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水轮机辅助设备1水电厂中怎样区别油水气系统？（1） 从管道颜色上看： 供水管 蓝色 供油管压力油管 红色 a水系统 排水管 绿色 b油系统 “0”表公用设备“12”表机组所属号 消防水 橙黄色 排油管、回油管 黄色 电动阀 污水管 黑色 c气系统 气管 白色常闭阀 常开阀逆止阀（2）从阀门编号上看：x x x x “1”表水系统“2”表油系统“3”表气系统阀门编号表油在50时的所具有的运动粘度 一油系统 1透平油（汽轮机油）HU-XX 作用：润滑散热液压操作 变压器油DB-XX作用：绝缘散热灭弧表油的凝固点的负值 2绝缘油： 开关油DU-XX 作用：绝缘散热灭弧表油的凝固点的负值 水电站用油分类 电缆油DL-XX 作用：绝缘散热灭弧表以kv计的电压 3机械油：作用：水泵电机轴承机修设备润滑 4压缩机油：作用：空压机润滑密封 5润滑脂：（黄油）作用：滚动轴承及小型机组导叶轴承润滑 上述几种油中透平油绝缘油的用量最大。 水电厂中习惯把出厂的油叫新油，不含水分和机械杂质符合标准的油称净油，符合运行标准的油叫运行油，把某指标不符合运行的油叫污油。把深度劣化的油叫废油。二）透平油在轴承中的具体作用； 润滑的作用：油在轴瓦与轴劲间形成一层油膜变直接摩擦为间接摩擦，减小机组的机械损耗，提高效率。散热的作用：当机组运行时轴承所产生的热量，由润滑油把热量传递到冷却器，冷却器内的水又把热量带走。保护的作用：油流能将金属摩擦产生的碎屑带走，避免划伤轴劲表面，延长轴承使用寿命；油泡满轴承隔离了空气与轴承的直接接触，避免了金属的氧化。降噪的作用：油在轴瓦与轴劲间形成的油膜具有吸振能力。三）、油的基本性质：A 物理性质1、粘度：液体质点受外力作操产生相对移动时，在液体分子间产生的阻力。它是液体抵抗变形的性质。也是油的粘稠程度。粘度变化对透平油的影响；透平油的粘度随压力温度的变化而变化。压力增加时粘度增加，反之则下降；温度升高时粘度下降，温度下降时则粘度升高。粘度下降时的危害：加速了油的劣化，轴承内不易形成油膜，附着轴承表面的吸附力减小；操作系统漏油量增大，油泵起动频繁，油温又不断上升而造成恶性循环。粘度上升时的危害：粘稠程度增加使油不易流动，摩擦阻力增大。不能发挥良好的润滑散热作用以及难以进行能量传递。水电厂中要求润滑油的粘度变化愈小愈好，温度在50C100C对粘度的影响较小 2、闪点：当油被加热至某一温度时油蒸气与空气混合后遇火呈现蓝色火焰并瞬间自行熄灭时的最低温度。它反映油在高温下的稳定性。3 凝固点： 使油降温，油品失去流动性而变为塑性状态时的最高温度。要求凝固点越低越好，反之，则易失去流动性，破坏润滑油油膜，使绝缘油的散热及灭弧能力降低，以增大油开关的操作阻力。4 灰分机械杂质：油品在燃烧后所剩下的无机矿物质占原来油重的百分比。二者含量越多，则破坏油的性能就越强。5 抗乳化度：油与水蒸汽形成乳浊液后静置，达到完全分离所需要的时间，以分钟计。它是透平油的专用指标。一般要求分离时间小于8分钟。乳化后，粘度增高，泡沫增多，影响油膜的形成甚至破坏油膜使润滑油的润滑性能降低引起轴承磨损过热甚至烧瓦，且会加速油的氧化引起机组振动及锈蚀；产生沉淀物使调速器卡涩。6 水分：水在油中的含量。水分会助长有机酸的腐蚀能力，加速油的劣化，降低绝缘油的绝缘强度，加速绝缘纤维的老化。B 化学性质 1 酸值：油中游离有机酸的含量。用酸价表示，它是中和1克油中所含的有机酸性物质所需要的氢氧化钾的毫克数(mgKOH/g)。