长江电力实习报告.doc

长江电力实习报告 摘要2014年7月，重庆大学2011级150余人来到了湖北宜昌长江电力集团进行了为期11天参观实习。此次实习，我们从理论和实践两方面进行了系统全面的学习，让我们学到了很多在学校学不到的知识，让我们受益良多。在此期间，我们进行了实习安全教育、继电保护系统、葛洲坝电厂调速系统、葛洲坝电厂电气一次部分介绍、电气测量系统、监控系统工作原理等理论的学习，并对大江电厂、二江电厂、三峡大坝、葛洲坝500千伏开关站等进行了实际的参观学习。1、 实习目的生产实习是作为我们重庆大学电气工程学院为加强学生理论与实践相结合而开展的本科教育的重要环节，能使学生对本专业的生产过程有一个全面深入的了解和认识，能让学生在校学到的知识在实际生产中有所体现，培养学生理论联系实际的能力，学会用理论知识解决和解释实际生产中的问题，并且还能让学生了解到本专业在实际生产中的主流技术和发展方向，加强自身对本专业相关内容的认识，并明确电力事业发展对本专业的要求，为我们以后的工作打下了基础，积累了经验。2、 实习时间 2014年7月6日到2014年7月17日3、 实习地点 中国湖北宜昌长江电力股份有限公司（大江电厂、二江电厂、三峡大坝、葛洲坝500千伏开关站等）4、 实习内容4.1、理论学习4.1.1、实习安全教育 人身安全：进入生产现场必须戴安全帽，不要穿高跟鞋、裙子；进入生产现场必须与导电体保持足够的安全距离，安全距离从人离设备的最近点算起，不同电压等级的设备有不同的安全距离，如500KV设备安全距离为5米，330KV设备则为4米，而220KV设备则为3米，如果事先不知道设备的状态，则必须视设备为运行状态；电厂内的栏杆、护栏严禁翻越、攀爬或骑坐；起重机作业的区域禁止站立和行走；孔洞禁止踩踏和行走；在通路下载、湿滑或缺乏照明的情况下，必须谨防跌倒；参观时，按厂方指引的路线走；参观水坝坝面时，要走人行道，不能走在护栏或车道上；禁止在长江上游泳。 设备安全：在生产现场，严禁任何人动任何设备；生产现场严禁吸烟、携带火种；任何人不得进入厂房或生产现场的警戒区；遇有检修试验或设备操作等情况，实习人员必须绕道而行；生产场所严禁照相、录音与录影；严禁实习人员将包、袋及照相、录影设备、器材等带入厂房内；严禁实习人员动用生产场所的电话机。4.1.2、继电保护系统 继电保护系统是指当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备损坏和对相邻地区供电的影响。 电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是：电流增大，短路时故障点和电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流；电压降低，当发生相间短路和接地短路故障时，系统各点的相间电压或相电压值下降，且越靠近短路点，电压越低；电流与电压之间的相位角改变，正常运行时电流与电压的相位角是负荷的功率因素角，一般约为20度，三相短路时，电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的，一般为60度至85度，而在保护反方向三相短路时，电流与电压之间的相位角则是180；测量阻抗发生变化，测量阻抗即测量点电压与电流之比值，正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗，金属性短路时，测量阻抗变为线路阻抗，故障后测量阻抗显著减小，而阻抗角增大。要完成继电保护任务，除了需要继电保护装置外，必须通过可靠的继电保护工作回路正确工作，才能完成跳开故障元件的断路器、对系统或电力元件的不正常运行发出报警、正常运行状态不动作任务。继电保护工作回路一般包括：将通过一次电力设备的电流、电压线性的转变为适合继电保护等二次设备使用的电流、电压，并使一次设备与二次设备隔离的设备，如电流、电压互感器及其与保护装置连接的电缆等，断路器跳闸线圈与保护装置出口间的连接电缆，指示保护动作情况的信号设备，保护装置及跳闸、信号回路设备的工作电源等。4.1.3、葛洲坝电厂调速系统 葛洲坝电厂有21台轴流转浆式水轮发电机组，水轮机调速器为双调节水轮机调速器既具有两个调节机构的水轮机调速器。机组运行的最优效率工况式取决于导叶开度和轮叶角度的配合关系，因为这类水轮机的转动力矩除与导叶有关外，轮叶角度也是确定水轮机动力矩的因素。水轮机在不同的稳定工况时，轮叶应该按照导叶开度改变自己的角度，形成合理的组合关系，才可以获得较好的效率工况。调速器无故障时，将导叶/轮叶置自动状态，水头按当前实际水头设定，锁定在拔出状态，紧急停机电磁阀在复归位置，轮叶在起动开度根据用户提供参数在软件中设置，机组具备开机条件，有中控室或机旁盘发开机令给调速器，调速器接收到开机令后，使步进电机开启方向旋转，过程如下：导叶开至第一启动开度，机组转速开始上升，轮叶全开；当机组频率大于等于45Hz时，导叶回关到第二开度，PID参与调节，机组自动跟踪网频，如果无网频信号或网频故障时，机组自动跟踪50Hz。