1、三峡实习报告doc葛洲坝三峡参观实习报告学 院：机电工程专 业：农业电气化与自动化班 级：农电一班 姓 名：李瑶学 号：090514411时 间：2012/10/8摘 要2012年，内蒙古农业大学机电工程学院组织09级电气专业和农业电气化与自动化专业本科生按学习计划到长江电力葛洲坝水力发电厂和三峡水力发电厂进行参观实习。本文是本人参观实习完后对葛洲坝大江电厂和二江电厂以及三峡水利工程的认识和了解。本文还详细讲叙了葛洲坝220KV和500KV开关站的分布结构和接线方式。文中主要讲述了水力发电的原理、主要设备、以及输配电的情况，还有是通过这次实习所学到的知识和对实习的总结。关键词：实习；葛洲坝；三
2、峡；水利工程；开关站 3.5 葛洲坝电厂的励磁系统18一、实习概况1.1实习名称 葛洲坝三峡水力发电厂实习1.2实习时间地点 2012年9月16日22日，共计七天，地点为湖北省宜昌市1.3实习目的意义 本次实习的重要性并不在于能够学到多少新的知识，而是在于通过参观实际的电厂，将已有的理论知识巩固并具体化。作为对课堂知识讲授的重要补充，我们在实习中通过对真实的电厂的参观，了解并熟悉本专业的现代化技术，为毕业后参加实际工作打好基础。同时通过参观实体的发电厂让我们更近一步的理解课本上的知识，也让我们认识到各种电气一次和二次设备的现实原型和在现场的接线方式和工作情况。理论与实践的结合让我们真正的了解过
3、去所学的电气知识，并加深印象。此外，参观葛洲坝、三峡这样全国闻名、举世瞩目的水利水电工程，能够有效地增进我门对本专业的自豪感，进一步深入的了解我国电力的发展现状，加强我们对专业学习的兴趣，也能因此体会到本专业对国计民生的重要性，从而促使我们在学习以及日后的工作中培养出细致、谨慎的作风。1.4 实习内容本次实习的主要场地是整个葛洲坝工程体系包括大江电厂、二江电厂、二江电厂220kV开关站、葛洲坝500kV开关站等工程。应长江电力的邀请我们实习还有幸登上了三峡大坝。实习安排如下：9月13日，从学校出发乘坐K598次列车前往湖北武昌。9月15日，来到宜昌在葛洲坝附近的一个酒店-梦圆大酒店入住。 9月
4、16日，在500kv开关站进行安全教育，介绍葛洲坝三峡电厂概述。 9月17日，参观二江电厂和220kv开关站。9月18日，前往三峡大坝参观，下午在500kv开关站上课。9月19日，参观大江电厂。9月20日，在500kv开关站上课主要讲授励磁系统、继电保护系统。9月21日，在500kv开关站上课。9月22日，参观500kv开关站，实习结束。根据葛洲坝工人师傅和带队老师商量的时间安排，虽然实习时间只有短短的一个星期，但在实习期间对我们的安排紧凑、充实，现场近距离参观和葛洲坝的员工师傅的讲课仍让我们大开眼界、受益匪浅。二、安全及厂纪教育2.1 总则为加强电力生产现场管理，规范各类工作人员的行为，保证
5、人身、电网和设备安全，依据国家有关法律、法规，结合电力生产的实际，做到安全第一、预防为主的电力生产企业原则。安全是电力生产企业永恒的主题。2.2 人身安全（1）进入生产现场必须戴安全帽；（2）进入生产现场必须与导电体保持足够的安全距离；对于不同电压等级的电气设备（带电体），在设备不停电的情况下，安全距离如表所示： 不同电压等级的安全距离 表1额定电压等级安全距离500kV5m330kV4m220kV3m110kV1.5m35kV1m10kV及以下（含发电机13.8kV）0.7m注：在事先不知设备的工作状态情况下,需将设备视为运用中的设备(全部带有电压、部分带有电压或一经操作即带有电压的设备）；
