喜河水电厂生产实习报告.pdf

一、实习目的：通过实习，使学生认识和熟悉变电站，发电厂（水电厂，火电厂）的设备， 掌握发电厂的电能生产过程，了解水利枢纽的组成及应用情况，了解主要热力设备的工作原理和设计运行情况，使学生获得电厂运行和生产管理经济管理方面的实际知识，了解设计生产运行的关系，培养和提高学生运用所学理论和知识分析和解决生产实际问题的能力，为后续专业课的学习和毕业设计奠定一个良好的基础，也可为毕业设计 （论文） 的选题和收集资料进行一定的工作。二、生产实习时间：2011 年 7月 5 日 2011 年 7 月 14 日三、实习单位：喜河水电厂四、实习内容：实习开始前， 老师给我们开了一次实习动员大会，向我们介绍了实习目的和要求。 在动员会上老师又向我们介绍了下学期将要学习的专业课，并要求我们在实习期间带上这些课本并随时翻阅，了解其中知识， 这些书有发电厂电气部分， 电力系统自动装置原理，继电保护原理， 以及我们上学期学过的动力设备和高电压技术，还有由西安交通大学李朝阳教授编写的专门针对实习的教材发电厂概论。这些书我都一一找到并对其中的具体内容做了大致了解。水电站建筑物有挡水建筑物：用于拦蓄河水，集中落差，形成水库，如大坝，水闸等 泄水建筑物：用于下泄多余的洪水，或者放水以降低水库水位，如溢洪道，泄水孔等。水电站进水口：将发电用水引入引水道水电站引水建筑物：将已引入的发电用水输送给、水轮发电机组，如渠道隧洞和压力水管等。平水建筑物： 当水电站负荷变化时，用于平稳引水道中流量及压力的变化，如前池调压室等；尾水道：通过它将发电后的尾水自机组排向下游；发电变电和配电建筑物：包括安装水轮发电机组及其控制设备的水电站厂房， 安放变压器及高压开关设备的水电站升压开关站。为水电站的运行管理而设置的必要的辅助性生产，管理及生活建筑设施高压设备的变配电所应具备以下的安全用具1、 高压绝缘拉杆，绝缘夹钳；2、 高压检电器和低压检电笔3、 绝缘手套，绝缘靴鞋及绝缘台垫4、 有足够数量的接地线5、 各种标识牌；6、 各种登高作业的安全用具，如安全腰带、绝缘绳、安全帽等设备1、 变压器变压器的功能主要是：电压变换，电流变换，阻抗变换；隔离（磁饱和变压器） ；自耦变压器；高压变压器（干式和油浸式）等，变压器常用的铁芯形状一般有E 型和 C 型，XED 型，ED 型，CD 型。变压器安用途可以分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器， 组合式变压器、干式变压器、 单相变压器、 电炉变压器、整流变压器、 电抗器、 抗干扰变压器、 防雷变压器、 箱式变压器、试验变压器、转角变压器、大电流变压器、励磁变压器变压器的最基本形式，包括两组饶有导线的项圈，并且彼此以电感方式称合在一起，当一交流电流（具有某一已知频率）流于其中之一组线圈式，于另一组线圈中将感应到具有相同频率的交流电压，而感应电压的大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度。2、 断路器断路器按其使用范围分为高压断路器和低压断路器，高低压界限划分比较模糊，一般3KV 以上的称为高压电器。低压断路器又称自动开关，俗称“空气开关”，也是指低压断路器。它是一种具有手动开关作用，又能自动进行失压欠压、过载和断路保护的电器，它可用来分配电能， 不频繁的启动异步电动机对电源线路及电动机等实行保护，当他们发生严重的过载或者短路及欠压的故障时自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关或过欠热继电器的的组合。而且在分段故障电流后一般不需要变更零部件，已获得了广泛的使用3、 互感器互感器是按比例变换电压或电流的装备。