运行中透平油的酸价 0.2mgKOH/g，绝缘油的酸价 0.1mgKOH/g ,新油时二者所含的酸价 0.05mgKOH/g。2 抗氧化安定性： 油抵抗氧化的能力，油温升高后导致油氧化速度而生成有机酸和胶状物质，堵塞油管，提高酸价进而引起腐蚀。3 水溶性酸碱 易使金属发生强烈大面积的腐蚀，加速油的劣化。要求 PH=7。 C电气性质1 损失角正切值：tgz油在电场作用下引起的电能损失叫介质损失。主要由传导电流（电流穿过介质产生泄漏电流）和吸收电流（电场力遇到油中的极性分子所消耗的电流）。当无介损时， UI=90,存在介损时 UI90= z试验油杯中两个电极的距离为2.5mm z 较大时将引起电磁功率损耗增加绝缘性能下降。所以，tgz是检验绝缘油干燥与否，精制成度的重要指标。用它来衡量变压器油的好坏，判断油质的劣化倾向，评价绝缘油的质量。2 绝缘强度： 油的绝缘被击穿时的电压叫平均击穿电压。绝缘强度E=U/d kv/m它是保证设备安全运行的重要条件。四）油劣化的原因：1） 水分： 使油乳化，促进油的氧化，增加油的酸价和腐蚀性。2） 温度： 油温升高会加快吸氧速度，使油氧化加快，一般温度在 50C60C时开始加速氧化，因此规定：透平油不大于45C ，绝缘油不大于65C。3） 空气： 油和空气除直接接触外，还有泡沫接触，泡沫接触面积加大则氧化速度加快。4） 天然光线： 紫外线对油的氧化起触媒作用。5） 电流： 穿过油内部的电流会使油分解劣化。轴电流可使油色加深，并生成油泥沉淀物。五）油的净化：引起油劣化的跟本因是氧化，油劣化的危害决定于劣化时的生成物及劣化程度。污油可用机械净化法处理。主要包括： 澄清 ：使油长时间在储油设备中静置，比重大的水机械杂质沉入底部。 压力过滤：油泵打油强行通过滤纸，使油中机械杂质被吸附在其表面。特点：质量高，效率低。 真空过滤：利用油和水的汽化温度不同，在真空罐内形成减压蒸发，将油中的水分气体分离出来。特点：速度快，除水脱气能力强，不易清除机械杂质，主要用于机械杂质较少而绝缘强度要求高的绝缘油的净化处理。 热虹吸过滤法：利用油受热时产生的对流作用，将冷油流引到位置稍下的热虹吸器中，使油中水分杂质被分离。六）油系统的组成： 油库油处理室。用油设备管网及测量监控元件。油再生设备。化验室。七）油系统的维护： 油质监测。 油温监测：透平油温度不高于45C，变压器油温不高于65C。一般采用温度巡测仪快速采样并显示。 油位监测：油位应在上下红线之间，一般采用液位信号器作为发信元件。油在使用时应注意防止：水分侵入 温度过高 泡沫产生 电流作用二水系统 技术供水 作用： 冷却 润滑 液压操作 供水系统 消防供水 作用 ：发电机、变压器发生短路着火时灭火 生活供水 水电厂中水系统主要有 厂房渗漏排水：水工建筑物及厂房渗漏排水 排水系统 机组检修排水 ：机组检修时的尾水排水 风泠发电机泠却器水内泠发电机 技术供水对象 机组各轴承 泠却器水导水润滑的橡胶轴承 水泠式变压器空压机油压装置 对技术供水的要求： 水量充足要保证足够流量的水通过各冷却器，由制造厂提供各具体流量。 水温适中：泠却器进出口水温不得超过24C，进口风温一般为25C不超过30C 水压一定：冷却器进口压力不得高于0.2Mpa出口压力不小于管内压降加沿程阻力 水质优良：不含杂草树枝等悬浮物；含砂量小于50g/L，砂粒直径小于0.025mm；暂时硬度（碳酸盐的硬度）不大于8-12，（17.14mgMgO/L），PH=7。 水源可靠：必须有备用水源。 水源： 上游水库 有坝前取水压力钢管取水蜗壳取水。 下游尾水取水 地下水 技术术供水方式： 自流减压供水 适用水头在2080 m 水泵供水 适用水头小于12m或水头在大于80m 水轮机顶盖供水：利用高水头混流式水轮机转轮止漏环的漏水。 