下载文档原格式
第六章水电站地面厂房布置设计第一节水电站厂房的任务、组成及类型一、水电站厂房的任务水电站厂房是水能转为电能的生产场所，也是运行人员进行生产和活动的场所。
其任务是通过一系列工程措施，将水流平顺地引入水轮机，使水能转换成为可供用户使用的电能，并将各种必需的机电设备安置在恰当的位置，创造良好的安装、检修及运行条件，为运行人员提供良好的工作环境。
水电站厂房是水工建筑物、机械及电气设备的综合体，在厂房的设计、施工、安装和运行中需要各专业人员通力协作。
二、水电站厂房的组成水电站厂房的组成可从不同角度划分。
(一)从设备布置和运行要求的空间划分(1) 主厂房。
水能转化为机械能是由水轮机实现的，机械转化为电能是由发电机来完成的，二者之间由传递功率装置连接，组成水轮发电机组。
水轮发电机组和各种辅助设备安装在主厂房内，是水电站厂房的主要组成部分。
(2) 副厂房。
安置各种运行控制和检修管理设备的房间及运行管理人员工作和生活用房。
(3) 主变压器场。
装设主变压器的地方。
水电站发出的电能经主变压器升压后，再经输电线路送给用户。
(4) 开关站(户外配电装置)。
为了按需要分配功率及保证正常工作和检修，发电机和变压器之间以及变压器与输电线路之间有不同电压的配电装置。
发电机侧的配电装置，通常设在厂房内，而其高压侧的配电装置一般布置在户外，称高压开关站。
装设高压开关、高压母线和保护设施，高压输电线由此将电能输送给电力用户。
水电站主厂房、副厂房、主变压器场和高压开关站及厂区交通等，组成水电站厂区枢纽建筑物，一般称厂区枢纽。
(二)从设备组成的系统划分水电站厂房内的机械及水工建筑物共分五大系统(1) 水流系统。
水轮机及其进出水设备，包括压力管道、水轮机前的进水阀、蜗壳、水轮机、尾水管及尾水闸门等。
(2) 电流系统。
即电气一次回路系统，包括发电机及其引出线、母线、发电机电压配电设备、主变压器和高压开关站等。
(3) 电气控制设备系统。
即电气二次回路系统，包括机旁盘、厉磁设备系统、中央控制室、各种控制及操作设备如各种互感器、表计、继电器、控制电缆、自动及远动装置、通迅及调度设备等直流系统。
第!!卷第"期!##$年%#月西北水力发电&’()*+,’-*’)./012./34)’1,15.)657’01)89:;!!<9;"================================================================>?@;!##$文章编号A %$B %C "B $D E !##$F #"C ###"C #G公伯峡水电站7-0E 2F .H I J J H K ;J H 2.+)2调速器系统的运行分析高智贤E 黄河上游水电开发公司公伯峡发电分公司L 青海循化D %#M #!F摘要A 本文首先介绍了公伯峡水电站N O PE Q F R C %##C ";#C Q R S T Q 比例伺服阀微机调速系统L 其次介绍了该调速器在实际运行过程中出现的故障L 针对各种故障现象分析了故障发生的原因L 并进行了相应的处理L 处理后再没有发生类似故障L 表明了处理措施是有效的U 关键词A 公伯峡水电站V 调速器V 故障中图分类号AR 8B G "文献标识码A WI 公伯峡水电站调速器简介公伯峡水电厂调速系统采用武汉事达有限公司提供的N O P E Q F R C %##C ";#C Q R S T Q 比例伺服阀微机调速系统L 本系统由微机调节器X 德国W >Q Y Z 公司生产的比例伺服阀X 美国[\公司生产的机械液压系统以及液压开度限制装置等组成U 该型号调速器采用高速级数模块配合中断模块测频L 测频分辨率A ]#;##%^Z _U 由工业控制计算机或可编程控制器提供的T Q C !G !Y 或T QC "!!‘"D ^X 以太网通讯接口进行通讯L 采用国际流行的a9b W c d T R e 通讯规约L通讯方便灵活U f -0E 2F .H I J J H K ;J H 2.+)2调速器总体结构O PE Q F RC %##C ";#C Q RST Q 调速器主要由微机调节器和电液执行机构的两个主要部分组成U与一般机械液压和电气液压调速器相比L 微机调速器提高了水轮机调速系统的静态精度L 减小了其转速死区V 改善与提高了水轮机调节系统的动态稳定性X 速动性X 快速跟踪能力X 不动时间等动态特性V 具有硬件结构简单X 抗干扰能力强L 可靠性高等明显的优点U图%比例伺服阀微机调速器收稿日期A !