6、对机械旋转部位、运动部位也必须保持足够的安全距离。（3）电厂内栏杆不可翻越、攀爬或骑坐；（4）起重机作业的区域禁止站立和行走；（5）孔洞的盖板禁止踩踏和行走；（6）在通路狭窄、湿滑和缺乏照明的情况下，必须谨防跌倒；（7）参观时，按厂方指引的路线行走；（8）参观水坝坝面时，要走人行道，而不能走在护栏或车道上；（9）严禁在长江上游泳；最后杨工还提出了关于人身安全的“三不伤害原则”，即不伤害自己，不伤害他人，不被他人伤害。在此杨工还列举了一些不按安全生产工作而出现的安全事故，用血淋淋的例子来给我们敲响安全的警钟。2.3 设备安全要保证设备安全，对实习人员必须做到：（1）在生产现场，严禁任何人动任何设
7、备；（2）生产现场严禁吸烟、携带火种；（3）任何人不得进入厂房或生产现场的“警戒区”；（4）遇有检修试验或设备操作等情况，实习人员必须绕道而行；（5）生产场所严禁照相、录音与录影；（6）严禁实习人员将包、袋及照相、录影设备、器材等带入厂房内；（7）禁止实习人员动用生产场所的电话机。2.4 实习期间的纪律（1）所有实习人员必须遵守实习接待单位的有关各项纪律与规章制度，服从接待方的管理；（2）进出生产现场应佩带实习证或出示其它有效实习证件，自觉接受保卫人员的检查；（3）在无接待单位接待实习人员带领、监护情况下，任何实习人员均不得进入生产现场；（4）现场参观、实习过程中，任何实习人员均不得脱离自己所
8、在的编队。（5）对实习人员的着装不应有可能呗运转的机器绞住的部分，衣服袖口必须扣紧，禁止穿长衣服、戴围巾、穿拖鞋、短裤、背心、裙子、高跟鞋、辫子长发必须盘在安全帽内。三、 葛洲坝的参观实习3.1 葛洲坝概述葛洲坝水利枢纽是长江干流上修建的第一个大型水利工程，它位于长江三峡出口-南津关下游2.3公里处，上距二峡坝址38公里，下距宜昌市中心约6公里。因为坝址在江中原本有一个小岛“葛洲坝”而得名。葛洲坝和西坝两座小岛，将此处长江从右到左分为大江、二江和三江三个部分，水电厂则为大江和二江电厂，三江主要用于航运。 葛洲坝在长江水利枢纽体系中，为航运梯级的一部分，主要作用为改善从三峡工程至长江三峡出口的南
9、津关这一航段枯水期的通航条件；通过反调节的作用消除三峡工程日流量不稳定对下游航道和宜昌港的不良影响；利用峡谷河道的落差发电；为三峡工程，在技术、人员和运作上提供先行的经验。 葛洲坝运行的原则是:“航运第一，发电第二，发电必须服从航运”，共设三个船闸，即大江1号船闸，其尺寸为：长x宽x槛上水深=280x34x5米，可通行120006000吨级船队；三江2号船闸，其尺寸及通航能力同大江1号船闸；三江3号船闸，尺寸为120x18x3.5米，可通行3000吨以下的客货轮。 葛洲坝的水力发电规模远不如三峡工程，但其年发电量也有157亿千瓦时。相当于每年节省媒炭900万吨，有十分明显的经济效益。三峡工程开
10、工建设时，则为其提供了充足的电力保障。葛洲坝工程因属于低水头水利枢纽，防洪、灌溉效益不大。但随着旅游业的日益兴旺，到三峡风景区旅游的游客逐年增多，三峡工程建成以后葛洲坝的旅游效益有更大的发展。 水库的回水距离就是改善同行条件的里程由此带来的效益即为通航效益，葛洲坝水利枢纽主要带来三大效益：灌溉效益、发电效益、通航效益。 葛洲坝水利枢纽工程简介 表2项 目规 格项 目规 格大坝型式闸坝（直线坝）总装机容量271.5万kW厂房型式河床式电站厂房总装机台数21台大坝全长2606.5m过负荷运行容量288万kW大坝高度40m设计年发电量140.9亿kWh坝顶高程70m实际年发电量152162亿kWh设