射流泵供水 混合供水 设备配置方式：1） 集中供水 把水汇流到共用供水母管再引到各供水对象。2） 单元供水 各台机组独自拥有一个供水源。3） 分组供水 把供水对象划成若干组，每一组独立成一个供水单元。 气系统空气具有蓄存和释放能量的性能是良好的储能介质，同时具有使用方便易于存储和输送。 高压： 有2.5 4.0 6.0 MPa水电厂用气分低压 0.5-0.8 Mpa作用 高压气 ： 调速器主阀操作系统油压装置用气 ，以减小压油槽内压力波动。压油槽内油气比例分别为3040%，6070%。 低压气 ： 1）机组制动用气 。停机时当机组转速达30-40%ne 通入压缩空气加闸制动，强迫机组停止转动。目的是防止机组长时间在低转速状态下运行烧瓦。 2）风动工具吹扫用气 3）机组调相压水充气 4）水轮机导轴承检修密封用气 5）蝶阀止水围带用气 6）配电装置用气对压缩空气的质量要求：1）气压气量足够可靠 ：要求空压机能自动排污并自动控制启、停 物理：干燥剂 降温 降压 过滤 分离 排污 2）气体清洁干燥：其方法有 化学 ：氧化钙 氧化镁 1）空压机及其附件 ：过滤、压缩空气及排污。 气系统的组成： 2）储气罐 ：存储压缩空气。 3）用户管网及测控元件 ：输送空气及测量压力。 轴流 速度型 离心 滑片 空压机分类 混流 回转 螺杆 膜式 容积型 转子 活塞* 往复 机组水力参数的测量 一 目的： 1）保证水电厂的安全运行，实现厂内机组间的经济运行。 2）为考查运行机组的性能积累必要的数据资料。 二 组成：水力监测装置测量元件非电量与电量之间的转换元件，显示记录仪表及连接管路线路。 三 内容： 拦污栅前后水压差；电站上下游水位及装置水头；水轮机工作水头和引用流量等水力参数进行测量记录；水轮机的汽蚀振动轴的径向位移。四 要求：一般采用巡回检测技术快速采样和测及参数的瞬时平均值并自动显示或打印。五 水位及装置水头测量的目的：1） 据水位库容曲线确定水库的蓄水量，制定水库的最佳运行方式。2） 按水位确定水工建筑物机组及其附属设备的运行条件，确保机组的安全运行。3） 推算水轮机适时吸出高度，为分析水轮机汽蚀水力振动提供资料。六 水轮机引水系统的监测： 1） 进水中拦污栅前后压力差 2）蜗壳进口压力 3）水轮机顶盖压力 4）尾水管进口真空压力水轮机调节一水轮机调节系统：它是一个非线性的时变系统。发电机引水系统水轮机1） 组成 调速器2） 任务： 是按照用户负荷变化所引起水轮发电机转速变化或频率变化的偏差，通过调速器自动调节水轮机导叶开度改变转轮的引水流量使发电机输出功率和频率满足用户的要求。 我国规定：容量在以上的电网要求频率偏差在0.2Hz，任何时侯的电钟与标准时间偏差不大于30秒。 容量在以上的电网要求频率偏差在0.5Hz，任何时侯的电钟与标准时间偏差不大于1分钟。3）特点： 水的压强低流量大，需要较大的调节功来改变水轮机的引水流量，因此通常有大功率的多级放大元件并外加能源。 输水管道长，水流惯性大，调节系统难稳定，调节品质差。 调速器是水电厂中重要的综合自动调节装置，结构复杂 ，有较多的自动调节自动控制功能。二调速器： 主要由频率信号的测量、频差信号处理、控制信号的放大及执行机构等组成。微机调速器中：频率信号的测量、频差信号处和理控制信号的放大由调节器（电气部分）来完成。执行机构由电液转换部件及机械液压随动系统组成，它的作用是接受调节器的调节信号并进行放大去控制导叶开度。 