##$C #D C !G作者简介A 高智贤E %M B %C F L男L 宁夏中卫人L 黄河上游水电开发公司公伯峡发电分公司助理工程师U!"#$%&’()*#++*,"+*’)-.’调速器调节框图比例伺服阀微机调速器构成的水轮机调节系统见图/0位移变送器把接力器位移1变换成数字量23送入微机调节器4与微机调节器数字输入21在微机内进行比较并将其差值作为微机调节器与比例伺服阀执行机构的前向联接信号0在这种系统中4电液随动系统的闭环是在微机调节器内实现的0!"!机械液压系统工作原理公伯峡调速器液压系统设有冗余控制回路4即有两套液压控制油路4可分别对主配压阀进行控制4它们互为备用4互为补充0液压系统由双精滤油器5主配压阀5紧急停机电磁阀组&手操阀5电磁阀各一个(5比例伺服阀5切换阀5液压开限装置5以及管路等组成0!"!"#主通道运行&比例伺服阀调节(工况在自动或电手动工况下4给比例伺服阀的驱动放大器提供电气信号4比例伺服阀的阀芯换位4输出压力信号油0当来自于比例伺服阀的压力信号油进入主配压阀的控制腔时4主配压阀的主活塞换位4打开开机腔的窗口4这时接力器向开机方向运动0主配压阀内部的直线位移传感器4将主活塞的位移反馈至驱动放大器4驱动放大器信号回归中位4这时接力器继续开启0同时4接力器的传感器也将接力器的实际开度值4反馈至驱动放大器4当接力器运动至设定值时4主配压阀的活塞回归中位4接力器停止在设定开度6同理4当主配压阀控制腔的油4通过比例伺服阀通回油时4主活塞换位4打开关机腔的窗口4这时接力器向关机方向运动4运动至预定开度时4传感器反馈信号4使比例伺服阀及主配压阀的活塞都回中位4接力器停止运动4保持在某个开度0!"!"!备用通道运行&脉冲阀调节(工况在主通道发生故障时4必须切换至备用通道0这是机械液压系统的冗余设置0备用通道是通过操作脉冲阀来控制液压开限装置4实现对调速器的调节0在进行主5备切换时4为了接力器不产生扰动&扰动在/7开度内(4必须使开度限制值等于当时的接力器开度值4只有具备这个条件才能进行切换0在开度限制阀支架上装有行程开关4当开度限制值等于当时的接力器开度值时4它动作输出接点信号4这时才能给切换阀通电4使切换阀换位4从主用通道切换至备用通道0切换至备用通道后4切断了比例伺服阀的控制油路4这时可电操作脉冲阀使其换位4给开度限制控制缸输出信号控制油4开度限制缸将流量信号转换为位移输出4迫使开限阀的阀芯换位4开限阀工作腔连于主配压阀的控制腔4从而控制主配压阀的主活塞打开工作窗口4实现接力器的开启和关闭0!"!"8纯机械手动运行&脉冲阀调节(工况切换至备用通道后4脉冲阀上装有按钮4可手动操作按钮4使接力器开启和关闭0调节脉冲阀下面的双向节流阀4可控制开限值的调整速度0开限值调整后4即脉冲阀不工作时4液控单向阀可锁住脉冲阀的油路4确保开度限制值不变0在主通道运行状态下4操作脉冲阀4同样可以调整开限值0在开限状态下4比例伺服阀关机和紧急停机阀动作4均能确保导叶关闭08公伯峡水电站调速器存在的问题及采取的措施8"#8$调速器过速限制器出现误动&/(现象及原因分析9公伯峡机组转速装置设有三套转速装置4分别为安装在机顶的齿盘测速装置4安装在机顶的机械飞摆测速装置和安装在制动柜的残压测速装置4除机械飞摆过速//:7;<和/=:7;<过速接点单另接入机组控制流程外4齿盘测速和残压测速开关量接点并接入机组控制流程外4齿盘测速和残压测速开关量接点并接入机组控制流程0由于机组齿盘测速装置及控制箱安装在机顶0受机组不良工况及大轴补气影响4齿盘测速装置及控制箱振动过大4极易造成转速装置误动加之>?齿盘测速装置不稳定4多次发生过速/@:7;<误动4当过速/@:7;<动作时会引起机组两段关闭阀&/@A(动作0图B原两段关闭电气接线图C由于公伯峡电站两段关闭电磁阀和过速限制器电磁阀排油管为同一根排油管4且排油管:第=期高智贤公伯峡水电站调速器系统的工作概况及运行分析管径过小!造成二次管路排油不畅而憋压!当过速"#$%&’动作时!两段关闭投入!从而引起过速限制且动作!此现象已经多次试验证实()*+解决方案,将机顶之齿盘测速控制箱!