4.1.4、葛洲坝电厂电气一次部分介绍二江电厂电气一次部分：220KV开关站的接线方式是双母线带旁路，旁路母线分段。母线是进出线所连接的公共导体，有汇聚与分配电能的功能。断路器的作用是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。隔离开关作用是设备检修情况下，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及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是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的进线或出线的电流通路。）双母线带旁路在电力系统的发电厂、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，且均是重要电源或重要线路，有可能出线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，当其中一台检修另一台处于备用状态，这样可靠性比旁路母线不分段、仅设置一台旁路断路器高。厂用6KV系统与发电机组的配接方式：采用分支接线方式。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的可靠性，必须做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”）。单母线分段方式用作厂用电接线，基本是一种固定模式。因为厂用电电压等级相对较低、送电距离很近、输送容量小，单母线分段接线结构简单、操作方便、同时也具备良好经济型性，所以只要不设置机压母线的电厂，几乎都采用该接线方式。对发电厂来讲，厂用电就是“生命线”，必须具有足够高可靠性。然而，单母线分段接线方式可靠性并不高，为解决这一技术上的矛盾，一般的、普遍采用的配置原则是：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，从电源选取角度而言，只有电源独立，分段才有意义；负荷配置原则，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；段间配置原则，分段与分段间应具有相互备用功能或设置专门备用段。二江电厂采用的是分段互为备用方式，这是水电厂常用的一种方式。大江电厂电气一次部分：选择3/2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，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。（交叉配置：一串的2回线路中，一回是电源或进线，另一回是负荷或出线。）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另一条母线故障或2条母线同时故障时电源与系统仍然相连接，（在系统处于稳定条件下）仍能够正常工作。发电机与主变压器的连接方式是扩大单元接线方式，由于主变压器连接2台发电机，且1-3串进线由二台变压器并联，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。发电机组制动电阻的设置：大江电厂外送功率很大，但系统故障或出线跳闸时，原动机的输入功率由于惯性作用不可能迅速减小，此时发电机发出的功率总和大于线路输出总和，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。4.1.5、葛洲坝电厂电气测量系统电气测量系统是发电厂、变电站电气二次系统的一个重要组成部分。发电机、变压器及其它电气设备在不同状态的工作过程中都需要对相关电气参数进行实时测量。对设备的控制与调节也是以测量为前提来实现的，离开了正确的电气测量，对电器设备运行状态监视、工作过程控制、故障和异常情况处理以及 经营结算、经济指标实现将无法进行，因此，任一电力系统的各个发电厂、变电站都设置了电气测量系统。测量方式通常实时跟踪状态。发电机组转速的测量（间接测量方式）：通过测量测速电机（永磁机）的电压而得到转速。发电机励磁（转子）电流的测量：发电机在工作过程中（并未入系统或并入系统）必须对励磁（转子）电流进行测量、控调。例如：进行并列操作或是并网运行过程中对发电机无功功率（功率因数）进行调整等要涉及到励磁（转子）电流的监测。对励磁（转子）电流进行测量有如下几种形式：采用“分流器”进行测量；采用直流电流互感器进行测量。