机械液压调速器 1）分类 （1）电子管调速器 电气 液压调速器 （2）晶体管调速器 （3） 微机调速器 自动调节与控制功能2) 微机调速器功能 特殊功能 自动调节与控制功能包括： 频率测量与调节 自动测量发电机与电网频率并自动调整机组功率。从机组电压互感器二次侧引出电压信号作为调速器的测频源信号（残压脉冲测频）。PT电压的可测范围在2100V。 频率跟踪 并网时使发电机频率实时自动跟踪电网频率，以便实现快速并网。 自动调整与分配变动负荷 并网的机组主要靠调整永态转差系数bp值来实现变动负荷的自动分配。 负荷调整 接受上位机的控制指信令调整机组出力。 自动开停机 接受上位机的控制指信令实现机组的自动开停机 紧急停机 当遇到水机电气事故时，接受上位机的紧急停机令 主要技术参数的采集和显示 手动操作 当电气故障时能实现手动操作与控制 自动工况转手动工况时无条件无扰动切换特殊功能： 在线故障诊断 包括频率信号消失导叶位置反馈水头信号消失调节器功能模块检测 离线故障诊断 容错功能 主要采用冗余技术，包括静动混合冗余。 计算机辅助试验（CAT） 事故记录功能 与上位机通信功能 开关量板块 测频量板块 主要作用是频率信号的采集、处理、转换、放大与相关参数的显示 微机调节器 A/DD/A板块 主机板块 切换板块 键盘显示（触摸显示） 主要作用是把微机调节器输出的电气信号由电动机转变成蜾杆传动的机械位移信号去控制调节杆件 驱动电源 3 ） 结构 组成 电据伺服装置 电液转换元件 主要作用是把调节杆件传递过来的操作力矩进行液压放大后去控制导叶开度，改变机组的输入动力矩从而改变发电机的输出功率。 螺杆及传感器 调节杆件手动操作机构及开限机构 机械液压随动系统 引导阀辅助接力器： 主配压阀 主接力器4）、调速器调节原理 a、 频率调节 ：机组并网前，调速器是调整机组的转速。调速器把机组转速与电网转速进行比较后所得的偏差信号进行比例积分微分（P、I、D）运算，再把该信号综合放大后给出调节信号调整机组转速，尽快使机组转速与电网转速一致。机组并网前，调速器的永态转差系数bp0，人工失灵区不起作用。综合放大 频率调节调节原理框图：I发电机FG Ff电液随动系统PD 机组测频b功率调节：机组并网后，调速器直接调整机组的功率，间接调整机组的频率。由于一个电网内只允许一台机组按无差静特性（bp=0）来担负变动负荷，其它并网的发电机组按1/bp的有差静特性来担负变动负荷。调速器把机组转速与电网转速进行比较后所得的偏差信号进行比例积分（P I）运算后，按y =1/bp x的规律给出调节信号控制电液随动系统去调整机组的功率。机组并网后，P I D调节规燥微分环节D自动切除，人工失灵区自动投入，bp等于整定值。电液随动系统 功率调节调节原理框图：发电机P fPTI PG=a0+kt前馈bp功率反馈DKT调速器调节动作逻辑框图：传动螺杆电机电机驱动电源信号综合放大调节器转速偏差 机组PT反馈电位器 开限手轮调节杆件引导阀辅助接力器回复机构主配压阀主接力器电网PT电网发电机有功功率引水流量导叶开度4） 调节器工作的程序框图 开始调用初始化参为设置子程序 调用状态指示程序 调用A/D子程控和D/A子程序 调用故障判断子程序 调用开度反馈判断子程序 调用频率差检错子程序 调用键盘显示子程序Y导叶手动？调用手动处理子程序 NY停机？调用停机处理子程序NY调用并网处理子程序并网？NY调用开机处理子程序开机？N调用非并网处理子程序 调用故障处理指示子程序调用电气故障切换子程序6）调速器特性： 静特性：指调速器在稳定平衡状太（主配压阀在中间位置，窗口被活塞阀盘堵住时不通排油也不通压力油）调速器转速与主接力器行程之间的关系。