水电站机电设备介绍学习教案.pptx

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1、会计学 1水电站机电设备介绍(jisho)第一页，共63 页。水电站总体(z ngt)介绍n n水电站定义水电站定义n n水电站分类水电站分类(fn li)(fn li)n n水电站特点水电站特点第2 页/共63 页第二页，共63 页。水电站的定义(dngy)n n 将水能转换为电能的综合工程设施，一般包括 将水能转换为电能的综合工程设施，一般包括(boku)(boku)由挡水建筑物、泄水 由挡水建筑物、泄水建筑物形成的水库、水电站引水系统、发电站厂房和机电设备等。借助水工 建筑物形成的水库、水电站引水系统、发电站厂房和机电设备等。借助水工建筑物形成和集中水头，从高位水源向低位引水，利用水的压

2、力或流速冲击 建筑物形成和集中水头，从高位水源向低位引水，利用水的压力或流速冲击水轮机使之旋转，将水能转换成旋转的机械能，并带动发电机切割磁感线产 水轮机使之旋转，将水能转换成旋转的机械能，并带动发电机切割磁感线产生交流电。生交流电。n n 水电站除发电所需的建筑物外，还常有为防洪、灌溉、航运等综合利用目的 水电站除发电所需的建筑物外，还常有为防洪、灌溉、航运等综合利用目的服务的其他建筑物。这些建筑物的综合体称水电站枢纽或水利枢纽。服务的其他建筑物。这些建筑物的综合体称水电站枢纽或水利枢纽。河段水流(shuli)的出力：其中，Q 为流量；H 为水头；第3 页/共63 页第三页，共63 页。水电

3、站分类(fn li)n n 按照水电站主要建筑物拦河坝与水电站厂房 按照水电站主要建筑物拦河坝与水电站厂房(ch(ch ngfng)ngfng)的相对位置，可分为：的相对位置，可分为：n n 坝后式（如：龙江水电站、冲乎尔水电站）坝后式（如：龙江水电站、冲乎尔水电站）n n 河床式（如：沙坡头水电站、下坊水电站、白竹洲水电站）河床式（如：沙坡头水电站、下坊水电站、白竹洲水电站）n n 按照水头集中方式和工程布置方式分为：按照水头集中方式和工程布置方式分为：n n 坝式水电站（如：冲乎尔水电站）坝式水电站（如：冲乎尔水电站）n n 引水式水电站（如：波波娜水电站、齐热哈塔尔水电站）引水式水电站（

4、如：波波娜水电站、齐热哈塔尔水电站）n n 混合式水电站（如：龙江水电站、波波娜水电站）混合式水电站（如：龙江水电站、波波娜水电站）n n 按径流调节程度分：按径流调节程度分：n n 有调节水电站（如：龙江水电站、冲乎尔水电站、波波娜水电站）有调节水电站（如：龙江水电站、冲乎尔水电站、波波娜水电站）n n 无调节水电站（如：齐热哈塔尔水电站）无调节水电站（如：齐热哈塔尔水电站）n n 根据装机容量分为：根据装机容量分为：n n 大型水电站 大型水电站：75 75万 万kW kW以上 以上 大 大1 1型；型；25 25万 万kW75 kW75万 万kW kW大 大2 2型 型n n 中型水电站

5、 中型水电站：2.5 2.5万 万kW kW 25 25万 万kW kWn n 小型水电站 小型水电站：2.5 2.5万 万kW kW以下 以下第4 页/共63 页第四页，共63 页。坝后式水电站第5 页/共63 页第五页，共63 页。万家寨坝后式水电站第6 页/共63 页第六页，共63 页。河床河床(hchung)(hchung)式电站式电站第7 页/共63 页第七页，共63 页。沙坡头河床(hchung)式电站第8 页/共63 页第八页，共63 页。无压引水(y nshu)式水电站 第9 页/共63 页第九页，共63 页。有压引水(y nshu)式水电站第10 页/共63 页第十页，共63

6、 页。波波(b b)娜有压引水式水电站第11 页/共63 页第十一页，共63 页。水电站的优势(yush)（以30万千瓦机组为例与火电厂比较）水电 火电能源类型清洁可再利用 一次性能源、污染千瓦投资8000RMB 4500RMB建设工期较长，5 年 2 年地理位置地势落差、降雨量等要求 无特殊要求技术条件成熟 成熟运营成本0.04 0.09 元/千瓦时 0.19 元/千瓦时，随煤价变化经济效益受自然条件影响 效益明显社会效益发电、防洪、灌溉、航运等；涉及移民等社会问题发电环境影响库区淹没 空气污染工作寿命（大坝）设计使用寿命约50 年 设计使用寿命25 30 年第12 页/共63 页第十二页，