改变安装位置将控制箱从机顶移至机组母线层固定!从而减少因振动引起的转速装置误动!已在"-.*-./-机中实施(0为配合微机电调中齿盘测频的需要!对机组齿盘测速装置进行换型改造!更换为武汉事达公司的电调配套齿盘测速!专门立一块转速装置盘在母线层!将齿盘安装在水车室大轴上!四个测速传感器探头分别用于机组测速和电调齿盘测频(既解决了转速装置误动问题!又解决了微机电调只有残压测频而没有齿盘测频的问题!已在/-机中实施(1在机组两段关闭中增加断路器分的判别条件!既在机组并网条件下!即使过速"#$%&’误动也不允许两段关闭动作(图/改造后两段关闭电气接线图2更换两段关闭电磁阀和过速限制器电磁阀排油管路!增加管径()/+实施效果通过以上方案实施!机组再未出现转速装置误动!两段关闭误动及过速限制器误动现象!减少了机组非计划停运的可能(345机组开机过程中过速和运行中抢.溜负荷)"+现象及原因状况分析,"-.*-./-机组在开机过程中及运行过程中均不同程度发生过速及抢.溜负荷现象(0监控上位机及下位机各步骤命令执行正确开击继电器动作正确(1微机电调接收命令及下送至机调命令正确!反馈正确(2经实际观察比例伺服阀及主配压阀有误动或拒动现象(由于调速器使用德国6789比例伺服阀对调速控制油要求较高!但由于设计.安装施工等原因造成调速器器油质太差!致使油内杂质堵塞比例阀及主配阀控制油路!造成比例阀或主配阀误动或拒动!使导叶不能正常开启或关闭()*+解决措施,更换调速器油!彻底清扫集油箱(0更换双精滤油及滤芯(1增加滤油周期及双精滤油器清扫次数(2对由于堵塞不能使用的比例伺服阀进行分解.清扫或更换()/+实施效果通过以上一系列措施!各机组均再未发生过过速及抢.溜负荷现象(:结论;<=)8+>?"##?@4#?8>AB 8调速器系统通过较长时间的运行!该系统自动.电手动运行相对比较稳定!纯手动运行不稳定!所使用德国6789比例伺服阀对调速控制油要求较高(参考文献CD "E 沈祖诒4水轮机调节)第/版+D FE 4北京C水利电力出版社!"G G H 4D *E 魏守平4现代水轮机调节技术D FE 4武汉C华中科技大学出版社!*##*4I J K L M N M O P Q R S Q T K U V Q U L W P M K X Q R S Q V Y Z Q [\N ]W ^U Q _Q ‘K U L M N M \Q VN V ^\M P a _K U N M \Q Vb V N c W P \Pd A 7efg ?h gi j);k l m n d m j m n i o g k jp k q r i j s !t r r m nu m v v k l B g w m n9s x n k r k l m nx m w m v k r q m j o p k n r k n i o g k j !y g j z f i g{|j f |i H "#G #*!p f g j i+b Z P M U N }M CFg ~n k ~k q r |o m n ~k j o n k v v m xz k w m n j k n !k n "m n w kw i v w m;<=)8+>?"##?@4#?8>A B 8k !d k j z ?#k h g i f s x n k r k l m n "o i o g k jl i "g j o n k x |~m x !i j xo f m jo f m !i |v o "k !z k w m n j k n x |n g j zk r m n i o g k jl m n m i j i ?v s $m x !o f m ~i |"m k !!i |v o "l m n m r k g j o m xk |o 46i "m x k jo f m i j i v s "g "!~k n n m "r k j x g j z qm i "|n m "l m n m o i %m j o kn m #|g v xo f mz k w m n j k n !"ko f i o o f m !i |v o "w i j g "f m xg j "|#"m &|m j o k r m n i o g k j !l f g ~f "f k l "o f i o o f mqm i "|n m "i n m w i v g x !k n o f m o n m i o q m j o4’K W ‘Q U ^P C d k j z #k h g i f s x n k r k l m n "o i o g k j (z k w m n j k n (!i |v o)西北水力发电第**卷。