其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准的低电压（ 100V） 或标准小电流 （5A或 10A，均值额定值）以便实现测量仪表，保护设备及自动控制设备的标准化小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。按比例变换电压或电流的设备4、 隔离开关隔离开关是高压开关电器中使用最多的一种电器，是在电路中起隔离作用的， 它本身的工作原理及结构比较简单，但是就由于使用量大，工作可靠性要求较高，对变电所电厂的设计、建立和安全运行的影响较大、 刀闸的主要特点是无灭弧功能，只能在设有电流的情况下分合电路5、 电抗器最通俗的讲， 能在电路中够起到阻抗在的作用的东西，就是电抗器，电力网中所采用的电抗器实质上是一个无导磁材料的空心线圈，它可以根据需要布置为垂直水平和晶字形三种装配形式。在电力系统发生短路时，会产生数值很大的短路电流，如果不加以限制。要保持电器设备的动态稳定和热稳定是非常困难的。因此， 为了满足某些断路器遮断容量的要求，常在出线断路器处串联电抗器，增大断路阻抗，限制短路电流。6、 母线的型式按用途趟母线槽一般由始端母线槽，直通母线槽 （分带插孔和 不带插孔两种） 、L 型垂直（水平）弯通母线、Z 型垂直（水平）偏置母线、 T 型垂直（水平）三通母线、X 型垂直（水平）四通母线、变容母线槽、膨胀母线槽，终端封头，终端接线箱，插接箱，母线槽有关附件及紧固装置等组成。母线槽按绝缘方式可分为空气式插接母线槽、密集绝缘母线槽和高强度插接母线槽三种。电气主接线常见8 种接线方式：1、 线路变压器组接线线路变压器组接线就是线路和变压器直接相连，是一种最简单的接线方式。线路变压器组接线的优点是断路器少，接线简单，造价省。相应 2 器将被迫停运，对变电所的供电负荷影响较大。且较适合用于正常二运一备的域区中心变电所2、 桥型接线桥型接线采用4 个回路 3 台断路器和6 个隔离开关，是接线中断路器数量较小，也是投资较省的一种接线方式，根据桥型断路器的位置又可分为内桥和外桥两种。若为了在检修断路器时不影响和变压器的正常运行， 有时在桥型外附设一组隔离开关，这就成了长期开环运行的四边形接线3、 多角形接线多角形接线就是将断路器和隔离开关相互连接，且每一台断路器两侧都有隔离开关，由隔离开关之间送出回路。4、 单母线分段接线就是讲一段母线用断路器分为两段，它的优点是接线简单，投资省，操作方便，缺点是母线故障或检修是就要造成部分回路停电。5、 双母线接线就是将工作线、 电源线和出线通过一台断路器和两组隔离开关连接到两组（一次/二次）母线上，且两组母线都是工作线，而每一回路都可通过母线联络断路器并列运行。6、 双母线带旁路接线就是在双母线接线的基础上，增设旁路母线。7、 双母线分段带旁路接线就是在双母线带旁路接线的基础上，在母线上增设分段断路器，它具有双母线带旁路的优点，但投资费用较大，占用设备间隔较多。8、3/2(4/3) 断路器接线就是在每3（4）个断路器中间送出2（3）回回路，一般只用于 500KV 电网的母线主接线。水电站的防雷保护措施在水电站防雷保护设计中，应根据雷电活动情况、地形、地质、气象 情况以及电网结构和运行方式等，结合运行经验进行主要分析和技术经济比较，符合电力系统和电力设备安全经济运行的要求，雷电活动特别强烈的地区，还应根据当地实践经验适当加强防雷措施1、 直击雷保护2、 感应雷保护3、 雷电侵入波的保护水电站主要避雷施设1、 避雷针2、 避雷线3、 保护间隙4、 管型避雷器5、 阀式避雷器实习最初我们对安规进行了学习：1. 一般安全措施a. 任何人进入生产现场都应该戴安全帽,穿工作服 .在生产厂区不要靠近转动的机器 . b. 变配电站及发电厂遇有电气设备着火时,应立即将有关设备的电源切断,然后进行救火,消防器材的配备,使用 ,维护 ,消防通道的配置等应遵守dl5027-1993的规定 . c. 