葛洲坝水电站实习报告分析报告Word文档格式.docx
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(2)变电站部分
全面了解电气一次主接线及运行方式,变电站在电力系统中的作用和地位,建设的历史及发展远景,配电装置及电气设备布置;
全面了解电气二次部分控制原理;
了解电气运行管理的工作特点、任务和内容及运行管理人员的职责;
认识运行管理工作标准化内容;
认识电气运行管理的日常工作及电气运行的技术管理。
3.实习总结。
(1天)
1.4实习方式
集中实习。
采取理论讲座、现场参观、跟班运行相结合的方式。
第二章发电厂部分
2.1动力部分
一、单母线接线
只有一组工作母线的接线称单母线接线.这种接线的每回进出线都只经过一台断路器固
定接于母线的某一段上.
二、双母线接线
有两组工作母线的接线称为双母线接线.每个回路都经过一台断路器和两台母线隔离开关分别与两组母线连接,其中一台隔离开关闭合,另一台隔离开关断开;
两母线之间通过母线联络断路器连接。
有两组母线后,使运行的可靠性和灵活性大为提高.
三、一台半断路器接线
一台半断路器接线又称3/2接线,即每两条回路共用3台断路器,每串的中间一台断路器为联络断路器.正常运行时,两组母线和全部断路器都投入工作,形成多环状供电,因此,具有很高的可靠性和灵活性.
无汇流母线的主接线没有母线这一中间环节,使用的开关电器少,配电装置占地面积小,投资较少,没有母线故障和检修问题,但其中部分接线形式只适用于进出线少并且没有扩建和发展的发电厂和变电所.
四、单元接线
发电机和主变压器直接连成一个单元,再经断路器接至高压系统,发电机出口处除厂用
分支外不在装设母线,这种接线形式称为发电机——变压器单元接线。
发电机——双绕组变压器单元接线,变压器可以是一台三相双绕组变压器或三台单相双绕组变压器。
发电机和变压器容量配套,两台不可能单独运行,所以,发电机出口一般不装断路器,只在变压器的高压侧装断路器与变压器之间不必装隔离开关。
但是为了便于发电机单独试验及在发电机停止工作时由系统供给厂用电,发电机出口可装设一组隔离开关。
对200MW及以上机组,若采用封闭母线可不装隔离开关,但应装有可拆的连接片。
发电机出口也有装断路器,其主要目的是在机组启动时可从主变压器低压侧获得厂用电,在机组解、并列时减少主变压器高压侧断路器的操作次数。
发电机——三绕组变压器单元接线,考虑到在电厂启动时获得厂用电,以及在发电机停止工作时仍能保持高、中压侧电网之间的联系,在发电机出口处需装设断路器;
为了在检修高、中压侧断路器时隔离带电部分,其断路器两侧均应装设隔离开关。
当机组容量为200MW及以上时,可能选择不到合适的断路器,且采用封闭母线后安装工艺也较复杂;
同时,由于制造上的原因,三绕组变压器的中压侧不留分接头,只作死抽头,不利于高、中压侧的调压和负荷分配。
所以,,大容量机组一般不宜采用。
发电机——变压器——线路组单元接线,这种接线最简单,设备最少,不需要高压配电
装置。
它可用于场地狭窄、附近有枢纽变电所的大型发电厂,其电能直接输送到附近的枢纽变电所。
当变电所只有一台主变压器和一回线路时,可采用变压器—线路单元接线。
五、励磁系统介绍
同步发电机是电力系统的主要设备,它是将旋转形式的机械功率转换成电磁功率的设备。
为完成这一转换,它本身需要一个直流磁场。
产生这个磁场的直流电流称为发电机的励磁电流,专门为同步发电机提供励磁电流的设备,即励磁电压的建立、调整和使其电压消失的设备,统称为励磁系统。
励磁系统设备一般由两部分组成,励磁功率设备和励磁控制设备。
励磁功率设备:
向励磁系统提供电源
控制设备:
自动控制励磁系统的参数。
主要是励磁调节器
励磁系统的分类有两种分类方式。
其一是按照有无旋转励磁机来分,其二是按照功率电源的取向来分。
按照有无旋转励磁机的分类方式分为旋转励磁部分和静止励磁部分
按照功率电源的取向分类分为自励方式和他励方式
1、励磁系统的任务
(1)、电压控制