11、计上有蓄水水位66m总发电量3000亿kWh校核水位67m省内电价0.159元/kWh实际运行水位6466.5m省外电价0.220元/kWh水库总库容15.8亿立方米设计年利用小时5190h设计落差18.6m水库回水距离180km最大落差27m保证出力76.8万kw葛洲坝大坝简图 图1 图中的水准点是以山东青岛的黄海为水准点。 水库调节性能:日调节(泾流式电站)； 泄水闸最大排洪能力:8.4万立方米/秒; 全部工程总体最大排洪能力:11.2万立方米/秒；全部工程动工时间:1970.12.30 第一台机组(1F)投产试运行:1981.7.31 全部机组投产:1988.12全部工程动工时间:197
12、0.12.30 第一台机组(1F)投产试运行:1981.7.31 全部机组投产:1988.12 全部工程通过国家验收:1991.11 二江电厂220kV开关站(变电站)接线方式:双母线带旁路； 二江电厂发电机与主变压器配接方式:单元接线方式； 大江电厂500kV开关站(变电站)接线方式:3/2接线； 大江电厂发电机与主变压器配接方式:扩大单元接线方式； 厂用电高压电压等级:6kV； 厂用电低压电压等级:400V;(380/220V) 工程总投资:48.48亿元（折合到70年代末的物价指数）。3.2 二江电厂电气一次部分发电厂、变电所的电气设备，按照其功能可分为两类。第一类是直接与生产或输送电能
13、有关的设备（例如：发电机、变压器、高压母线、断路器、隔离开关等），称为一次设备。第二类设备是对一次设备进行监测、控制、操作或保护的设备，称为二次设备(例如：继电保护装置、励磁调节系统、断路器操作系统、电气仪表等）。一次、二次设备互相配合，保证电力生产与输送安全可靠进行。在发电厂和变电所中，根据各种电气设备的作用和要求，按一定的方式用导体连接起来所形成的电路称为电气接线。所谓开关站就是指没有变压器在现场的变电站，二江电厂所建设的就是220KV开关站。（1）220kV开关站的接线式及有关配置a）接线方式：双母线带旁路，旁路母线分段（如下图2所示）二江电厂220KV开关站接线图 图2母线：进、出线所
14、连接的公共导体，起汇聚与分配电能（电流）作用。断路器（开关）作用：正常情况下用于接通或断开电路；故障或事故情况下用于切断短路电流。 隔离开关（刀闸）作用： 设备检修情况下，将检修部分与导电部分隔开一个足够大的（明显可见的）安全距离，保证检修的安全；正常情况下，配合断路器进行电路倒换操作；电压等级较低、容量较小的空载变压器电压互感器用隔离开关直接投切。旁路母线与旁路断路器的作用：检修任一进线或出线断路器时，使对应的进线或出线不停电。检修任一进线或出线断路器时，用旁路断路器代替被检修断路器，并由旁路母线与有关隔离开关构成对应进线或出线的电流通路。b）接线特点：旁路母线分段。双母线带旁路在电力系统的
15、发电厂、变电所的一次接线中应用很普遍，但旁路母线分段却不多见，教科书也很少介绍，这是二江电厂220kV开关站接线方式的一个特点。将旁路母线分段并在每个分段上各设置一台断路器的原因是母线上的进、出线回数多源，且均是重要电或重要线路，有可能出现有其中两台断路器需要同时检修而对应的进、出线不能停电的情况，在这种情况发生时旁路母线分段运行、旁路断路器分别代替所要检修的两台断路器工作，保证了发供电的可靠性。同时两台旁路断路器也不可能总是处于完好状态，也需要检修与维护,当其中一台检修例一台处于备用状态，这样可靠性比旁路母线不分段、仅设置一台旁路断路器高。c）开关站的主要配置：出线8回 ：18E（其中7E备