所谓运行中的电气设备是指全部带有电压,一部分带由于电压或一经操作即带电的电气设备. d. 电气设备分为高压电气设备和低压电气设备,高压电气设备为电压等级在 1000v 以上的 ,低压电气设备为电压等级在1000v 以下的2: 高压设备工作的基本要求a 无论高压设备是否带电,工作人员不得单独移开或越过遮拦进行工作,若有必要移开遮拦时,应该有监护人在场,并且要符合安全距离; 10kv 的安全距离为0.7m 35kv 的安全距离为1.0m, 110kv 的安全距离为1.5m, 220kv 的安全距离为3.0m b 高压电气设备的绝缘部分禁止用手触摸. c 高压设备发生接地时,室内不得接近故障点4m 以内 ,室外不得接近故障点 8m 以内 ,进入上述范围人员应穿绝缘靴接触设备的外壳和构架时,应戴绝缘手套 . 3 保证安全的技术措施a 检修设备停电时应该把各方面的电源完全断开(任何运用中的星型接线设备的中性点,应视为带电设备).禁止在只经断路器断开电源的设备上工作.应拉开隔离开关,手车开关应拉至实验或检修位置,应使各方面有一个明显的断开点 ,与停电设备有关的变压器和电压互感器,应将设备各侧断开,防止向停电检修设备反送电. b 检修设备和可能来电侧的断路器,隔离开关应断开控制电源和合闸电源,隔离开关操作把手应锁住确保不会误送电. c 当验明设备确已无电压后,应立即将检修设备接地并三相短路,电缆及电容器接地前应逐相充分放电,星形接线电容器的中性点接地串联电容器及与整组电容器脱离的电容器应逐个放电,装在绝缘支架上的电容器外壳也应放电 . 4 带电作业a 在带电作业过程中如设备突然停电,作业人员应视设备仍然带电,工作人 员应尽快与调度联系,值班调度员未与工作负责人取得联系前不得强送电. b 带电断 .接耦合电容器时,应将其信号接地刀闸合上并应停用高频保护,被断开的电容器应立即对地放电. 5 事故的紧急急救a 当有人触电时应立即要让触电者脱离电源,进行急救b 如果触电者的衣服是干燥的,又没有紧缠在身上,可以用一只手抓住他的饿衣服拉离电源.因触电者的身体是带电的,所以救护人不得接触触电者的皮肤,也不能抓他的饿鞋. c 如果发生高压触电时,抛掷裸金属线使线路短路接地,迫使保护装置动作,断开电源 .注意抛掷金属线之前,应将金属线的一端固定可靠接地,然后另一端系上重物抛掷,注意抛掷的饿一端不要接触到触电者的身体和其他人.另外 ,抛掷者抛出线后,要迅速的离开接地的金属线8 米以外或双腿并拢站立,防止跨步电压伤人.在抛掷短路线时,要注意防止电弧伤人或断线危及人员的安全. 接下来我们又了解了喜河水电厂的概况，喜河水电站位于汉江上游陕西省石泉县喜河镇附近，距上游石泉水电站46km ， 距下游安康水电站约150km。施工是预计四年完成，但工期在两年半即已建成。07 年发电， 3 台单机容量6 万千瓦的发电机，总装机容量为18 万千瓦。为轴流转桨式机组，轴流转 桨式机组的特点是效率高，过流量大，叶片可调，随水量大小，雨季不同调整发电量。它的年发电量为4.8 亿度，年利用小时数2710h。承担系统的调频任务， 将担负陕西省电网部分调峰、填谷和事故备用任务。水轮机在几分钟之内就可以开机，这是水轮机优于汽轮机的地方。拦河坝河床式电站，混凝土碾压而成。坝程高367.8 米，坝长 352 米，坝顶长346 米，实际坝高62.8 米，库容为1.67 亿立方米，可调库容0.22 亿立方米。为日调节水库，可抵御一个小时的洪水。330kV GIS 布置在大坝右岸GIS 楼三楼断路器层，由西安高压断路器股份有限公司生产，共有 9 个间隔， 其中 1、5、8 为主变压器进线间隔，2、 9 为出线间隔，3 为喜安线3311 断路器间隔，7 喜洋线 3312 断路器间隔， 4 为安喜洋线路联络3310 断路器间隔， 6 为避雷器、 电压互感器间隔。 