7、共63 页。水电站主厂房结构水电站主厂房结构(jigu)(jigu)布置布置示意图示意图第13 页/共63 页第十三页，共63 页。水电站机电设备系统水电站机电设备系统(xt(xtng)ng)介绍介绍n n 机械设备 机械设备 n n 金属结构及启闭设备：闸门、拦污栅、清污机及 金属结构及启闭设备：闸门、拦污栅、清污机及其轨道；液压式启闭机；卷扬式启闭机；门式启 其轨道；液压式启闭机；卷扬式启闭机；门式启闭机等 闭机等n n 水力机械及其附属设备：水轮机及其调速器；主 水力机械及其附属设备：水轮机及其调速器；主阀及其油压装置 阀及其油压装置(zhungzh)(zhungzh)n n 辅机设备：

8、技术供水系统；排水系统；气系统；辅机设备：技术供水系统；排水系统；气系统；油系统 油系统 n n 其他设备：主辅桥机、电梯等 其他设备：主辅桥机、电梯等 n n 电气设备 电气设备n n 一次设备：发电机及其励磁系统；发电机出口 一次设备：发电机及其励磁系统；发电机出口断路器；母线或高压电缆；主变压器；断路器；母线或高压电缆；主变压器；GIS GIS 组合 组合电器或室外开关站；中、低压配电系统；厂用变 电器或室外开关站；中、低压配电系统；厂用变压器；柴油发电机组；接地和避雷器；中低压电 压器；柴油发电机组；接地和避雷器；中低压电缆；照明等 缆；照明等n n 二次设备：保护系统；监控系统；辅机

9、控制系 二次设备：保护系统；监控系统；辅机控制系统；直流系统；通讯系统；工业电视系统；消防 统；直流系统；通讯系统；工业电视系统；消防控制系统等 控制系统等n n 暖通消防设备 暖通消防设备n n 消防系统、暖通系统、生活用水系统、污水处 消防系统、暖通系统、生活用水系统、污水处理系统等 理系统等第14 页/共63 页第十四页，共63 页。水电站机电设备全系统(xt ng)图进水阀水轮机发电机调速器励磁(l c)出口(ch ku)断路器主变GIS柴油发电机组厂用变 直流&UPS监控系统继电保护工业电视通讯系统低压交流配电系统油、气、水系统桥式起重机暖通空调消防系统生活水系统污水处理引水系统辅控

10、系统第15 页/共63 页第十五页，共63 页。引水(ynshu)式电站水电站水流通道主要(zh yo)构筑物及设备清污机水轮机蜗壳(w k)主阀 引水钢管或压力钢管引水隧洞 调压室闸门及启闭机进水口检修闸门及启闭设备拦污栅及启闭设备尾水系统 尾水闸门及尾水门机 尾水管 转轮水轮机导水机构进水口工作闸门及启闭设备第16 页/共63 页第十六页，共63 页。n n 进水口：清污机、进水口：清污机、清污机轨道 清污机轨道(gu(gu do)do)、拦污、拦污栅及其门槽埋件、栅及其门槽埋件、检修闸门及时门 检修闸门及时门槽埋件、工作闸 槽埋件、工作闸门及其门槽埋件。门及其门槽埋件。n n 调压室：快

11、速闸 调压室：快速闸门及其门槽埋件。门及其门槽埋件。n n 尾水系统：尾水 尾水系统：尾水闸门及其门槽埋 闸门及其门槽埋件。件。金属结构闸门(zhmn)及埋件第17 页/共63 页第十七页，共63 页。n n 进水口：清污 进水口：清污机、泄洪排沙 机、泄洪排沙闸等门式启闭 闸等门式启闭机，进水口工 机，进水口工作闸门 作闸门(zhmn)(zhmn)、检、检修闸门 修闸门(zhmn)(zhmn)启闭 启闭门机等。门机等。n n 调压室：调压 调压室：调压室闸门 室闸门(zhmn)(zhmn)卷扬 卷扬式启闭机。式启闭机。n n 尾水闸门 尾水闸门(zhmn)(zhmn)：尾：尾水闸门 水闸门(

12、zhmn)(zhmn)门式 门式启闭机。启闭机。金属结构启闭(q b)设备冲乎尔坝顶门机波波(b b)娜水电站尾水系统第18 页/共63 页第十八页，共63 页。n n 桥式起重机一般 桥式起重机一般(ybn)(ybn)包 包括主厂房桥式起重机和 括主厂房桥式起重机和GIS GIS室桥式起重机。室桥式起重机。n n 主厂房桥式起重机的跨度与 主厂房桥式起重机的跨度与主厂房的跨度相匹配、最大 主厂房的跨度相匹配、最大起吊重量与水轮发电机组转 起吊重量与水轮发电机组转子吊装重量相匹配。子吊装重量相匹配。n n GIS GIS室桥式起重机的跨度与 室桥式起重机的跨度与GIS GIS室跨度相匹配，最大