主要有以下指标： a非线性度 b转速死区 c不稳定度 d不准确度 动特性：指调速器在稳定平衡状态下受到扰动时各参数与时间的变化关系。主要有以下指标：a、调节时间 b、超调量 c、超调次数 d、衰减度 e、转速最大偏差 7） 调速器几个试验：静特性试验：（略）调速器安装好后机组起动前的相关试验动特性试验： 起动观测调整试验 空载扰动试验 带负荷试验 甩负荷试验8）调速器油压装置：作用：向调速器提供连续稳定清洁可靠的操作能源。组成： 压力油槽 回油箱 螺杆泵 油泵采用自动控制与断续运行的方式，保持调速器油压在规定范围。 阀组 减载阀逆止阀安全阀。 压力、液位显示控制器。9）压油装置的自动控制应满足：1） 正常运行或在事故时，保证有足够的油压。2） 工作泵故障时，备用泵应能自动投入。3） 油压装置故障使油压下降到事故压力时，能作用于停机。 10）液压传动的特点：1） 响应速度快，油便于散热，润滑。2） 液压传动工作平稳，且具有吸振能力；能高速启动与制动，在较大范围内实现无级变速。3） 液压传导的比功率大，接力器所产生的力矩与油压差成正比。4） 油流在运动中压力损失大，不适应远距离传输；液压装置的零件加工质量要求高，制造价格昂贵；控制计算较复杂，液压油有漏损等缺点。 11）调速器运行中检查的主要内容：1） 观察调速器运行是否稳定，有无异常摆动跳动。2） 检查各部件工作位置表计指示是否正确；油压油位是否正常，有无漏油。3） 检查反馈传动机构是否完好，杆件应无弯曲变形销子应无松脱钢丝绳应无断股或松脱现象。4） 检查各调节参数是否在整定位置；功率给定是否与负荷相适应。5） PLC内部锂电池（使用寿命约为5年）须定期更换或发现PLC上“BATT”灯亮时，应及时更换锂电池。6） PLC各模块上“ERR”灯应熄，“RUN”灯应亮。7） PLC各模块上输入、输出端子的状态应与其对应的LED一致。 12）微机调速器一般常见故障原因分析及处理1）、电气部分：a、机频网频信号消失或显示不正确 可能为： 整形滤波电路故障 光隔离器或分频电路故障 测频元件可缟程计算器故障 机频网频保险熔断处理：更换相应元件。b、主屏无显示或显示杂乱无章，指示表计失控，主键无效可能为： 交直流供电电源故障 开关电源故障 时钟信号不正常或者没有与CPU的时钟管脚连接好 CPU芯片损坏或程序存储器芯片损坏 处理：检查恢电源，更换芯片 。 c 平衡表指针偏向一侧不在零位或不停摆动，电液转换部件发热可能为： 反馈电位器卡塞 反馈钢带松脱 主配压阀自塞或发卡 测频回路或调起令节点有间歇性电磁干扰 处理：更换电位器；拉坚钢带；清洗滤网或换油；消除干扰信号。2） 、机械部分：a） 主配压阀自塞、卡塞引起的机组溜负荷或增负荷或操作失灵。主配压阀产生自塞的原因：（水轮发电机组在汛期时整个调节系统长期处于相对稳定平衡状 态的运行工况，若要人为操作调速器改变机组有功功率时，调速器机械液压随动系统动作 缓慢甚至操作不了的现象就叫自塞）油分子内部存在摩擦阻力 油压产生径向的液压卡紧力 油膜的吸附力主配压阀产生卡塞的原因：调速器压力油中存在机械杂质；油质劣化产生的水及沉淀物处理：汛期时操作调速器定期活动导水叶；当滤油器油压差大于0.3Mpa时应及时清洗滤网；定期更换调速器用油或作净化处理。b） 主接力器抽动 可能为：（1）调节系统振荡 （2） 管道进气 （1）调节系统振荡的原因：转速和出力周期性摆动；转速和出力非周期性摆动。转速和出力周期性摆动的原因电网频率波动 发电机转子电磁振荡与调速器发生共振机组引水管道水压与调速器发生共振 调速器程序不合理，积分环节没有切除人工失灵区没有投入。