3 台发电机和主变压器以组联单元方式接入330kV GIS系统。3 台主变压器布置在GIS 楼一楼主变压器室内，通过主变压器高压侧母线筒与三楼 GIS 设备层的 1、 5、8 间隔连接， 2、 9 出线间隔送至GIS楼顶与出线场设备连接。330kV GIS 主要技术参数如下：额定电压： 330kV 额定频率： 50Hz 额定电流： 2000A 额定短路开断电流：40KA 短时耐受电流：40KA 一分钟工频耐压试验电压：510Kv 雷电冲击耐受电压相对地 1175kV 另外我们又了解了一些喜河水电厂的缺点。第一个缺点就是喜河水电厂330kV 主接线是发电机变压器单元接线，接入倒三角形的母线。由于这种接线方式运行可靠性极低，任一台变压器故障都会导致全厂停电，与系统解列。我厂机组年利用小时较低，在固定运行方式下，三台主变压器均处于带电状态， 而大部分时间主变压器在空载运行，空载损耗大。 任一台主变压器检修或故障消除投运操作时，均需全厂停电。 且当同时投入三台空载变压器时，激磁涌流较大， 影响变压器保护和系统的稳定运行。第二个缺点就是它的发电机出口开关为真空开关，价格便宜， 但为了省者一点点小钱导致后期更严重的浪费，现在又将其换成ABB 的 SF6 开关。还有一点就是设计人员在进行潮流计算时，计算失误， 误认为喜河电厂为线路的末端，故设备中安装了许多电抗器，但实际上喜河电厂不是线路末端，导致了这些电抗器闲置于电厂内，并没投入使用，还要对其进行维护，这使得资金的极大浪费。从以上几点有关喜河电厂的设计不足，我们知道作为一名设计人员团，应秉持认真负责的态度，决不能为省眼前的小利而损害了将来的大利。应以安全稳定为首位，经济性放于其次。在这里我们了解最多的就是喜河水电厂330kV GIS主接线改造设计及方案优化 。330kV 主接线是发电机变压器单元接线，接入倒三角形的母线。由于这种接线方式运行可靠性极低，任一台变压器故障都会导致全厂停电，与系统解列。 结合我厂两次全厂停电事故分析，极有必要对330kV 主接线进行改造， 根据喜河水电厂的主接线结构图及布置情况，现初步拟定改造方案如下：原有喜安、喜洋两条出线不变，喜安、喜洋及联络断路器不变，分别在三台主变压器高压侧母线筒与隔离刀闸之间加装一台与GIS 配套的 SF6断路器和一组隔离刀闸，并在主变压器高压侧加装一组避雷器。如图所示 （虚线框为拟加装断路器、隔离刀闸、避雷器及电流互感器）此方案是在主变压器高压侧母线筒GIS 层位置共加装三台SF6断路器、三组三绕组电流互感器、三组隔离刀闸及三组避雷器。根据继电保护、 监控系统需要， 还应在 GIS 层空闲地方加装一面直流分盘、三面断路器保护盘及一面 LCU监控盘。缺点：1） 一次性投资较大。由于要加装三台断路器、三组隔离刀闸、 三组电流互感器及三组避雷器，改造费用大。2）改造时间较长。大约每台断路器改造需要一周时间，由于我厂主接线结构， 在改造其间， 三台主变压器汇流主母线必须停电，这将造成全厂与系统解列，三台发电机也无法运行。因此，要合理安排改造计划时间。优点：1） 提高供电可靠性。由于每台主变压器高低压侧都有断路器，所以任一台主变压器故障只跳本主变压器两侧断路器，不影响其它发电机主变压器运行，不会造成全厂停电事故。运行操作方便。 任一台变压器投运或撤运时，只需操作相关主变压器两侧断路器，简单方便，便于实现无人值班。2） 降低厂用电率。 原主接线方式， 三台主变压器均处于带电运行状态。我厂机组年利用小时较低，大部分时间主变压器在空载运行，空载损耗大。 若采用此主接线改造方案，则可用一台主变压器带厂用电源，另一台主变压器和外来电源可作为备用电源，减少两台主变压器的空载损耗。3） 提高机组并网运行的可靠性。