13、起 室跨度相匹配，最大起吊重量与 吊重量与GIS GIS设备检修起吊 设备检修起吊重量相匹配。重量相匹配。桥式起重机冲乎尔主厂房(chngfng)桥式起重机第19 页/共63 页第十九页，共63 页。水电站的主阀 主阀的作用1、岔管引水的水电站，为检修机组构成安全的工作条件。2、停机时可减少机组漏水量和缩短重新启动时间。3、防止水轮发电机组飞逸事故的扩大。当机组和调速系统发生故障时，可以(ky)在动水中紧急关闭主阀，截断水流，防止机组飞逸时间超过允许值，避免事故扩大。主阀设置条件1、由一根输水总管向几台机组供水时，每台水轮机前均应装设进水主阀。2、水头高于120m 单元供水的水轮机前应考虑装设

14、进水主阀。3、对于最大水头小于120m 单元供水管，在水轮机前可不设主阀，但应在进水口装设快速闸门。第20 页/共63 页第二十页，共63 页。蝴蝶阀1、蝴蝶阀的组成与形式：蝴蝶阀主要是由圆筒形的阀体、可在其中绕轴转动的活门和止水结构、旁通阀、空气阀、锁定装置等附属部分(b fen)组成。2、蝴蝶阀的结构：主要由阀体、活门、轴承、密封装置、锁定装置及附属部件组成。球阀1、球阀的阀体由两个可拆卸的半球构成。2、球阀的结构：主要由球形壳体、球筒形活门、密封装置和附属部件组成。闸阀1、闸阀的形式：明杆式闸阀（阀杆螺纹和螺母在阀盖外，不与水接触）、暗杆式闸阀（阀杆螺纹和螺母在阀盖内，与水接触）2、闸阀

15、的结构：主要由阀体、阀盖、闸板、操作机构及其附属装置组成。第21 页/共63 页第二十一页，共63 页。波波(b b)娜水电站水轮机进水球阀第22 页/共63 页第二十二页，共63 页。龙江水电站水轮机进水蝶阀第23 页/共63 页第二十三页，共63 页。水电站的主机(zh j)水轮发电机组n n 水轮(shu ln)发电机组即为水电站的主机，包括水轮(shu ln)机和水轮(shu ln)发电机。n n 水轮(shu ln)机是将水的势能转换成动能的设备，发电机是将水轮(shu ln)机的动能转换成电能的设备。n n 调速系统设备（调速器）是水轮(shu ln)机的附属设备，励磁系统设备是发

16、电机的附属设备。n n 油、气、水系统设备是主机设备的辅助设备，所以又称辅机设备。第24 页/共63 页第二十四页，共63 页。水轮机的分类(fn li)n n 根据转轮内水流运动的特征和转轮转换水流能量形式的不同 根据转轮内水流运动的特征和转轮转换水流能量形式的不同(b(b tn tn)，现代水轮机分为反击式和冲击式两大类。，现代水轮机分为反击式和冲击式两大类。n n u 轴流式、斜流式、贯流式根据叶片能否转动又分别分为(fn wi)定浆式和转浆式u 混流式水流沿径向 轴向通过转轮，又称法兰西式（Francis)u 轴流式水流先径向 轴向进入转轮，再轴向 轴向通过转轮，又称卡普兰式（Kapl

17、an)u 切击式也称水斗式或培尔顿式（pelton)，是冲击式水轮机中唯一用于大型机组的机型反击式混流式轴流式斜流式贯流式冲击式切击式斜击式双击式第25 页/共63 页第二十五页，共63 页。水轮机类别(libi)划分n n 在直径和水头相同时，轴流式 在直径和水头相同时，轴流式过流能力（过流能力（Q Q）比混流式大，）比混流式大，受空化和强度限制；受空化和强度限制；（70m 70m）n n 混流式水轮机应用范围最广 混流式水轮机应用范围最广（50 50 600m 600m）；）；n n 冲击式水轮机应用水头最高 冲击式水轮机应用水头最高（4001800m)4001800m)；n n 水头应用

18、范围受设计水平、加 水头应用范围受设计水平、加工 工(ji gng)(ji gng)精度、材料性能 精度、材料性能影响，将随着科学技术的发展 影响，将随着科学技术的发展逐步扩大。逐步扩大。第26 页/共63 页第二十六页，共63 页。水轮机的主要(zhyo)结构 以混流式水轮机为例：以混流式水轮机为例：引水部件 引水部件 大中型混流式水轮机的引水部件由蜗壳和座环组 大中型混流式水轮机的引水部件由蜗壳和座环组成。当电站水头低于 成。当电站水头低于40m 40m，多采用钢筋混凝土蜗，多采用钢筋混凝土蜗壳，否则采用金属蜗壳；壳，否则采用金属蜗壳；导水部分 导水部分 由导叶和导叶传动机构组成。通过控制