题目：水电站电气部分设计内容摘要电力的发展对一个国家的发展至关重要，现今300MW及其以上的大型机组已广泛采用，为了顺应其发展，也为了有效的满足可靠性、灵活性、及经济性的要求，本设计采用了目前我国应用最广泛的发电机—变压器组单元接线，主接线型式为双母线接线，在我国已具有较多的运行经验。
设备的选择更多地考虑了新型设备的选择，让新技术更好的服务于我国的电力企业。
并采用适宜的设备配置及可靠的保护配置，具有较好的实用性，能满足供电可靠性的要求。
关键词：电气主接线；水电站；短路电流；目录1 绪论1.1 水电站的发展现状与趋势水电是，可再生、无污染、运行费用低，便于进行电力调峰，有利于提高资源利用率和经济社会的综合效益。
在地球日益紧张的情况下，世界各国普遍优先开发水电大力利用水能资源。
中国不论是，还是可能开发的水能资源，都居世界第一位。
截至20XX年，中国水电总装机容量已达到1.45亿千瓦，水电利用率从改革开放前的不足10%提高到25%。
水电事业的快速发展为国民经济和社会发展作出了重要的贡献，同时还带动了中国电力装备制造业的繁荣。
三峡机组全部国产化，迈出了自主研发和创新的可喜一步。
小水电设计、施工、设备制造也已经达到国际领先水平，使中国成为小水电行业技术输出国之一。
此外，中国水电产业各项经济指标增长较快。
20XX年1-11月，中国行业累计实现工业总产值93,826,334千元，比上年同期增长了20.88%；累计实现89,240,772千元，比上年同期增长了20.17%；累计实现利润总额24,689,815千元，比上年同期增长了35.91%。
20XX年1-8月，中国水力发电行业累计实现工业总产值77,284,104千元，比上年同期增长了25.14%；累计实现产品销售收入78,176,606千元，比上年同期增长了26.59%；累计实现利润总额18,007,801千元，比上年同期增长了14.03%。
中国经济已进入新的发展时期，在国民经济持续快速增长、工业现代化进程加快的同时，资源和环境制约趋紧，出现紧张局面，生态环境压力持续增大。
公伯峡水电站基本资料1 公伯峡水电站工程概况公伯峡水电站是黄河干流上游龙羊峡至青铜峡河段中，接龙羊峡、拉西瓦、李家峡之后的第四座大型梯级电站。
枢纽位于青海省循化撒拉自治县和化隆回族自治县交界处，距循化县城25km，距西宁公路里程153km（直线距离95km）。
公伯峡水电站以发电为主，兼顾灌溉及供水。
水库正常蓄水位2005m，正常蓄水位以下库容5.5×108m3，调节库容0.75×108m3，为日调节水库，水库死水位2002.0m，水库死水位以下库容4.75×108m3。
电站装机容量1500MW，保证出力495.5MW，年发电量51.4×108kW·h，可改善下游16万亩土地灌溉条件。
库区淹没耕地7585亩，迁移人口5340人。
该工程属一等大(Ⅰ)工程。
永久性挡水和泄水建筑物设计洪水标准为五百年一遇，校核洪水标准为万年一遇或可能最大洪水。
2 水文气象2.1 流域概况黄河发源于青海省巴颜喀拉山北麓各恣各雅山下的卡日曲。
流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东九省（区），于山东省恳利县、利津两县之间汇入渤海。
干流全长5464 km，全流域面积752443 km2。
黄河河源地区海拔在4200m以上，由于温度低，蒸发微弱，河流水量丰富。
黄河流经扎陵湖和鄂陵湖后，大部分穿行于海拔3000~4150m的高原峡谷，河道迂回曲折，两岸多湖泊、沼泽和草滩。
当河水绕过积石山，到达若而盖附近，在流经玛曲后接纳了源出四川北部水量丰富的白河、黑河，水量显著增加，成为黄河上游的主要产流区。
到唐乃亥后又折向东流经共和盆地进入龙羊峡谷，河流在该段由高原下切为深谷，两岸山势险峻，属中高山区。
黄河入龙羊峡后，流经峡谷与川地相间地段，经龙羊峡、李家峡水库调蓄后，进入公伯峡。