由于我厂是陕南330kV 主干网的重要电源点，担负电网部分调峰、填谷和事故备用任务，开停机次数极为频繁，机组并网依靠发电机出口断路器进行。而我厂的发电机出口断路器为真空断路器，不适宜频繁分合操作，若采用此主接线改造方案，可利用主变压器高压侧断路器进行并网操作（带厂用电的一台主变压器则需用发电机出口断路器并网运行）。4） 为将来发电机出口断路器改造减少工程量。由于发电机出口断路器为真空断路器，不适宜频繁分合操作。我厂以后可将发电机出口断路器更换为ABB公司生产的10kV SF6断路器，这样就只对带厂用电的一台主变压器低压侧断路器进行改造， 其它两台主变压器低压侧真空断路器可作为隔离刀闸使用。相应减少了10kV断路器改造费用。改造设计主接线方式喜河水电厂设备概况：1.发电机型号，额定容量等铭牌参数（厂家：东方电机股份有限公司）1.1型号 SF60-52/9500 1.2额定容量（ Ps） 68571.43kvA 1.3额定功率（ Pn） 60000 kw 1.4额定电压（ Un） 10500 V 1.5额定电流（ In ） 3770 A 1.6功率因素（ COS ） 0.875 1.7相数 3 1.8额定转数 115.4r/min 1.9飞逸转数 275r/min 1.10额定频率 50Hz 1.11旋转方向俯视顺时针1.12定转子绝缘 f级1.13发电机纵轴同步电抗Xd: 1.047 1.14发电机纵轴暂态电抗Xd: 0.2836 1.15发电机横轴次暂态电抗Xd: 0.2132 1.16发电机横轴同步电抗Xq: 0.6535 1.17发电机横轴次暂态电抗Xq: 0.2403 1.18发电机负序电抗Xz: 0.2263 1.19机组惯性时间常数Tj,Tj可用轴系转动惯性量Mj 代替11200 T.m21.20发电机反时限过激磁特性曲线：无数据2励磁机的型号、额定名牌参数2.1喜河水电厂机组励磁方式为静止可控硅励磁。2.2励磁绕组时间常数（定子开路时）Td0： 5.06 2.3纵轴阻尼绕组时间常数（励磁绕组短路，定子绕组开路时）Td0：0.0604 2.4横轴阻尼绕组时间常数（定子绕组开路时）Tq0：0.1419 2.5定子绕组热容量常数Kic ：无2.6转子表层承受负序电流能力的常数A ：无3. 调速器型号、额定参数（厂家：武汉事达电气股份有限公司）3.1调速器型号：DFWST100-6.3-STARS 3.2正常工作油压：6.3Mpa 3.3主配压阀直径：100/ 70 3.4主配压阀行程：±10 3.5直流操作电源：DC/DV220 3.6机械柜总重量：1.5 吨4. 水轮机型号、额定参数（厂家：东方电机股份有限公司）4.1水轮机型号 : ZZD394-LH-580 4.2最大水头 : 32.5米4.3设计水头 : 25米4.4最小水头 : 13米4.5额定流量 : 269.32m3/s 4.6额定功率 61.5MW 4.7额定转速 115.4 r/min 4.8飞逸转速 : 协联工况： 245r/min 非协联工况： 275 r/min 4.9额度效率 : 93.3% 4.10旋转方向 : 俯视顺时针5变压器型号，额定容量（厂家：特变电工股份有限公司新疆变压器厂）5.1 主变压器：SFP10 75000/330 额定容量： 75000KVA 额定电压： 363± 2.5 /10.5 绕组最高工作电压（高压/ 低压） : 363/12 KV 频率 :50Hz 接线组别 : Yn.d11 阻抗电压KV （主分接、额定电流下）: 14 15冷却方式 : 强迫油循环风冷效率 : 99.6导线材料 : 铜线圈使用油号 : 25 号变压器油变压器变比，短路电压百分数、短路损耗、空载损耗变比（ KV） ：363±2.5 /10.5 短路电压百分数：无短路损耗：无空载损耗： 61KW 负载损耗： 