19、导叶开度 由导叶和导叶传动机构组成。通过控制导叶开度和叶片安放角按一定的协联关系同时改变，达到 和叶片安放角按一定的协联关系同时改变，达到调节流量改变出力的目的。同时让水轮机在较大 调节流量改变出力的目的。同时让水轮机在较大运行 运行(ynxng)(ynxng)范围内保持高效率。范围内保持高效率。转轮 转轮 混流式转轮主要由叶片、上冠和下环组成。混流式转轮主要由叶片、上冠和下环组成。尾水管 尾水管 尾水管的功能是将转轮流出的水流引向下游，并 尾水管的功能是将转轮流出的水流引向下游，并在转轮出口处形成静力真空和动力真空，使得转 在转轮出口处形成静力真空和动力真空，使得转轮更多的利用水流的能量。轮

20、更多的利用水流的能量。第27 页/共63 页第二十七页，共63 页。水轮机主要(zhyo)结构水轮机示意图（轴流式）导水机构(jgu)部分（座环、导叶、顶盖）水轮机转动部分(b fen)（转轮+主轴）水机室（接力器、控制环、水导及油盆、主轴）第28 页/共63 页第二十八页，共63 页。水轮机主要(zhyo)结构蜗壳(w k)导水机构(jgu)转轮（混流式）尾水管第29 页/共63 页第二十九页，共63 页。调速系统设备(shbi)水轮机附属设备(shbi)n n 原理：原理：n n 将水轮发电机组的实际转速与给定值进行比较，转速偏差信号经调速器变换以后，产 将水轮发电机组的实际转速与给定值进

21、行比较，转速偏差信号经调速器变换以后，产生一个能消除这个转速偏差的调节作用即接力器的位移，从而保证机组（交流电频率）生一个能消除这个转速偏差的调节作用即接力器的位移，从而保证机组（交流电频率）稳定运行。稳定运行。n n 功能：功能：n n 进行机组的正常操作（启停机、增减负荷等）进行机组的正常操作（启停机、增减负荷等）n n 保证机组安全运行（事故情况下紧急、安全停机）保证机组安全运行（事故情况下紧急、安全停机）n n 实现机组经济运行（转浆式机组双调节）实现机组经济运行（转浆式机组双调节）n n 分类 分类n n 按调速器各部件工作原理分：机械液压 按调速器各部件工作原理分：机械液压 电气液

22、压 电气液压n n 主要设备：主要设备：n n 调速器 调速器 油压装置 油压装置 漏油装置等 漏油装置等n n 油压装置 油压装置n n 油压装置是向水轮发电机的调速系统供给压力油的能源设备 油压装置是向水轮发电机的调速系统供给压力油的能源设备n n 漏油装置 漏油装置n n 漏油装置的作用是收集调速系统各处 漏油装置的作用是收集调速系统各处(ch ch)的漏油及液压操作元件的排油和漏油，的漏油及液压操作元件的排油和漏油，并借助油泵将漏油箱中的油送回到油压装置的回油箱中。并借助油泵将漏油箱中的油送回到油压装置的回油箱中。第30 页/共63 页第三十页，共63 页。调速系统(xtng)设备压油

23、罐漏油、集油装置(zhungzh)调速器阀组压油泵(yubng)油压装置第31 页/共63 页第三十一页，共63 页。水轮(shu ln)发电机的分类 按布置方式分：卧式和立式 按布置方式分：卧式和立式 卧式水轮发电机适合中小型、贯流及冲击式水轮机；卧式水轮发电机适合中小型、贯流及冲击式水轮机；一般低、中速的大中型机组多采用 一般低、中速的大中型机组多采用(c(c iyng)iyng)立式发电机；立式发电机；按发电机推力轴承的位置立式发电机分：悬式和伞式 按发电机推力轴承的位置立式发电机分：悬式和伞式 在转子上部为悬式，中高速适用悬式结构；在转子上部为悬式，中高速适用悬式结构；下部为伞式，中低

24、速大容量水轮发电机多采用 下部为伞式，中低速大容量水轮发电机多采用(c(c iyng)iyng)伞式结 伞式结构；构；按冷却方式分：空气冷却和水冷却。按冷却方式分：空气冷却和水冷却。第32 页/共63 页第三十二页，共63 页。水轮(shu ln)发电机的构成 定子 定子 水轮发电机定子主要由机座、水轮发电机定子主要由机座、铁芯和三相绕组 铁芯和三相绕组(roz(roz)线圈等 线圈等组成 组成 铁芯固定在机座上 铁芯固定在机座上 三相绕组 三相绕组(roz(roz)线圈嵌装在 线圈嵌装在铁芯的齿槽内 铁芯的齿槽内 发电机定子机座、铁芯和三 发电机定子机座、铁芯和三相绕组 相绕组(roz(ro

25、z)统一体统称为发 统一体统称为发电机定子 电机定子 构 成：水 轮 发 电 机 由 定 子、转 子(zhun z)、机 架、推 力轴承、导轴承等组成。定子组装第33 页/共63 页第三十三页，共63 页。水轮(shu ln)发电机的构成 转子 转子 水轮发电机转子是转 水轮发电机转子是转换能量和传递转矩的主要 换能量和传递转矩的主要部件，一般由主轴、转子 部件，一般由主轴、转子支架、磁轭、磁极等组成。支架、磁轭、磁极等组成。主轴具有一定强度 主轴具有一定强度(qingd)(qingd)和刚度，用来传 和刚度，用来传递扭矩；递扭矩；磁极是提供励磁磁场的磁 磁极是提供励磁磁场的磁感应部件；感应部

