水力发电机结构图”。 五、主要规格及技术参数
第一章绪论 第一节水电站与水轮机 自然界有多种能源，目前已被开发利用的能源中主要有热能、水能、风能和核能。水能是一种可再生能源。地球上江河纵横，湖泊星罗棋布，海洋辽阔，蕴藏着丰富的水力资源。借助太阳的帮助，地球上的水蒸发成水蒸气，在天空中水蒸气又凝聚成雨雪降至大地，通过江河又流入海洋，如此循环不已，永无止境。所以利用水能发电的电能转换方式与火力发电和核能发电相比有许多的优点，例如成本低，运行管理简单，启动快，消耗少，适于调峰和调频，污染少等。 自然界的河流都具有一定的坡降，水流在重力作用下，沿着河床流动，在高处的水蕴藏着丰富的位能，如果没有把这种水能加以利用，当水流向低处流动时，则所有的能量都消耗在克服水流的粘性、摩阻、冲刷河床和夹带泥沙等方面去了。 水轮机是一种将河流中蕴藏的水能转换成旋转机械能的原动机。水流流过水轮机时，通过主轴带动发电机将旋转机械能转换成电能。水轮机与发电机联接成的整体称为水轮发电机组，它是水电站的主要设备之一。 水电站是借助水工建筑物和机电设备将水能转换为电能的企业。为了利用水流发电，就要将天然落差集中起来，并对天然的流量加以控制和调节（如建造水库），形成发电所需要的水头和流量。水电站的型式主要取决于集中水头的方式，根据集中水头的方式的不同， 水电站分为坝后式水电站、引水式水电站和混合式水电站，见图1-1、图1-2、图1-3 所示。 图1-1坝后式水电站厂坝横剖面示意图
图1-2有压引水式水电站示意图 1—水库；2—闸门室；3—进水口；4—坝；5—泄水道；6—调压室 7—有压隧道；8—压力管道；9—厂房；10— 尾水渠 图1-3混合式水电站枢纽布置示意图 第一节 水电站与水轮机 自然界有多种能源，目前已被开发利用的能源中主要有热能、水能、风能和核能。水能是一种可再生能源。地球上江河纵横，湖泊星罗棋布，海洋辽阔，蕴藏着丰富的水力资源。借助太阳的帮助，地球上的水蒸发成水蒸气，在天空中水蒸气又凝聚成雨雪降至大地，通过江河又流入海洋，如此循环不已，永无止境。所以利用水能发电的电能转换方式与火力发电和核能发电相比有许多的优点，例如成本低，运行管理简单，启动快，消耗少，适于调峰和调频，污染少等。 自然界的河流都具有一定的坡降，水流在重力作用下，沿着河床流动，在高处的水蕴藏着丰富的位能，如果没有把这种水能加以利用，当水流向低处流动时，则所有的能量都消耗在克服水流的粘性、摩阻、冲刷河床和夹带泥沙等方面去了。
目录 一、工程概况： (2) 二、临时用电部署 (2) 2.1 供电方式 (2) 2. 2 施工现场配电线路： (4) 2. 3 施工现场配电箱和开关箱： (4) 三、施工用电负荷计算： (4) 四、发电机组的安装 (6) 4.1发电机安装工艺流程： (6) 4.2 发电机基础 (6) 4.3 主机运输吊装就位 (6) 4.4 排气、燃油冷却系统安装 (6) 4.5、电气设备的安装 (6) 4.6 接地线安装 (7) 4.7、机组接线 (7) 4.8、机组调试 (7) 4.9 机组试运行调试 (8) 五、安全用电措施 (9) 5. 1技术措施 (9) 5. 2组织措施 (10)
一、工程概况： 深圳市第八高级中学配套道路位于龙华新区观澜樟坑径片区，该工程含三条路，即新樟路、观盛东路和新澜路，设计时速20km／h，道路为城市支路。 新樟路在现状新樟路基础上进行旧路改造，线位大致呈东西走向，起点接待建五和大道里程XZK0+000，终点接现状新樟路里程XZK0+565，红线宽度26m，3m人行道+1．5m树池+8m机动车道+7m辅道+1．5m树池+3m人行道+2m挡土墙预留（合计26m）,道路全长565m。 观盛东路为新建道路，线位大致呈东西走向，设计赴点西接五和大道里程GS0+000,设计终点东接新澜路里程GS0+254．813，规划红线宽度25m，3．5m人行道+1．5m树池+15m机动车道+1．5m树池+3．5m人行道（合计25m），道路约全长254．813m。 新澜路为新建道路，设计起点接观盛东路里程X0+000，设计终点接八高东门出入口里程X0+234．