直流电流互感器的所谓“互感”作用并不通常意义上的。直流电流互感器的基本工作原理是利用磁环磁路不对称饱和时交流激磁电流正、负半周波形不对称原理来反映是否有直流磁场以及产生该直流磁场直流电流的大小和方向的，这里的“互感”应理解为交、直流磁场的相互影响与叠加作用；采用线性光隔离放大器进行测量。发电机频率的测量：采用变换式频率表进行测量，这种测量方式只有在发电机转子通有励磁电流、发电机建立了电压，且机端电压不是很低的条件下才能正确进行测量。这种指针式频率表在发电机并未入系统、频率波动范围较大、波动较快情况下读数效果明显优于数字频率表，所以并不会被数字频率表取代。采用数字式频率表进行测量，变换式频率表虽然有自身的优点，但测量精度不高，现场采用的这种频率一般为5%，频率的小数部分只有靠估读，为提高精度，还设置了数字式频率表。发电机定子电流的测量：采用交流电流表（串联在发电机电流互感器二次绕组）进行测量。这种测量方式是传统的交流大电流测量方式；采用交流电流变送器进行测量。220KV输电线路电气测量部分：220KV输电线路功率、电能测量所取用电压来自于220KV变电站1、2号母线电压互感器不同的二次绕组，功率测量的二次绕组与继电保护、自动装置共用，用于电能测量的二次绕组为专用绕组（该绕组仅接有电能表的电压电路，负荷小、绕组压降对测量准确度影响小），这样可以提高电能计量准确度。由于测量电压来自1、2号母线电压互感器二次绕组，而输电线路是根据系统运行方式不同在1、2号母线相互“倒换”的，因此测量电压也要跟着对应“倒换”，这样才能保证测量的正确性。4.2、参观学习4.2.1、二江电厂参观学习二江电站装机7台（17万千瓦2台、12.5千瓦5台），在工作人员的带领下我们参观了二江电厂厂房，此过程中，我们看到电厂的自动化和继电保护的微机化，这样可以减少劳动力，增加工作效率。在工作人员的讲解下，我们了解到了风冷系统是如何达到冷却效果的。由水电厂同步发电机工作原理知，发电机发出电的频率与转速紧密相关，频率恒定为50Hz是电能质量的一个重要指标，也是发电机并网运行的必不可少条件之一，因此必须维持发电机转速稳定。实现这一目标主要是要时刻保持发电机电磁功率与原动机输入功率平衡，前者可由励磁电流控制，后者可由水流闸门开口角度控制。具体而言就是要控制励磁系统整流部分晶闸管的导通角和导叶开度角。二江泄洪闸是葛洲坝工程的主要泄洪排沙建筑物，共有27孔，最大泄洪量83900立方米/秒，采用开敞式平底闸，闸室净宽12米，高24米，设上、下两扇门，尺寸均为12*12米，上扇为平板门，下扇门为弧形门，闸下消能防冲设一级平底消力池，长18米。4.2.2、大江电厂参观学习大江电厂装机14台、单机容量12.5万千瓦。大江电厂与二江电厂有很多不同点：避雷器安装位置不同，大江在进出线两侧均装设了避雷器，这样可靠性高，这也称为“守大门”的方式，和二江电厂的“关门打狗”的形式不同。大江3/2断路器接线中采用了三台四段口的断路器，其灭弧性能更强，在每段上并联了均压电阻和限位电容。出线侧并联了三相高压电抗器。在超高压远距离大容量输电系统中，当线路空载或轻载时会出现“容升现象”，线路受电端会出现过电压。而装设并联电抗器后，可以有效防止过电压的产生、适当的改善线路无功功率分布，从而改善系统潮流分布合理性与经济性。线路中性点经小电抗接地是大电流接地方式，是为了限制短路电流中的零序分量。此电抗采用的油冷系统，外形与变压器极其相似。二江电厂220KV开关站采用的是网状母线。网状母线与普通母线相比，其稳定性和散热性能会更好，对系统的安全稳定运行更为有利。4.2.3、三峡大坝参观学习 双线五级船闸：三峡工程船闸采用双线五级连续船闸，它是当今世界上规模最大、水头最高、技术最复杂的船闸。每个闸室长280米，宽34米，设计年通过量是500万吨，船闸工作的水位上游是175米，下游工作的最低水位是62米，水位相差113米，这个落差就是三峡船闸工作的总水头。三峡船闸的闸门是“人字门”，共有12对闸门，其中最大的单扇尺寸为20，2*39.5米，是目前世界上罕见的巨型闸门。三峡船闸为五级船闸，船只通过大约需要2小时35分钟，分为5级是因为大坝的工作水头远大于船闸安全工作水头，不适合单级船闸的方案。正常情况下，两线船闸一线上行，一线下行，各自独立运行，若一线需要检修，则另一线采用成批过闸、定时换向。船只过船闸采用的是连通器原理，当船下行时，先将闸室充水，待室内水位与上游相平时，将下游闸门开启，船只即可出闸，上行时与上述过程相反。船闸须设有专门充水、放水系统及操纵闸门的设备根据地形以及水位差的大小，船闸可做成单级或多级的。 三峡大坝:大坝型式是混凝土重力坝，厂房型式是坝后式（全封闭）；大坝全长2309.47米；其中最大坝高183米，水位最大落差是113米，单机容量为70万KW，总装机容量为1820万KW，总装机台数为26台，设