26、件；磁轭的作用是构成磁路并 磁轭的作用是构成磁路并固定磁极；固定磁极；转子支架的作用是固定磁 转子支架的作用是固定磁轭。轭。转子(zhun z)吊装第34 页/共63 页第三十四页，共63 页。机架 机架 推力轴承机架是立轴水 推力轴承机架是立轴水轮发电机安置推力轴承、轮发电机安置推力轴承、导轴承、制动器等的支 导轴承、制动器等的支撑部件。撑部件。机架由中心 机架由中心(zhngxn)(zhngxn)体和支臂组成，按其所 体和支臂组成，按其所处的位置分为上、下机 处的位置分为上、下机架。架。水轮(shu ln)发电机的构成定子(dngz)吊装（定子(dngz)上部为上机架）上机架第35 页/共

27、63 页第三十五页，共63 页。推力轴承 推力轴承 作用是承受立轴水轮发 作用是承受立轴水轮发电机组转动部分全部重量 电机组转动部分全部重量及水推力等负荷 及水推力等负荷(fh)(fh)，并将这些负荷 并将这些负荷(fh)(fh)传给 传给负荷 负荷(fh)(fh)机架。机架。导轴承 导轴承 作用是承受水轮发电机 作用是承受水轮发电机组转动部分的径向机械不 组转动部分的径向机械不平衡力和电磁不平衡力，平衡力和电磁不平衡力，并约束轴线径向位移和防 并约束轴线径向位移和防止轴的摆动。止轴的摆动。水轮(shu ln)发电机的构成盘车：上到下依次(yc)为盘车圆盘、上导轴承、推力头、推力轴承、镜板。第

28、36 页/共63 页第三十六页，共63 页。励磁系统设备(shbi)水轮发电机附属设备(shbi)原理 原理 导体在磁场中运动并切割磁场的磁感线时，导体中将 导体在磁场中运动并切割磁场的磁感线时，导体中将(zhngjing)(zhngjing)产生电流。因此，要发电必须同时满足：产生电流。因此，要发电必须同时满足：（1 1）要有产生磁力线的磁场）要有产生磁力线的磁场（2 2）运动的导体必须切割磁感线）运动的导体必须切割磁感线 励磁系统就是产生发电机磁场的控制系统：励磁系统就是产生发电机磁场的控制系统：由于发电机转子通过接通直流电流从而产生磁场，励磁 由于发电机转子通过接通直流电流从而产生磁场，

29、励磁系统的基本功能就是通过产生可以任意控制大小的直流电流 系统的基本功能就是通过产生可以任意控制大小的直流电流（励磁电流）来维持发电机的稳定。（励磁电流）来维持发电机的稳定。作用 作用 发电机并网前，调节发电机输出的端电压；发电机并网前，调节发电机输出的端电压；发电机并往后，合理分配发电机无功功率；发电机并往后，合理分配发电机无功功率；提高同步发电机并列运行的静、动态稳定；提高同步发电机并列运行的静、动态稳定；发电机事故时，对转子绕组迅速灭磁，以保护发电机的安全。发电机事故时，对转子绕组迅速灭磁，以保护发电机的安全。构成 构成 励磁电源（励磁变压器或励磁机）、励磁装置 励磁电源（励磁变压器或励

30、磁机）、励磁装置。第37 页/共63 页第三十七页，共63 页。励磁系统(xtng)设备波波娜励磁(l c)变压器（干式）波波娜励磁装置：调节(tioji)屏、控制屏、灭磁屏和整流屏第38 页/共63 页第三十八页，共63 页。水电站的辅机油系统(xtng)设备 定义：用管网将用油设备、油泵、储油罐、油处理设备、油化验设备和 定义：用管网将用油设备、油泵、储油罐、油处理设备、油化验设备和监测控制元件等连接起来组成的系统叫做油系统。监测控制元件等连接起来组成的系统叫做油系统。作用：作用：润滑和散热作用：透平油的黏度适中时，以油膜的液态摩擦代替 润滑和散热作用：透平油的黏度适中时，以油膜的液态摩擦

31、代替固体之间的干摩擦，从而降低摩擦系数，起到润滑作用。同时，由于油 固体之间的干摩擦，从而降低摩擦系数，起到润滑作用。同时，由于油的流动性，它还可将设备转动部件因摩擦产生的热量以对流的方式 的流动性，它还可将设备转动部件因摩擦产生的热量以对流的方式(fngsh)(fngsh)携带出来，与空气或冷却水进行热量交换，从而起到散热的作 携带出来，与空气或冷却水进行热量交换，从而起到散热的作用。用。能量传递作用：在调速器和其他液压操作设备中的透平油主要起 能量传递作用：在调速器和其他液压操作设备中的透平油主要起能量传递作用，用来进行液压操作。能量传递作用，用来进行液压操作。分类：水电站用油分为润滑油和