16、用）；进线7回 ：17FB（FB：发电机变压器组）；大江、二江开关站联络变压器联络线2回；上述各线路各设置断路器一台、加上母联及2台旁路断路器，共19台断路器。母线：圆形管状空心铝合金硬母线，主母线分别设置电压互感器（CVT）及避雷器（ZnO）一组。 d）开关站布置型式：分相中型单列布置（户外式）。（2）发电机与主变压器连接方式、机组及主变压器型号与参数 a）发电机与主变压器连接方式：采用单元接线方式。 b）机组及主变压器型号与参数：葛洲坝电厂水轮机参数 表3机组编号1-2#3-7#型号ZZ560-LH-1130 轴流转桨式（双调）ZZ500-LH-1020轴流转桨式（双调）额定转速546r/
17、min62.5r/min飞逸转速120r/min140/min额定水头18.6m18.6m最大水头27m27m额定流量1130 m3/s825m3/s叶片数量4片5片叶片重量40t22.5t转轮直径1130cm1020cm制造厂家东方电机厂哈尔滨电机厂葛洲坝电厂发电机参数 表4机组编号1-2#3-7#型号TS1760/200-110SF125-96/15600额定功率170MW125MW额定电压13.8kV13.8kV额定电流8125A5980A额定功率因数0.875(L)0.875(L)定子接法5Y3Y额定转子电压494V483V额定转子电流2077A1653A磁极对数5548制造厂家东方电
18、机厂哈尔滨电机厂主变压器型号及参数 表5编 号1237型 号SSP3-200000/220SSP3-150000/220额定容量200MVA150MVA电 压 比24222.5%/13.824222.5%/13.8连接组号Yo/-11Yo/-11短路电压百分数13.1%-13.8%13.1%-13.8%冷却方式强迫油循环导向风冷（改进后）强迫油循环导向风冷（改进后）制造厂家沈阳变压器厂沈阳变压器厂（3）厂用6kV系统与发电机组的配接方式：采用分支接线方式 厂用6kV系统采用单母分段接线方式，这种接线方式必须遵守三个原则：一是电源配置原则，各分段电源必须相互独立，且获得电源方向不得单一；二是负荷
19、配置原则，同名负荷的双回路或多回路必须连接于母线的不同分段上；三是段间配置原则，分段与分段间应具备相互备用功能或设置专门备用段。 分支接线是机组与主变压器采用单元接线或扩大单元接线方式下获得厂用电的一种常用方法。在有厂用分支的情况下，为保证对厂用分支供电可靠性，必须作到： 发电机出口母线上设置隔离开关； 隔离开关安装位置应正确。葛洲坝二江电厂的厂用分支就是按照上述原则进行配置的，因此，具有所要求的可靠性。（葛洲坝电厂将该分支上的降压变压器称为“ 公用变压器”）。为提高对厂用分支供电的可靠性，在 3F 6F出口母线上加装了出口断路器。这样当机组故障时出口断路器跳闸切除故障，主变压器高压断路器不再
20、分闸，不会出现机组故障对应 6kV分段短时停电情况。图中的6321、6422等是带有高压插头插座小车式断路器（这种成套配电装置3-35kV推广），高压插头插座代替隔离开关的作用。公用变压器的型号与参数（21B、24B），3F-6F出口断路器型号参数（ABB)见下表 公用变压器与出口断路器型号及参数 表6型 号S76000/13.8 型 号HECI-3-R额定容量6MVA额定工作电流9000A电压比1385%/6.3额定开断电流100kA连接组号Y/Y-12动稳定电流300kA短路电压百分数5.65热稳定电流100kA ,1S冷却方式自然油循环风冷全分闸时间60mS制造厂家衡阳变压器厂合闸时间