转速和出力非周期性摆动的原因永态转差系数bp整定值太小发生抢负荷 水轮机汽蚀引起的效率突然下降 油压飘移 电磁干扰信号突然串入测频回路或调相令节点回路 处理：针对情况分别处理。（2） 管道进气的原因：压油槽油位、压力控制器配合失调导致自动补气装置进气过多；带中间压油槽的压油装置，主配、主接力器漏油量过大油泵启动频繁导致加气过多；人为补气过多。处理：操作调速器活动导水叶排除管道内的气体；调整油位、压力控制器使自动补气装置能正常工作；适当调整油泵启停定值以便延长油泵打油周期减少油泵启动次数；大修时更换主接力器密封环、检查主配压阀活塞与控制油孔的配合间隙是否过大，若过大则应更换主配压阀活塞并分析引起间隙过大的原因，作好防范措施； PLC可编程控制器式的调速器电气部分常见故障原因分析及处理： 内部故障：PLC可编程控制器式的调速器在机组运行过程中出现电气部分故障时，能自动切到手动运行。通常的处理方法是先断开交、直流电源，检查PLC及输入输出器件是否松脱或故障，然后恢复电源，若仍未排除则应按以下步骤检查处理：（1） PLC基本单元及模块的表面电源故障 “ POWER ” 灯熄。可能为PLC24V外接负载过大。（2） “ BATT ”灯亮。电池电压降低一个月后，各元件不能继续具有停电保持功能。（3） “ PROG.E”灯亮。可能为有导电性能异物混入；程序有错；有异常噪音干扰，电池电压太低。（4） “ CPU ”出错指示灯点亮。当PLC内混入导电性异物或从外部进入异常噪音引起CPU误动作或 运 算周期超过0.1秒，使警戒时钟出错，在PLC通电时装卸存贮卡盒。由常亮转闪亮时应检查程序。一直点亮时可能为程序扫描周期过长。（5） 输入出错。机电合一型的调速器可能为油或油气侵入导致接触不良，输入开关发生抖动或电流过大，端子松动接触不良。（6） 输出出错：可能为过载或负载短路引起输出触点粘滞或触点而烧坏，也可能为端子排插件不良。 做内部故障检查时，必须切在手动状态，并由专人看守，其它外部故障可根据“ LED ”灯亮判断处理。 三相交流异步电动机自动操作、控制原理 （1） 交流异步电动机的基本工作原理：交流异步电动机是利用电磁感应原理来工作的。三相交流异步电动机的定子绕组一般采用三角形接线，少量的采用星形接线。当对称的三相交流电通入电动机的三相定子绕组时会在绕组周围产生三相的交变磁通形成磁场，该磁通穿过定子与转子之间的气隙时便产生一个旋转磁场，该磁场转子导体，在形成密闭回路的转子绕组上感应出电势并形成电流通过转子绕组，此时通电的转子在定子绕组的磁场中就产生运动。这就是三相交流电动机的基本工作原理。（2） 三相交流异电动机的起动A、 直接全压起动:特点是起动电流较大。一般在10kW千瓦以下的鼠笼电动机。B、 降压起动：将电源通过一定的专用设备，使其电压降低后再加到电动机上，以减小电动机的起动电流，当电动机达到或接近额定转速时，再将电动机换接到额定电压下运行。降压启动虽可减小起动电流，但起动转矩也因此而减小，（因为电动机的转矩与电压的平方成正比），所以降压起动多用于鼠笼式电动机的空载或轻载起动。常用的降压起动方法有： Y启动：电动机定子绕组为三角形接法时，其六个引线端接到星角起动器上。起动时，将定子绕组接成星形，待电动机转速接近额定转速时再改接为三角星。特点是起动电流小，起动转矩小，可以频繁起动。一般适用于小容量的电动机的轻载起动。 自耦变压器启动：将自耦变压器一次侧接入电网，二次侧接电动机以便降压起动。一般可用改变自耦变压器的分接头来调节电动机的端电压以减小起动电流。特点是起动转矩大，但不允许频繁起动。 在转子回路中串入电阻起动：在转子回路中串入起动电阻，可以限制起动电流和