32、绝缘油两大类。其中润滑油中以透平油 分类：水电站用油分为润滑油和绝缘油两大类。其中润滑油中以透平油（又称汽轮机油）最为重要，绝缘油中以变压器油最为重要，为水电站（又称汽轮机油）最为重要，绝缘油中以变压器油最为重要，为水电站的主要用油。的主要用油。油系统的任务：主要是接受新油、储备净油、给设备充油或添油、从设 油系统的任务：主要是接受新油、储备净油、给设备充油或添油、从设备中排出污油、油的净化处理、油的监督维护取样化验以及废油收集与 备中排出污油、油的净化处理、油的监督维护取样化验以及废油收集与处理。处理。第39 页/共63 页第三十九页，共63 页。水电站的辅机气系统(xtng)设备 定义：压

33、缩空气系统简称气系统，由空气压缩装置、供气管网、用气设备和监 定义：压缩空气系统简称气系统，由空气压缩装置、供气管网、用气设备和监测控制元件等四部分组成。一般分为高压和低压两大系统。测控制元件等四部分组成。一般分为高压和低压两大系统。作用：水电厂中压缩空气主要 作用：水电厂中压缩空气主要(zh(zh yo)yo)应用在：应用在：油压装置压油槽充气 油压装置压油槽充气 机组停机过程制动装置用气 机组停机过程制动装置用气 水轮发电机组做调相运行时，反击式水轮机转轮室及尾水管压水充气 水轮发电机组做调相运行时，反击式水轮机转轮室及尾水管压水充气 蝴蝶阀止水围带充气 蝴蝶阀止水围带充气 设备检修维护工

34、作中的风动工具、吹扫等用气 设备检修维护工作中的风动工具、吹扫等用气 寒冷地区水电厂水工闸门、进水口水面及拦污栅的防冻吹冰用气 寒冷地区水电厂水工闸门、进水口水面及拦污栅的防冻吹冰用气 大中型水电厂的气动配电设备操作及灭弧用气 大中型水电厂的气动配电设备操作及灭弧用气 主要 主要(zh(zh yo)yo)构成：空气压缩机、储气罐等。构成：空气压缩机、储气罐等。第40 页/共63 页第四十页，共63 页。水电站的辅机水系统(xtng)设备 定义 定义 水电站水系统是完成设备用水和电站排水的设备系统。水电站水系统是完成设备用水和电站排水的设备系统。分类 分类 技术 技术(jsh)(jsh)供水系统

35、、排水系统。供水系统、排水系统。技术 技术(jsh)(jsh)供水系统 供水系统 技术 技术(jsh)(jsh)供水是水轮发电机组及辅助设备的生产用水，如冷却、润滑 供水是水轮发电机组及辅助设备的生产用水，如冷却、润滑用水以及某些电站的水压操作用水。用水以及某些电站的水压操作用水。技术 技术(jsh)(jsh)供水的对象：机组轴承冷却器、发电机空气冷却器、水冷式 供水的对象：机组轴承冷却器、发电机空气冷却器、水冷式空压机、水冷却的变压器和发电机，以及某些水轮机的水润滑导轴承、空压机、水冷却的变压器和发电机，以及某些水轮机的水润滑导轴承、水压操作的进水阀等是水电站中技术 水压操作的进水阀等是水电

36、站中技术(jsh)(jsh)供水的对象。供水的对象。排水系统 排水系统 水电站的排水可分为生产用水排水、渗漏排水和检修排水三大类。水电站的排水可分为生产用水排水、渗漏排水和检修排水三大类。组成：主要是水泵及管道等 组成：主要是水泵及管道等第41 页/共63 页第四十一页，共63 页。n n 一般将发电机定子线圈引出处称为 一般将发电机定子线圈引出处称为“发电机出口 发电机出口”，所，所以这个部位安装的断路器称为 以这个部位安装的断路器称为“发电机出口断路器 发电机出口断路器”。n n 发电机出口断路器是在发电机与电网系统间的一个断开 发电机出口断路器是在发电机与电网系统间的一个断开点，减小发电

37、机和变压器的事故范围，提高其可靠性，点，减小发电机和变压器的事故范围，提高其可靠性，方便 方便(fngbin)(fngbin)调试和维护。调试和维护。n n 出口断路器就相当于一个开关，不过由于电压比较大，出口断路器就相当于一个开关，不过由于电压比较大，要有灭弧装置。要有灭弧装置。n n 一般发电机都要装断路器的。一般发电机都要装断路器的。n n 发电机出口断路器采用 发电机出口断路器采用SF6 SF6或真空发电机专用断路器。或真空发电机专用断路器。SF6 SF6断路器一般均是进口设备，真空断路器已经实现国 断路器一般均是进口设备，真空断路器已经实现国产，真空断路器比 产，真空断路器比SF6