781，线位大致呈西南—东北走向，规划红线宽度18m，3m人行道+1．5m树池+9．8m机动车道+1．5m树池+2．2m人行道（合计18m）,道路全长234．781m。 二、临时用电部署 2.1 供电方式 供配电方式：根据本工程施工现场实际情况，施工用电采用三台30kw和一台300kw柴油发电机供电。具体为新樟路2#、3#挡土墙位置采用移动式发电机一台，额定功率为30kw，主要用于锯木机、混凝土振动棒和照明用电。新樟路K0+260~K0+480段、新澜路X 0+195~X 0+234段高边坡支护各采用一台30kw发电机，观盛东路GS0+100~GS0+254段、新澜路X 0+000~X 0+136段人工挖孔桩位置采用一台300kw 发电机（平面布置见附图）由柴油发电机引一路电源至施工现场总配电柜。再由总配电柜分配给各分配电箱，总配电柜处设电度表、电压表、电流表，供电方式采用三相五线制TN-S系统。在总配电箱及末端箱，以及超过100m的箱内做重复接地，并与保护零线可靠联接。工作零线和保护零线要严格区分，不得混用。所有机电设备的金属
发电部培训专题（发电机氢系统简介修改版）*本介绍参照了技术协议部分内容
1发电机氢气系统简介说明： 1.1发电机由于存在着损耗的原因，会导致发电机本体及线圈发热，如果不 及时将这些热量及时释放掉，将会导致发电机绝缘老化，影响发电机使用寿命，甚至引发其它恶性的电气事故的发生。因此大、小发电机都有自己的一套冷却装置。 1.2大型发电机是一种高电压、大电流的电气设备，因此对于它的冷却方式 的选择，是确保发电机安全运行的一项重要手段，发电机根据容量等技术参数选择不同的冷却方式，如空冷、氢冷、水氢氢、双水内冷等。在这些方式中，双水内冷冷却效果是最好的，但由于双水内冷存在着连接部件漏水这一难以解决的问题，在我国80年代投产的多台引进的捷克机组中多次发生此类事故，所以目前我国发电机至今仍多采用的是氢气冷却这种方式，我厂发电机用的是水－氢－氢冷却方式。 1.3之所以目前多采用氢气冷却的原因是氢气有着以下优点： a.氢气比重比较小，相对于其它气体来说它的阻力损耗比较小。 b.氢气是不助燃的气体。 c.氢气比热较其它气体来说大一些。 d.氢气化学价比较稳定。 1.4但用氢气冷却这种方式也存在很大的缺点： a.它是可燃物，使的生产危险点控制更加严格。 b.它需要专用的密封装置，增加了系统的复杂性。
2主要技术参数 2.1发电机内额定运行参数： a.氢气压力：0.414MPa. b.氢气温度：不大于46℃ c.氢气纯度：大于98% d.氢气耗量：小于13～19立方米/天 e.氢气含氧量：小于2% f.氢气含水量：不大于25克/立方米 2.2对供给发电机的氢气要求 a.供氢气压力不高于3.2MPa.(g) b.供氢气纯度不低于99.5% c.氢气露点温度.≤–21℃ 2.3置换时的损耗值： 备注 序号内容单位数 值 1 发电机充氢容积立方米117 2 驱赶机内空气时耗用二氧化碳立方米300 CO2纯度98% 以上 3 驱赶机内二氧化碳时耗用的氢气立方米300
目录 1前言 (4) 2水电站的水轮机选型设计 (5) 2.1水轮机的选型设计概述 (5) 2.2水轮机选型的任务 (6) 2.3水轮机选型的原则 (6) 2.4水轮机选型设计的条件及主要参数 (7) 2.5确定电站装机台数及单机功率 (7) 2.6选择机组类型及模型转轮型号 (8) 2.7初选设计（额定）工况点 (11) 2.8确定转轮直径 D (12) 1 2.9确定额定转速n (12) 2.10效率及单位参数的修正 (13) 2.11核对所选择的真机转轮直径 D (14) 1 2.12确定水轮机导叶的最大开度、最大可能开度、最优开度 (18) 2.13计算水轮机额定流量 q (19) ,v r 2.14确定水轮机允许吸出高度 H (20) s 2.15计算水轮机的飞逸转速 (25) 2.16计算轴向水推力 P (25) oc 2.17估算水轮机的质量 (26) 2.18绘制水轮机运转综合特性曲线 (26) 3水轮机导水机构运动图的绘制 (35) 3.1导水机构的基本类型 (35) 3.2导水机构的作用 (36) 3.3导水机构结构设计的基本要求 (36) 3.4导水机构运动图绘制的目的 (37) 3.5导水机构运动图的绘制步骤 (37) 4水轮机金属蜗壳水力设计 (41)