21、48mS使用环境户外式最大运行电压24kV（4）发电机中性点的接地方式发电机中性点经消弧线圈接地（如图3所示），发电机中性点经消弧线圈接地情况下的等效电路如图所示。发电机中性点接地图 图3发电机中性点接地等效电路图发电机定子绕组或引出线（包括分支引线）发生单相接地时，流过接地点的电容电流是超前接地相相电压90的（将电容电流参考方向选定为由设备流向地网），而流过消弧线圈的电流是滞后接地相相电压90的（参考方向与电容电流方向一致），二者正好反相。实际经验证明：若流过接地点的电流30A，则在接地点产生永久性电弧，发电机定子绕组、铁芯或有关设备将被严重烧损。10A接地电流30A，则在接地点产生间歇性电
22、弧，既会烧损设备，又会引起过电压。 由于流过消弧线圈的电流对电容电流具有抵偿（补偿）作用，合理选择补偿度k（k=IL/Idc)，就可以使得流过接地点的实际电流 (Id) 在10A以下，这样永久性与间歇性电弧均不会产生，保证了发电机定子绕组或引出线发生单相接地时，设备不受损坏。由于消弧线圈具有消除电弧作用，故因此而得名。葛洲坝电厂选取的补偿度是欠补偿。即： k=IL/Idc 1。这种补偿方式仅在发电机与主变压器采用单元接线或扩大单元接线方式条件下才可采用。3.3 大江电厂电气一次部分（1）500kV开关站接线方式及有关设备配置a）接线方式：采用3/2接线（见图）。大江电厂电气主接线图 图4选择3
23、/2 接线方式，是基于开关站重要性考虑的。因为开关站进出线回数多，且均是重要电源与重要负荷，电压等级高、输送容量大、距离远，母线穿越功率大（最大2820 MVA），并通过葛洲坝 500kV换流站与华东电网并网，既是葛洲坝电厂电力外送的咽喉，又是华中电网重要枢纽变电站。 b）布置型式：分相中型三列布置（户外式）。c）开关站有关配置：开关站共6串，每串均作交叉配置。（交叉配置：一串的2回线路中，一回是电源或进线，例一回是负荷或出线。）交叉配置是3/2接线方式普遍的配置原则，作交叉配置时，3/2接线可靠性达到最高。因为这种配置在一条母线检修例一条母线故障或2条母线同时故障时电源与系统仍然相连接，(在
24、系统处于稳定条件下）仍能够正常工作。16串的出线分别是：葛凤线、葛双 1回、葛双2回、葛岗线、葛换2回、葛换1回。其中葛凤线、葛双2回、葛岗线首端分别装设并联电抗器（DK）。因为这三回出线电气距离长、线路等效电感及电容量大，“电容效应”的影响严重，装设并联电抗器后，可以有效防止过电压的产生（ 过电压现象最严重的情况是线路空载 ）、适当地改善线路无功功率的分布、从而使系统潮流分布的合理性与经济性得到相应的改善。在此，杨工还特别强调了3/2接线方式的重要性，全世界500kV或以上的变电站都是用的这种接线方式。这种接线方式母线上各一个隔离开关，两个断路器中间两个隔离开关，两个隔离开关中间的出线上有隔
25、离开关。这种接线方式使得每条线路上有两个电流通路，大大提高了可靠性。并联电抗器的型号与参数 表7型号DKDJ-50000/500额定容量50Mvar（单相）额定电压500/1.732KV(单相)额定电流157.5A冷却方式油浸自冷使用条件户外示制造厂家西安变压器厂16串的进线分别是：8B 与10B 并联引线、12B 与14B并联引线、16B与18B并联引线、20B引线（上述各变压器共连接大江电厂14台发电机组）。例外两条进线是二江电厂220kV开关站与大江电厂 500kV 开关站两台联络变压器（251B、252B）的高压侧引出线。自耦变压器的中性点必须直接接地，这是由其工作原理及内部电路结构特