黄河公伯峡水电站坝址位于青藏高原东部，青海省循化县与化隆县境内黄河干流的公伯峡峡谷出口段，是龙羊峡~青铜峡河段梯级开发规划报告中的第4个大型梯级水电站。
水电站厂房设计姓名:班级:学号: 老师:一、水电站工程概况和基本资料（一）工程概况图1为某水电站的厂房布置图，它是一座以发电为主兼有防洪、灌溉、过木、供水等综合效益的县办骨干电站。
采用钢筋混凝土堆石坝，最大坝高74m，坝址以上控制流域面积3 8 3 564k m2,占全流域面积的75.3%，多年平均流量为17.6m / s水库总库容为2.783 10 m , 属多年调节。
图1厂房为坝后式，安装3台8000KW机组，总装机容量2.4 104KW，保证出力5500KV V 多年平均发电量7260 104KW h，年利用小时3025h,在系统中（地方电网）担任调峰、调相任务，并可对下游梯级进行调节，经济效益显著。
在枢纽布置上，为避免厂房、溢洪道、筏道的相互干扰，将岸坡式溢洪道布置在坝左岸的一鼻形山脊上，用钢筋混凝土挡土墙与堆石坝衔接，出口消能采用挑流形式。
过木干筏道布置在坝左岸的山坡上。
隧洞布置在坝右岸的山体中，具有导流、发电引水和放空等多种功能，即施工期用隧洞导流，并在导流洞口上的山岩中另开一洞口，与隧洞相连成为“龙抬头”形式，采用塔式进水口作为发电引水和放空隧洞的首部，水库蓄水时将导流洞口封赌。
隧洞直径为5.2m。
隧洞出口设有放空水库用的闸门。
在放空闸门上游另凿发电引水岔洞，洞径4.6m，然后以三根"2m的钢支管与机组相连。
本工程规模属大（2）型，枢纽为二等工程，电站厂房按3级建筑物设计。
二、水电站厂房主要设备1、水轮机和发电机电站最大水头H max二64.3m，加权平均水头H cp二59.63m，最小水头H min = 38.02m。
按水头范-140，单机额定出力为8333KW，该机围及装机容量，套用3台现有机组。
水轮机型号为HL220 - LJ组适用H max = 65m ，H min =38m Hp =58m，额定流量16.5m3/s，和电站水头范围比较匹配。
发电机型号为SF8000-16/3300，单机额定出力8000KW （悬式），采用密封式通风，可控硅励磁。
公伯峡水电站基本资料1 公伯峡水电站工程概况公伯峡水电站是黄河干流上游龙羊峡至青铜峡河段中，接龙羊峡、拉西瓦、李家峡之后的第四座大型梯级电站。
枢纽位于青海省循化撒拉自治县和化隆回族自治县交界处，距循化县城25km，距西宁公路里程153km（直线距离95km）。
公伯峡水电站以发电为主，兼顾灌溉及供水。
水库正常蓄水位2005m，正常蓄水位以下库容5.5×108m3，调节库容0.75×108m3，为日调节水库，水库死水位2002.0m，水库死水位以下库容4.75×108m3。
电站装机容量1500MW，保证出力495.5MW，年发电量51.4×108kW·h，可改善下游16万亩土地灌溉条件。
库区淹没耕地7585亩，迁移人口5340人。
该工程属一等大(Ⅰ)工程。
永久性挡水和泄水建筑物设计洪水标准为五百年一遇，校核洪水标准为万年一遇或可能最大洪水。
2 水文气象2.1 流域概况黄河发源于青海省巴颜喀拉山北麓各恣各雅山下的卡日曲。
流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东九省（区），于山东省恳利县、利津两县之间汇入渤海。
干流全长5464 km，全流域面积752443 km2。
黄河河源地区海拔在4200m以上，由于温度低，蒸发微弱，河流水量丰富。
黄河流经扎陵湖和鄂陵湖后，大部分穿行于海拔3000~4150m的高原峡谷，河道迂回曲折，两岸多湖泊、沼泽和草滩。
当河水绕过积石山，到达若而盖附近，在流经玛曲后接纳了源出四川北部水量丰富的白河、黑河，水量显著增加，成为黄河上游的主要产流区。
到唐乃亥后又折向东流经共和盆地进入龙羊峡谷，河流在该段由高原下切为深谷，两岸山势险峻，属中高山区。
黄河入龙羊峡后，流经峡谷与川地相间地段，经龙羊峡、李家峡水库调蓄后，进入公伯峡。
黄河公伯峡水电站坝址位于青藏高原东部，青海省循化县与化隆县境内黄河干流的公伯峡峡谷出口段，是龙羊峡~青铜峡河段梯级开发规划报告中的第4个大型梯级水电站。