4.1蜗壳类型的选择 (41) 4.2金属蜗壳的水力设计计算 (41) 5尾水管设计 (49) 5.1尾水管概述 (49) 5.2尾水管的基本类型 (49) 5.3弯肘形尾水管中的水流运动 (49) 6水轮机结构设计 (50) 6.1概述 (50) 6.2水轮机主轴的设计 (50) 6.3水轮机金属蜗壳的设计 (51) 6.4水轮机转轮的设计 (52) 6.5导水机构设计 (55) 6.6水轮机导轴承结构设计 (58) 6.7水轮机的辅助装置 (61) 7金属蜗壳强度计算 (63) 7.1金属蜗壳受力分析 (63) 7.2蜗壳强度计算 (63) 7.3计算程序及结果 (66) 8结论 (71) 1 前言 水轮机是水电站的重要设备之一，它是靠自然界水能进行工作的动力机械与其他动力机械相比，它具有效率高、成本低、环境卫生等显著特点。另外，水轮机的好坏直接影响到水电站的能量转换效率，在水轮机生产制造前，我们必须首先根据给定电站的水力条件对水轮机进行
水电站水轮机选型设计总体思路和基本方法 水轮机选型是水电站设计中的一项重要任务。水轮机的型式与参数的选择是否合理，对于水电站的动能经济指标及运行稳定性、可靠性都有重要的影响。 水轮机选型过程中，一般是根据水电站的开发方式、动能参数、水工建筑物的布置等，并考虑国内外已经生产的水轮机的参数及制造厂的生产水平，拟选若干个方案进行技术经济的综合比较，最终确定水轮机的最佳型式与参数。 一 已知参数 1 电站规模：总装机容量：32.6MW 。 2 电站海拔：水轮机安装高程：▽=850m 3 水轮机工作水头： max H =8.18m ，min H =8.3m ，r H =14.5m 。 二 机组台数的选择 对于一个确定了总装机容量的水电站，机组台数的多少将直接影响到电厂的动能经济指标与运行的灵活性、可靠性，还将影响到电厂建设的投资等。因此，确定机组台数时，必须考虑以下有关因素，经过充分的技术经济论证。 1机组台数对工程建设费用的影响。 2机组台数对电站运行效率的影响。
3机组台数对电厂运行维护的影响。 4机组台数对设备制造、运输及安装的影响。 5机组台数对电力系统的影响。 6机组台数对电厂主接线的影响。 综合以上几种因素，兼顾电站运行的可靠性和设备运输安装的因素，本电站选定机组为：4×8.15MW 。 三 水轮机型号选择 1 水轮机比转速s n 的选择 水轮机的比转速s n 包括了水轮机的转速、出力与水头三个基本工作参数，它综合地反映了水轮机的特征，正确的选择水轮机的比转速，可以保证所选择的水轮机在实际运行中有良好的能量指标与空化性能。 各类水轮机的比转速不仅与水轮机的型式与结构有关，也与设计、制造的水平以及通流部件的材质等因素有关。目前，世界各国根据各自的实际水平，划定了各类水轮机的比转速的界限与范围，并根据已生产的水轮机转轮的参数，用数理统计法得出了关于水轮机比转速的统计曲线或经验公式。当已知水电站的水头时，可以用这些曲线或公式选择水轮机的比转速。 轴流式水轮机的比转速与使用水头关系 中国： s n =H 2300 （m ·KW ） 日本： s n = 5020 20000 ++H （m ·KW ）
柴油发电机组与变电所ATS系统联动调试方案 一、参与单位及人员（必到） 1、油机厂商技术人员； 2、变电所施工单位技术人员（ATS厂商尽可能到位）； 3、中亿丰安装技术人员； 4、弱电单位技术人； 5、新光天地工务。 二、调试前的事项 1、由中亿丰安装集合各厂商进行调试前的技术商讨，各家提出自身的设备运行条件要求，如不能满足的由业主统一协调解决并达到联动调试要求，力求一次性调试成功。 