同步发电机励磁自动控制系统通过不断调节励磁电流来维持机端电压为给定水平。
(2)、控制无功功率的分配
与无限大系统并联运行的机组调节励磁电流可以改变发电机的无功功率。
但在实际运行中,与发电机并联运行的并不是无穷大系统。
改变一台发电机的励磁电流,不但影响它自己的电压与无功,也将影响与它并联的机组的无功功率。
因此,励磁自动控制系统还担负并联运行机组间的无功合理分配。
(3)、提高同步发电机并联运行的稳定性
a、励磁对静态稳定的影响
单机向无穷大系统送电的极限功率为:
Pm=EqU/X∑
六、继电保护原理介绍
一、基本概念
1.继电保护装置的定义
当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障或危及其安全运行的事件时,发出告警信号或跳闸命令,以终止这些事件发展的成套硬件设备。
保护电力元件的称继电保护装置;
保护电力系统的称安全自动装置。
为了保护电力运行设备及电力系统的正常运行,任何时候任何设备都不允许无保护状态运行。
2.继电保护装置的任务
将故障的电力设备从电力系统中切除,使其损坏程度减少到最小,保证无故障电力设备继续正常运行。
反应不正常运行状态,发信号,在无人值班的变电所,保护可作用于减负荷或延时跳闸。
3。
对继电保护装置的基本要求
选择性:
保护装置选择故障元件的能力。
即只切除故障设备或线路,以保证无故障部分正常运行。
快速性:
快速切除故障设备或线路,保证系统的稳定。
灵敏性:
对其保护范围内发生故障和不正常状态的反应能力。
可靠性:
包括安全性(即不拒动)和可信赖性(即不误动)。
安全性是指应该动作的故障不应拒动;
可信赖性是指不应该动作的故障不应误动。
第三章葛洲坝水电站
3.1电气主接线
1、大江电厂主接线介绍
葛洲坝电厂共装机21台,大江电厂安装14台机组,二江电厂安装7台机组,总容量271.5万千瓦,年均发电量157亿千瓦时。
大江电厂为扩大单元接线方式,共4个扩大单元14台机组。
500KV开关站采用3/2接线方式,六条进线六条出线,其中4条进线由大江厂房引入,2条进线通过联变从二江厂房引入,1条出线(葛凤线)送到武汉凤凰山,2条出线(葛双I、葛双II)送到荆门的双河变电站,再由姚双线与河南的姚孟电厂连接,1条出线(葛岗线)送到湖南的岗市变电站,2条出线(葛换I、葛换II)与换流站相连,再经超高压直流输电送到上海的兰桥换流站,与华东网相连。
2、3/2接线方式的特点
运行方式灵活多变,操作简便;
投资大,维护工作量大,占地面积大。
3、断路器、隔刀、地刀的编号规律
厂房为8字头,以发电机为核心
开关站为50字头,以线路为核心
与线路有关的隔刀带6字
地刀带7,靠母线侧为7,另为17
4.主接线图
2.2二江电厂主接线介绍
1、电厂概况
1970年12月30日开工,边勘测,边设计,边施工。
1980年12月24日葛洲坝电厂成立。
1981年1月截流,7月首台机组运行,1983年9月二江7台机组全部发电。
1986年6月大江首台机组运行,1988年12月大江14台机组全部发电。
总投资48.48亿元。
葛洲坝电厂现装机21台,共291万千瓦。
二江7台机组共102万千瓦,大江14台机组共188.8万千瓦。
其中1、2#机为大机,17万千瓦;
3、14#机经增容后为13.4万千瓦;
4-21#机为小机,12.5万千瓦。
葛洲坝电厂历年累计发电量达3455亿千瓦时,是我国第一座发电量达到3000亿千瓦时的电站。
葛洲坝电厂多年平均发电量157亿千瓦时。
机组年利用小时为5800小时/年(我国水电厂平均水平在3000小时/年左右,火电厂约6300小时/年)
2、主接线方式
二江电厂:
单元式接线方式,220KV开关站采用双母线带分段旁母运行方式。
一机一变一线共7台机7条出线,1个母联,2个旁路,2台联络变压器。
7条出线分别为:
葛雁(小雁溪)线、葛陈(陈家冲)线、葛远(远安)线、葛坡(长坂坡)线、葛桔(桔城变)线、葛白I(白家冲)回线、葛白II回线。
大江电厂:
扩大单元接线方式,两机一变,两变一线,共4个扩大单元7台变压器14台机组。
500KV开关站采用3/2接线方式,6条进线6条出线,其中4条进线由大江厂房引入,2条进线通过2台联络变压器从二江厂房引入。
3、主接线图
2.2励磁系统介绍
1、葛洲坝电厂励磁方式
它励:
备励系统
自并励:
20F~21F3F,14F励磁系统
交流侧串联自复励:
除上面的机组外都是
葛洲坝电厂1F~19F采用可控硅静止式交流侧串联自复励方式,其一次电源接线原理图如图2-1,阳极电压向量图如图2-2。
20F~21F采用可控硅静止式自并励方式,其一次电源接线与自复励相比,除没有CB外,其余部分都一样。
图2-1自复励系统一次电源接线原理图
图2-2自复励系统电压向量图
电压向量图忽略了变压器电阻的影响。
由向量图可知:
UY=UZB+UCB=UZB+jICBXCB
式中:
XCB为CB的电抗
自并励方式与其他励磁方式相比,设备和接线都比较简单,可靠性高,降低了造价,励磁调节速度很快,优点十分突出。
但在发电机近机端短路时,由于机端电压很低,自并励系统强励能力差,由于短路电流的迅速衰减,带时限的继电保护有可能使拒动。
交流侧串联自复励方式可以从励磁变和串联变同时获得电源,解决了发电机近机端短路时的强励问题,但由于增加了串联变,设备和接线都变得复杂了。
在实际运行中,交流侧串联自复励系统存在的缺点
(1)、串联变运行噪声很大
(2)、串联变的电抗使整流柜的可控硅换相角和可控硅的关断尖峰电压增大
(3)、由于整流柜阳极电压与发电机电压不同相位,且相位差在不同
的运行状况下也不相同,故励磁调节器只能在整流柜阳极采取同步电压信号,而整流柜阳极的交流波形很差,可能使同步采样出现错误。
2.3电厂保护介绍
一.大江厂房介绍
厂房保护装置主要有
机组保护装置
主变单元保护装置
厂用变保护装置
1.机组保护:
主要故障类型:
定子绕组相间短路,定子绕组同一相匝间短路,定子绕组接地故障,转子一点、两点接地故障,转子回路低励或失去励磁电流。
不正常工作状态:
过负荷,定子绕组过电流,定子绕组过电压,三相电流不对称,失步,过励磁等
机组保护配置情况
大江电厂机组保护装置为能达公司生产的WYB-021型微机继电保护装置,包括子一系统、子二系统、管理机及出口层。
2.保护的作用及原理
(1)纵差保护:
反应发电机线圈及其引出线的相间短路。
(2)不对称保护:
用于反应定子绕组同一相或分支短路。
(3)失磁保护:
反应发电机端测量阻抗,作为发电机全失磁或部分失磁保护,三个判据①静稳阻抗判据;
②无功方向判据;
③变励磁电压判据。
(4)过电压保护:
用于反应发电机突然甩掉负荷时引起定子绕组过电压。
(5)低压过流保护:
用于反应发电机外部短路引起的过电流及负荷超过发电机额定容量引起的三相对称过负荷。
(6)负序过流保护:
用于反应外部不对称短路或不对称故障引起的过电流及过负荷。
(7)转子过流保护:
用于反应励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷。
(8)串并变过流保护:
用于反应励磁用串并变发生故障引起的过电流。
3.发电机纵差保护
4.发电机横差保护
保护范围:
反应发电机定子绕组的一相匝间短路和同一相两并联分支间的匝间短路。
对于绕组为星形联接且每相由两个及以上并联引出线的发电机均需装设横差保护。
优点:
横差保护接线简单,能灵敏反应定子绕组匝间、分支间短路故障。
缺点:
在定子绕组引出线或中性点附近发生相间短路时,两中性点连线中的电流较小,横差保护可能不动作,出现死区,可达15%-20%。
5.失磁保护
反应发电机转子回路励磁电流减少或消失。
PT发生断线及系统非对称性故障时,失磁会误动,因此需要加负序电压闭锁。
动作后果:
跳出口开关、灭磁、停机、
发电机失磁对系统的主要影响:
1.发电机失磁后,不但不能向系统送出无功功率,而且还要从系统中吸取无功功率,将造成系统电压下降。
2.为了供给失磁的发电机无功功率,可能造成系统中其他发电机过电压。