240KW 变压器反时限过激磁特性曲线：无变压器中性点设备参数（包括中性点接地保护CT变比等）电流互感器LRB 35 变比 100/1(A) 5.2 厂用变压器：SCB9 1000/10.5 额定容量： 1000KVA 额定电压： 10.5KV/400V 额定电流： 55/1443 A 相数：三相联结组别标号：Dyn11 绝缘等级： F 分接范围： 10.5 ±2x2.5% 5.3 励磁变压器型号 ZSC9-1250/10.5 额定容量： 1250KVA 额定电压： 10.5KV 额定电流： 68.7A 绝缘等级： F 绝缘水平：LI78/AC38/AC 接线组标号：Yd11 冷却方式： AN/AF 型式：干式三相变比 : 10.5kV/0.5kV 安装位置 : 下游副厂房励磁变的副边每相分别采用2 根 150mm2的交联阻燃电缆连接到2 个功率柜的各相。6. 330kV并联高抗场设备6.1 330kV 高压隔离开关（西安高压隔离开关厂产品）型式：户外单柱垂直伸缩式型号： GW10-363 额定电压： 330kV 最高电压： 363kV 额定电流： 1600A 相数： 1 动稳定电流： 100kA 热稳定电流有效值：40kA（3s）6.2 避雷器（西安电瓷研究所产品）型式：户外单相氧化锌避雷器型号： Y10W5-312/760 系统标称电压： 330kV 额定频率： 50Hz 相数： 1 避雷器额定电压： 312kV 避雷器持续运行电压： 237kV 标称放电电流： 10kA 雷电冲击残压： 200kV 避雷器应带有在线监测仪6.3 避雷器（西安电瓷研究所产品）型式：户外、单相、氧化锌避雷器型号： Y1W5-73/200 系统标称电压： 110kV 额定频率： 50Hz 相数： 1 避雷器额定电压： 73kV 标称放电电流： 1kA 避雷器设动作电流数值和次数记录器7电气保护设备统计序号设备名称型号数量生产厂家1 330KV主变压器保护RCS 978C 5 南京南瑞RCS 974A 3 2 330KV主变压器保护RCS 978HB 1 3 330KVGIS保护RCS 915E 2 4 330KV短路器保护RCS 921A 3 RCS 922 4 6 330KV高频保护RCS 902B 2 7 330KV并联电抗器和中性点电抗器保护WDK 600 2 国电南自8 330KV线路远方跳闸保护CSC-125A 4 北京四方9 330KV线路光纤差动保护WXH 803 2 许继11 发电机组保护WFB 811 3 许继12 厂用变保护WCB 821 3 许继13 330KV系统故障录波器装置DRL600 2 国电南自16 系统稳定控制装置1 南京南瑞17 相量测量装置PMV 1 南京南瑞五、心得体会实习中我们虚心向电厂技术人员和工人师傅学习，向实践学习， 发扬理论联系实际的优良学风，并努力培养自己的劳动观念，积极参加值班劳动，通过实习我们深刻的了解电能生产的全过程及主要电气设备的构成、型号、参数、结构、布线方式，对电厂生产过程有一个完整的概念。熟悉了该电厂的主接线连接方式，运行特点； 初步了解电气二次接线、继电到户及自动装置，巩固和加强所学理论知识，为今后走上工作岗位打下来良好基础。同时学习工人阶级的优秀品质，做到行动军事化，生活集体化， 培养正确的劳动观念，为今后走向基层， 服务基层奠定思想基础。深刻了解发电厂主要设备：包括发电机、变电所、断路器、互感器、隔离开关、电抗器、母线的型式、构造特点。 主要参数及作用，对其他辅助设备也有所了解，深刻了解电气一次部分， 为以后的学习使用乃至毕业设计及论文收集整理资料，打下坚实的基础。通过这次实习， 我们不仅将学校的理论知识与具体生产实践结合了起来，而且通过师傅们的讲解，让我知道了电力行业工人的艰辛，所以就我们要努力为中国电力事业做贡献。