三、联动设备及线路一览表 序号起点柜终点柜 电缆规格功率 /KW 备注 1 GEP5-1 2#变电所 DP21 4[2(WDZB-YJY-1x150)]+PE(WDZB-YJY-1x150) 390 2 GEP5-2 1#变电所 EDP10 3[4(WDZBN-YJY-1x240)]+N[2(WDZBN-YJY-1x240)]+PE[2(WDZBN-YJY-1x240)] 1200 3 GEP5-3 T3-AA2-1 4[4(WDZBN-YJY-1x240)]+PE[2(WDZBN-YJY-1x240)] 800 4 GEP4-1 1#变电所 EDL11 4[2(WDZBN-YJY-1x150)]+PE(WDZBN-YJY-1x150) 300 5 GEP4-2 1#变电所 DP11 4[2(WDZB-YJY-1x150)]+PE(WDZB-YJY-1x150) 450 6 GEP4-3 T8-AA4-1 4[4(WDZBN-YJY-1x240)]+PE[2(WDZBN-YJY-1x240)] 800 7 GEP3-1 2#变电所 EDL21 4(1x120) 150 8 GEP3-2 2#变电所 EDP22 3[3(1x150)]+N[2(1x150)] 620
发电机组调试方案 一、工程概况： 工程参与单位： １、建设单位：***房地产开发有限公司 ２、设计单位：中国***设计工程有限公司 ３、监理单位：***工程监理有限公司 ４、施工单位：***房屋开发建设有限公司 该工程是广州***开发有限公司兴建的商住楼，位于广州市***，北靠***城市广场，西临***交通方便，地理位置优越。 ***大厦配备一台800KW柴油发电机，15秒内应急自起动与市电进行电气机械连锁,防止并列运行,消防时作消防应急电源,平时可作重要负荷备用电源。此方案即专门针对此发电机组试运行而制订。 二、设备试运转的目的与范围： （一）目的：安装的最后阶段就是设备试运转及其调整试验。通过设备单机、无负荷运转，检查机械和各系统联动的实际状况，并通过运转过程中必要的调整试验使机械和各系统联动达到正常运转，符合使用要求。 （二）范围： 1、柴油发电机组空载、带载整车试运转 三、设备试运转的依据和标准： 1、GB50231-98《机械设备安装工程施工及验收通用规范》； 2、GB50303-2002《建筑电气工程施工质量验收规范》； 3、ZJQ00-SG-006-2003《建筑电气工程施工工艺标准》 3、设计图纸及设计修改、变更资料； 4、设备技术文件。
四、调试工作机构图： 五、设备运转应具备的条件 (一)参与试运转的设备及其附属装置（包括：电气、仪表等），均应按设计图纸以及设备技术文件全部施工完毕，且经检查验收质量符合要求。工程相应施工记录及资料应齐全，设备的电气（仪表）控制等装置均应按系统检验完毕，应符合试运转要求。（二）试运转需要空载、带载运行均能满足试运转要求；（三）试运转需用的材料、检测仪器，施工机具、安全防护设施及用具，应备齐且能满足试运转要求。 （四）对大型、复杂且十分重要的设备，应制订单项运转方案或运转操作规程。设备试运转及调试方案，应经监理、建设单位审查审批同意后，试运转方可正式进行。 （五）参加试运转的人员，应熟悉设计，了解工艺流程及原理；熟悉设备技术文件，了解的构造及性能；掌握试运转程序及设备操作方法；
柴油发电机机组安装调试方案 本工程柴油发电机组安装在地下室发电机房，主要由柴油发电机组、日用油箱、事故油箱、事故排油泵、进风消声器、排风消声器、油管系统、排烟系统和电气系统组成。 在地下室设备吊装就位方案中已经描述了主要设备的进场、验收、开箱、吊装、就位等方案。本方案主要描述发电机就位后的安装调试工作。 一、发电机组安装 1、发电机组就位后按照设备要求安装相应的减震装置、接地装置。 2、进排风消声器安装时要与墙壁密封，并固定可靠。在消声器室外安装防雨百业。 3、油管安装前要保证管道内壁清洁，油箱、管道、阀门等部件均需要可靠接地。 4、管道法兰密封垫采用石墨金属缠绕垫片。 5、烟道、烟道消声器、烟道膨胀节要固定牢固，膨胀节和消声器设置弹簧吊架。 二、开机前准备 1、发电机所有系统已经检查完毕。接地良好。 2、按规定设置灭火器、黄沙消防器材。 3、发电机房内其他土建、消防等工作全部完成。不在进行动火、切割等作业。 4、上述工作完成后，回报管理公司、监理公司，待批准后加注柴油。 三、柴油发电机组电气调试方案 1、发电机本体调试 用10000V兆欧表测量的绝缘电阻应大于0.5M。 测量的直流电阻换算至发电机出厂试验同温度下的电阻误差应小于2% 。 2、发电机保护回路的整组试验 四、发电机投运前试验