发电机失磁对自身的主要影响:
1.发电机失磁后,转子和定子磁场间出现了速度差,并在转子回路中感应出转差频率的电流,引起转子局部过热。
2.发电机受交变的异步电磁力矩的冲击而发生振动,转差率越大,振动也越厉害。
发电机失磁是一个相对缓慢的过程,其保护出口时间较长,因此不能作为发电机的主保护。
发电机主保护为差动保护、匝间保护或横差保护。
6.过电压保护
由于水轮发电机的调速系统惯性较大,动作缓慢,因此在突然甩去负荷时,转速将超过额定值,此时机端电压可能高达额定电压的1.8-2倍,将造成定子绕组绝缘损坏。
跳出口开关、停机、灭磁
7.主变零序保护
反应变压器高压侧绕组引出线和220KV母线的接地故障,并作为相邻线路及变压器本身主保护的后备保护。
动作后果:
I段跳母联开关
II段跳出口开关、跳主开关、跳
厂变开关、停机、灭磁
8.自用变零序及过流保护
反应自用变低压侧的接地故障及自用变高、低压侧及其引线发生的故障。
I段跳自用变开关DK4401
II段跳出口开关、停灭磁
9.厂变速断、厂变过流保护
反应厂用变高、低压侧单相、相间及三相故障
跳厂变高压侧开关,并利用高压侧开关的闭接点,联跳低压侧开关
10.定子一点接地保护
反应发电机定子及其引出线发生的一点接地故障。
利用三次谐波电压构成的定子接地保护,保护范围是靠近中性点侧20%-25%部分,利用基波零序电压构成的定子接地保护,保护范围是靠近极端侧85%-90%,由此构成100%定子接地保护
葛洲坝电厂属小接地电流系统,在发生定子一点接地故障后,还可以继续运行1-2小时,不必立即停机处理,但是为了防止故障扩大至两点接地或多点接地短路故障,须迅速判明故障状况,视情况而定是否需申请停机处理。
延时5s发报警信号
11.转子一点接地保护
反应发电机转子及其引出线发生的一点接地故障。
采用变极性原理,通过加在转子回路上的方波,提高转子不同位置发生接地保护的动作灵敏度。
延时5s发信号
转子两点接地的危害:
(1)转子绕组的一部分被短路,另一部分电流增加,破坏了发电机气隙磁场的对称性,引起剧烈振动,无功出力降低
(2)转子电流通过转子本身,造成转子磁化
(3)转子局部受热,发生缓慢变形而偏心运转
12.PT断线保护
PT断线保护原理为自产零序电压与PT开口三角零序电压平衡原理
表示PT断线
发生PT断线时,阻抗保护可能误动,需要闭锁阻抗保护(失磁保护)
13.CT断线保护
CT断线时,差动保护可能误动,同时CT工作在异常状态,需要闭锁差动保护,并发断线告警信号
为A相断线。
延时5-8s发信号
15.瓦斯保护
瓦斯保护是变压器的主保护,能有效地反映变压器内部故障。
轻瓦斯继电器由开口杯、干簧触点等组成,作用于信号。
重瓦斯继电器由挡板、弹簧、干簧触点等组成,作用于跳闸。
正常运行时,瓦斯继电器充满油,开口杯浸在油内,处于上浮位置,干簧触点断开。
变压器内部故障时,故障点局部发热,引起油类溶解的空气逸出,同时,由于电离作用变压器油和其他杂质分解,形成气泡上升,进入瓦斯继电器的开口杯中,开口杯于是上浮,带动干簧触点接通,发出信号。
当变压器内部故障严重时,产生强烈的瓦斯,使主变压器内部压力突增,产生很大的油流向油枕方向冲击,因油流冲击挡板,挡板克服弹簧的阻力,使干簧触点接通,作用于跳闸。
差动保护不能代替瓦斯保护,因为差动保护不能反应铁心过热、油面下降等故障,当变压器绕组发生少数线匝的匝间短路时,虽然短路匝内短路电流很大,并会造成局部绕组严重过热,产生强烈的油流冲击,但表现在相电流上却并不大,因此差动保护没有反应。
而瓦斯保护却能灵敏反应。
2.4.主变保护介绍
1.主要故障类型
内部故障:
各相绕组之间发生的相间短路,单相绕组部分线匝之间发生的匝间短路,单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障。
外部故障:
绝缘套管闪络或破碎而发生的单相接地短路,引出线之间发生的相间故障。
2.不正常工作状态:
外部短路或过负荷引起的过电流,油箱漏油造成的油面降低,变压器中性点电压升高,外加电压过高或频率降低引起的过激磁等。
3.机组保护配置情况
第一、四单元保护装置为能达公司生产的WYB-3C型微机变压器保护装置,第二、三单元保护装置为南自厂生产的WBZ-500H型微机变压器保护装置。
4.保护的作用及原理
(1)差动保护:
采用差电流原理。
构成:
比例制动差动保护+二次谐波制动+五次谐波制动+差速断,反应变压器绕组和引出线的多相短路,大接地电流电网侧绕组和引出线接地短路以及绕组匝间短路。
为了避免由于各个电流互感器的饱和特性和励磁电流不同及其他原因引起不平衡电流造成保护误动而设置比例制动。
在变压器空载投入或外部短路故障切除后,电压恢复过程中,变压器一侧会产生激磁电流,此电流二次谐波分量含量多,此时设置二次谐波制动以防保护误动。
由于发电机励磁系统的误操作或失调,或电力系统的不正常运行,激磁电流中五次谐波电流分量很大,所以取五次谐波制动以防保护误动。
对于大型变压器,为防止在较高的短路水平时,由于电流互感器饱和时高次谐波量增加,产生极大的制动力矩而使差动元件拒动,设置差速断快速动
复合过流:
由一个负序电压继电器和一个接在相间电压上的低电压继电器共同组成的电压复合元件,两个继电器只有一个动作,同时过电流继电器也动作,装置即启动。
过激磁:
大型变压器的额定工作磁密和它的饱和工作磁密相差不大,据B=KU/f,当U/f增加时,工作磁密B增加,当铁心饱和后,励磁电流急剧增大,造成变压器过激磁,此时应装设过激磁保护。
重瓦斯:
变压器的主要保护,能有效反应变压器内部故障
5.厂用变保护:
差动、速断、过流、过激磁、瓦斯保护等。
第四章三峡电站
三峡工程大坝坝址选定在宜昌市三斗坪,在已建成的葛洲坝水利枢纽上游约40公里处。
坝址区河谷开阔,两岸岸坡较平缓,江中原有一小岛(中堡岛),具备良好的分期施工导流条件。
枢纽建筑物基础为坚硬完整的花岗岩体。
修建了宜昌至工地长约28公里的专用高速公路及坝下游4公里处的跨江大桥——西陵长江大桥。
还修建了一批坝区码头。
坝区具备良好的交通条件。
重要水工建筑物
1.1大坝
拦河大坝为混凝土重力坝,坝长2309米,坝顶高程185米,最大坝高181米。
泄洪坝段位于河床中部,总长483米,设有22个表孔和23个泄洪深孔,其中深孔进口高程90米,孔口尺寸为7×
9米;
表孔孔口宽8米,溢流堰顶高程158米,表孔和深孔均采用鼻坎挑流方式进行消能。
电站坝段位于泄洪坝段两侧,设有电站进水口。
进水口底板高程为108米。
压力输水管道为背管式,内直径12.40米,采用钢筋混凝土受力结构。
校核洪水时坝址最大下泄流量102500立方米/秒。
1.2水电站
水电站采用坝后式布置方案,共设有左、右两组厂房和地下厂房。
共安装32台水轮发电机组,其中左岸厂房14台,右岸厂房12台,地下厂房6台。
水轮机为混流式,机组单机额定容量70万千瓦。
1.3通航
建筑物通航建筑物包括永久船闸和升船机(技术公关中,计划用螺旋杆技术取代原计划的钢缆绳提升技术),均位于左岸。
永久船闸为双线五级连续梯级船闸。
单级闸室有效尺寸为280×
34×
5米(长×
宽×
坎上最小水深),可通过万吨级船队。
升船机为单线一级垂直提升式设计,承船厢设计有效尺寸为120×
18×
3.5米,一次可通过一条3000吨的客货轮。
承船厢设计运行时总重量为11800吨,总提升力为6000牛顿。
1.4三峡大坝的三大效益:
防洪,通航,发电。
1.4.1防洪
兴建三峡工程的首要目标是防洪。
三峡水利枢纽是长江中下游防洪体系中的关键性骨干工程。
经三峡水库调蓄,在上游形成库容为393亿立方米的河道型水库,可调节防洪库容达221.5亿立方米,能有效地拦截宜昌以上来的洪水,大大削减洪峰流量,使荆江河段防洪标准由现在的约十年一遇提高到百年一遇。
遇千年一遇的特大洪水,可配合荆江分洪
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- 葛洲坝 水电站 实习 报告 分析