38、SF6断路器价格低，国外产品一般选 断路器价格低，国外产品一般选择 择ABB ABB、西门子、美国西屋、法国阿海法等产品。、西门子、美国西屋、法国阿海法等产品。电气电气(dinq)(dinq)一次设备一次设备发电机出口断路发电机出口断路器器第42 页/共63 页第四十二页，共63 页。电气(dinq)一次设备封闭母线n n 封闭 封闭(fngb)(fngb)母线是将 母线是将电能从水轮发电机传输 电能从水轮发电机传输至主变压器的设备。至主变压器的设备。n n 封闭 封闭(fngb)(fngb)母线包括 母线包括离相封闭 离相封闭(fngb)(fngb)母线、母线、共箱（含共箱隔相）封 共箱（含

39、共箱隔相）封闭 闭(fngb)(fngb)母线和电缆 母线和电缆母线 母线第43 页/共63 页第四十三页，共63 页。电气(dinq)一次设备主变压器n n 主变压器是利用电磁感应 主变压器是利用电磁感应(dinc-g(dinc-g nyng)nyng)原理将水轮发电机发出的电 原理将水轮发电机发出的电能由发电机电压 能由发电机电压(大电 大电 流 流)转化为较高电压 转化为较高电压(小电流 小电流)传输至电力系统的变 传输至电力系统的变电设备。电设备。n n 高电压低电流可大大减少电力远距离输送的损耗，系水电站的 高电压低电流可大大减少电力远距离输送的损耗，系水电站的 主要电气 主要电气设

40、备。设备。n n 中国水电站主要采用三相升压电力变压器。中国水电站主要采用三相升压电力变压器。冲乎尔水电站110KV主变压器第44 页/共63 页第四十四页，共63 页。主变压器的选择 主变压器的选择(xunz)(xunz)n n 大、中型水电站往往地处深山峡谷，受到公路、铁 路运输条件和电站枢纽布置(如地下厂房、大坝型式等 水工建筑物和地质、地形等条件)的极大限制，主变压 器的选型需考虑到设备、运输、厂房土建布置等因素，进行全面的技术经济比较。在不受运输条件 的限制时，一般选用整体三相变压器;在受运输条件和 电站枢纽布置的限制时，可采用单相变压器、三相组合变压器或现场组装三相变压器。n n

41、主变压器的容量，一般与水轮(shu ln)发电机组的额定容量相匹配;若水轮(shu ln)发电机组 设置了最大容量，则应与水轮(shu ln)发电机组的最大容量相匹配。第45 页/共63 页第四十五页，共63 页。波波波波(b b)(b b)娜主变压器娜主变压器第46 页/共63 页第四十六页，共63 页。电气电气(dinq)(dinq)一次设备一次设备GISGIS 定义：定义：GIS GIS即为 即为 Gas Insulated Switchgear Gas Insulated Switchgear的缩写，中文名称为 的缩写，中文名称为“气 气体绝缘全封闭配电装置 体绝缘全封闭配电装置”。填

42、充气体一般为六氟化硫。填充气体一般为六氟化硫。六氟化硫（六氟化硫（SF6 SF6）：）：六氟化硫气体主要作用是绝缘和灭弧，同时也作为传热介质。六氟化硫气体主要作用是绝缘和灭弧，同时也作为传热介质。不宜与其他物质反应的稳定化合物，不燃无色无嗅无毒无公害，不宜与其他物质反应的稳定化合物，不燃无色无嗅无毒无公害，高绝缘强度强灭弧能力的气体。高绝缘强度强灭弧能力的气体。优点：优点：占地面积小、设备运行安全可靠、无触电危险及电晕 占地面积小、设备运行安全可靠、无触电危险及电晕(din(din yn)yn)干扰、动热稳定性好 干扰、动热稳定性好 可听噪音水平低，抗震性能好、安装工期短、维护工作量小、可听噪

43、音水平低，抗震性能好、安装工期短、维护工作量小、检修间隔周期长 检修间隔周期长第47 页/共63 页第四十七页，共63 页。GISGIS的主要的主要(zhyo)(zhyo)构件构件n n 断路器：切断与闭合高压电路的空载和负载电流。断路器：切断与闭合高压电路的空载和负载电流。n n 电流互感器和电压互感器：按比例将大电流或高电压转换成小电 电流互感器和电压互感器：按比例将大电流或高电压转换成小电流或低电压以实现测量仪表设备 流或低电压以实现测量仪表设备(shbi)(shbi)标准化小型化。标准化小型化。n n 隔离开关：在线路基本没有电流时将电气设备 隔离开关：在线路基本没有电流时将电气设备(