发电机出口开关断开，全部投入，发电机升压至空载额定电压，在母线与发电机输出电压两侧进行核相试验。发电机输出电压的出线标识与母线相序相符。 五、机组试运行调试。 1、机组空负荷运行：用机组的启动装置手动启动柴油发电机无负荷试车，检查机组 的转动和机械传动有无异常，供油和机油压力是否正常，冷却水温是否过高，转速自动和手动控制是否符合要求。如发现问题，及时解决。 2、柴油发电机无负荷试车合格后，再进行检查机身和轴承的温升；只有机组空载试验 合格，才能进行带负荷试验。 3、检测机组的保护性能：采用仪器分别模拟发出机油压力低、冷却水温高、过电压、 等信号，机组应立即启动保护功能，并进行报警。 4、采用相序表对市电与发电机电源进行核相，相序应一致。 5、机组带负荷试验：机组在额定转速下发电，检查机组带负荷运行时各主要指标。分 别在25%负荷运行1小时、50%负荷运行1小时、75%负荷运行2小时和100%负荷 运行0.5小时，测试结果应符合机组设计要求。 6、机组满负荷试验：进行满负荷状态下机组的各项性能试验，根据要求完成机组满负 荷运行时间。 7、与系统的联动调试：人为切断市电电源，主用机组应能在设计要求的时间内自动启 动并向负载供电。恢复市电，机组自动停机。 8、试运行验收：对受电侧的开关设备、自动或手动和保护装置等进行试验，试验合格 后，按设计的备用电源使用分配方案，进行负荷试验，机组和电气装置连续运行无故障。方可交接验收。
水轮机分类和结构 一、水轮机分类 1、按能量方式转换的不同，它可分为反击式和冲击式两类。反击式利用水流的压能和动能，冲击式利用水流动能。反击式中又分为混流式、轴流式、斜流式和贯流式四种。冲击式中又分为水斗式、斜击式和双击式三种。 2、混流式：水流从四周沿径向进入转轮，近似轴向流出。应用水头范围：30m~700m。特点：结构简单、运行稳定且效率高。 3、轴流式：水流在导叶与转轮之间由径向运动转变为轴向流动。应用水头：3~80m。特点：适用于中低水头，大流量水电站。分类：轴流定桨、轴流转桨 4、冲击式：转轮始终处于大气中，来自压力钢管的高压水流在进入水轮机之前已经转变为高速射流，冲击转轮叶片作功。水头范围：300~1700m。适用于高水头，小流量机组。 5、水轮机主轴布置形式分类 （1）水轮机按主轴的布置形式又可分为卧式和立式两种（也称横轴和立轴）。立式布置得水轮发电机分为悬式和伞式两种。 （2）悬式发电机的推力轴承位于发电机转子上部的上机架上或上机架中。伞式发电机的推力轴承位于转子下部的下机架中，或用支架支承在水轮机顶盖上。伞式发电机又分普通伞式（其上、下导轴承分别位于上、下机架中），半伞式（只用上导轴承，它布置在上机架
中，无下导轴承；我厂机组为此类型）和全伞式（只有下导轴承，它布置在下机架中，无上导轴承）。 二、水轮机主要基本参数 1、工作水头H是指水轮机进、出口断面处单位重量水体的能量差，单位是米（m），典型工作水头有以下： （1）最大水头（Hmax）：水轮机运行范围内允许出现的最大净水头。（2）最小水头（Hmin）：水轮机运行范围内允许出现的最小净水头。（3）设计水头（H设）：水轮发电机组发出额定功率时的最小水头。 2、流量Q是指单位时间内，通过水轮机某一既定过流断面的水量，单位是立方米/秒。 3、出力N是指水流在单位时间内所做的功（功率），其大小与水轮机的水头，流量有关，单位为千瓦。计算公式：N=9.81QHn 4、效率是指水轮机总效率，是水轮机输入功率与输出功率之比，其值总是小于1，因为水轮机在工作过程中不可避免地要产生一些能量损失，主要包括： （1）水力损失：即水流经过蜗壳、导水机构、转轮、尾水管的水头损失。 （2）机械损失：即水轮机转动部分的摩擦损失。如转轮与水流之间、轴与轴承之间，止漏装置之间的摩擦损失。 （3）容积损失：转轮与固定部件因漏水而造成的损失。 5、转速是指水轮机转轮在单位时间内的旋转周数，以n 表示，单位为转/分。