26、殊性所决定的，因此251B、252B的中性点为直接接地方式。 若自耦变压器的中性点不接地或不直接接地，在高压侧发生单相接地情况下，中性点位移，与此有自耦关系的中压或低压绕组对地电压将升高到相当高的程度，足以导致绝缘击穿、变压器损坏，并由此引起电力系统故障。中性点直接接地后，高压侧单相接地时造成单相短路故障，中性点不发生位移，继电保护装置动作切除故障或变压器本身，保证变压器绝缘不被损坏。（2）发电机与主变压器的连接方式，有关设备的型号参数a）连接方式采用扩大单元接线方式（见上图）。由于主变压器连接 2台发电机，且13串进线由二台主变压器并联，所以在发电机出口母线上设置了断路器。这样当一台发电机故
27、障时，仅切除故障发电机，本串上其他发电机仍能正常工作，最大限度保证了对系统供电的可靠性。b）有关设备的型号参数 主变压器型号与参数 表8型 号SFP-300000/500额定容量300MVA电 压 比550/13.8连接组号Y0/-11冷却方式强迫油循环导向风冷制造厂家西安变压器厂（3）发电机组制动电阻的设置a）设置制动电阻的原因大江电厂外送有功功率很大，当系统故障或出线跳闸时，原动机（水轮机）的输入功率由于惯性作用不可能迅速减小，此时发电机发出功率总和大于线路输出功率总和，机组转子的制动力矩小于拖动力矩，转子在原有旋转速度基础上加速，从而导致机组与系统不同步，造成振荡或失步，机组被迫解列，甚
28、至引起整个系统瓦解。设置制动电阻后，制动电阻在上述情况下通过继电保护或自动装置自动投入。制动电阻作为负载吸收故障时有功功率的“多余”部分，因而对转子加速起制动作用，保证机组与系统正常运行。b）制动电阻投入的时间：2S。（4）断路器形式 大江电厂500kV开关站中使用的多断口断路器，其工作原则:使每个断口工作条件均等，所采用的技术措施：一为均压，二为同步。3.4 葛洲坝200kV继电保护系统介绍（1）概述 a）什么是继电保护装置？ 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，需要向运行值班人员及时发出警告信号，或是直接向所控制的断路器发出跳闸命令，
29、以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施、用于保护电力元件的成套硬件设备，一般通称为继电保护装置；用于保护电力系统的，则通称为电力系统安全自动装置。b）继电保护的基本任务： 当被保护的电力系统元件发生故障时，将故障元件及时从电力系统中断开，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。 反应电气设备的不正常运行状态，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同(例如有无经常值班人员)，发出信号，以便值班人员进行处理。c）继电保护装置的基本要求：对电力系统继电保护的基本性能要求有可靠性、选择性、快速性、灵敏性。这些要求之间，有的相辅相成、有的相互制约，需要针对不同的
30、使用条件，分别进行协调。（2）葛洲坝200kV继电保护系统介绍目前，葛洲坝电厂大江、二江所采用的都是能达公司跟华中科技大学联合研制的WHB系列微机型发电机、变压器保护装置。所不同的是由于大江、二江电厂接线方式的差异，大江电厂将发电机保护跟变压器保护分开，而二江电厂是将发电机，变压器保护合二为一，并且采用双重化配置。3.5 葛洲坝电厂的励磁系统目前葛洲坝水力发电厂的励磁调节器有：MEC-30（老式）、IAEC-2000（新型）和GEC-300。主要是采集三相定子电压、电流、端电压Ug与Ig、有功与无功。励磁系统的主要功能：起励方式，运行方式和励磁限制。起励方式分为：恒机端电压，恒励磁电流，自动跟踪母线三种。运行方式分为恒机端电压，恒励