44、shbi)(shbi)和高压电 和高压电源隔开或接通。源隔开或接通。n n 避雷器：限制过电压保护电气设备 避雷器：限制过电压保护电气设备(shbi)(shbi)。n n 气隔：气隔：GIS GIS内部相同压力或不同压力的各电器元件间设置的使气 内部相同压力或不同压力的各电器元件间设置的使气体互不相通的密封间隔。体互不相通的密封间隔。n n 负荷开关、接地开关。负荷开关、接地开关。n n 电缆终端与引线套管、伸缩节、母线。电缆终端与引线套管、伸缩节、母线。第48 页/共63 页第四十八页，共63 页。GISGIS例图例图冲乎尔110KV GIS组合(zh)电器波波娜220KV GIS组合(zh

45、)电器第49 页/共63 页第四十九页，共63 页。n n 水电站中的出线场设备，水电站中的出线场设备，是专指水电站发出的电能 是专指水电站发出的电能经过主变压器升压后向各 经过主变压器升压后向各地输送电能的供电设备。地输送电能的供电设备。n n 它一般设置在水电站的附 它一般设置在水电站的附近地面或者副厂房屋面 近地面或者副厂房屋面（GIS GIS房顶），这样可以 房顶），这样可以减少供电线路的密度，节 减少供电线路的密度，节省资源，便于管理。省资源，便于管理。n n 出线场道路 出线场道路(dol)(dol)即电 即电能传输设置的通道等 能传输设置的通道等电气一次设备电气一次设备(shbi

46、)(shbi)出线场设备出线场设备(shbi)(shbi)波波娜220KV 出线(ch xin)场设备第50 页/共63 页第五十页，共63 页。冲乎尔水电站水电站大坝、厂房 冲乎尔水电站水电站大坝、厂房(chngfng)(chngfng)、尾水及、尾水及出现场 出现场出线(ch xin)场大坝(d b)上游副厂房主厂房尾水平台第51 页/共63 页第五十一页，共63 页。电气一次设备 电气一次设备(shbi)(shbi)厂用电系统 厂用电系统n n 水电站厂用电系统是电站为了满足正常生产运行而设置的供用电系统，包括高 水电站厂用电系统是电站为了满足正常生产运行而设置的供用电系统，包括高压开关

47、柜、厂用变压器、低压开关柜、柴油发电机组。压开关柜、厂用变压器、低压开关柜、柴油发电机组。n n 厂用电负荷包括以下方面：厂用电负荷包括以下方面：n n 机组自用电（励磁系统，断路器分合闸等）机组自用电（励磁系统，断路器分合闸等）n n 公用系统用电（油系统，水系统，气系统，消防等）公用系统用电（油系统，水系统，气系统，消防等）n n 照明用电 照明用电n n 厂用电主要供：机组自用电、机组公用电、照明用电、门机动力电源、闸门电 厂用电主要供：机组自用电、机组公用电、照明用电、门机动力电源、闸门电源、生活区用电等 源、生活区用电等n n 经隔离 经隔离(gl)(gl)变压器送至大坝液压启闭机开

48、启关闭等用电（一些电站是单独供 变压器送至大坝液压启闭机开启关闭等用电（一些电站是单独供电）。电）。n n 高压开关柜是用于电力系统的电气柜设备。高压开关柜的作用是在电力系统进 高压开关柜是用于电力系统的电气柜设备。高压开关柜的作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护。高压开关 行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护。高压开关柜内的部件主要有高压断路器、高压隔离 柜内的部件主要有高压断路器、高压隔离(gl)(gl)开关、高压负荷开关、高压操 开关、高压负荷开关、高压操作机构等。作机构等。第52 页/共63 页第五十二页，共63 页。n n

49、 厂用变压器 厂用变压器:是将电压 是将电压等级从较高 等级从较高等级调整为 等级调整为设备所需较 设备所需较低等级的变 低等级的变压器。压器。n n 低压开关柜：低压开关柜：是将设备所 是将设备所需电压等级 需电压等级的电源分配 的电源分配到各个用电 到各个用电的配电箱的 的配电箱的开关柜。开关柜。n n 柴油发电机 柴油发电机组一般作为 组一般作为枢纽、调压 枢纽、调压室、厂房 室、厂房(ch(ch ngfng ngfng)的备用电 的备用电源。源。波波(b b)娜低压开关柜波波(b b)娜高压开关柜第53 页/共63 页第五十三页，共63 页。电气电气(dinq)(dinq)二次设备二次

50、设备辅机控制系统辅机控制系统 辅机控制系 辅机控制系统主要包括 统主要包括高压空气压 高压空气压缩系统、低 缩系统、低压空气压缩 压空气压缩系统、机组 系统、机组检修 检修(ji(ji nxi)nxi)排水系统、排水系统、油系统、集 油系统、集水井排水系 水井排水系统等的控制 统等的控制系统。系统。第54 页/共63 页第五十四页，共63 页。n n 监控范围 监控范围(fnwi)(fnwi)及方式：电站监 及方式：电站监控系统由中央控制室值班人员通过 控系统由中央控制室值班人员通过中控室设置的模拟屏和监控系统操 中控室设置的模拟屏和监控系统操作员工作站的人机接口设备实现全 作员工作站的人机接