水电站机电运行培训课件

机电运行岗位培训机械部分11/21/20221目录水轮机水轮机调节水轮机辅助设备11/21/20222水轮机部分岗位知识要求：1）熟悉水轮机的基本结构及其工作原理；2）掌握水轮机的运行参数和工况；3）了解水轮机气蚀与振动；4）了解水轮机的特性曲线。11/21/20223水轮机部分具体内容：1）水轮机的主要类型及工作原理★1、类型：反击型和冲击型。A、反击型：混流式、轴流式、斜流式、贯流式。B、冲击型：水斗式、斜击式、双击式。★2、工作原理：A、反击式：把水流能量转换成压能，在转轮叶片前后形成压差，使转轮旋转，把水流的能量转换成转轮旋转的机械能。11/21/20224水轮机部分具体内容：B、冲击式：高压水流通过喷嘴变为具有动能的自由射流冲击转轮叶片，并形成旋转力矩使转轮转动。3、理论推导：★功率N=9.81QH；损失：容积（流量损失）、水力（水头损失）、机械损失（摩擦损失）；对应相应的效率。4、水轮机的能量转换（水能转换为旋转的机械能）是靠转轮进出口的速度差或环量差（2πvr）来实现的。11/21/20225水轮机部分具体内容：2）水轮机的结构组成及各部件的作用★

1、组成：混流式水轮机由引水、导水、工作和泄水四大部件及附属装置组成。主要有主轴、转轮、导轴承、导水机构、座环、基础环、蜗壳、尾水管、止漏装置、减压装置、密封装置以及附属装置（补气阀、紧急真空破坏阀）组成。11/21/20226水轮机部分具体内容：2、★作用：引水部件作用是以较小的水力损失把水流均匀地、轴对称地引入导水部件，并形成一定的环量；导水部件作用是调节进入转轮的流量和形成转轮所需要的环量；工作部件作用是直接将水流能量转换为主轴旋转机械能的部件；泄水部件作用是在转轮后形成真空，利用转轮出口到下游尾水位直接的位能和恢复转轮出口部分损失的动能增加效率。11/21/20227水轮机部分具体内容：3）水轮发电机组各部件构造、原理及作用★1、组成：固定部件（机座、机架、空气冷却器、定子铁芯及绕组）转动部件（转轴、轮毂、转子支架、磁轭及磁极）过渡部件（推力轴承、导轴承、电刷装置及空气气隙）组成。11/21/20228水轮机部分具体内容：★2、作用：定子承重和磁拉力、形成磁路、切割磁场产生交变电流；转子承受力和转矩、形成磁路、产生水轮发电机主磁场。推力轴承是承受整个机组的转动部分重量和轴向水推力；导轴承作用是承受机组转动部分径向机械不平衡力和电磁不平衡力，维持机组主轴在轴承间隙范围内稳定运行。★3、原理：转子在水轮机拖动下旋转，形成旋转磁场与定子绕组相对运动，在定子三相绕组中感应出相位不同的三相对称交流电，即将旋转的机械能转变为电能。11/21/20229水轮机部分具体内容：4）水轮机气蚀、振动的原因及预防措施1、气蚀原因与预防：外因是水流压力下降到该水温下的汽化压力，内因是水中存在有气体空泡。分为翼型、间隙、空腔、局部气蚀。预防措施：是合理拟定水电站运行方式和采用汽蚀补气（主轴中心自然补气、尾水管补气）；检修时应定期及时检修修补气蚀部位。11/21/202210水轮机部部分具体内容容：2、振动原原因与预预防：分机械、、水力、、电气振振动。机械方面面的原因因是转子子质量不不平衡、、轴线不不正、轴轴承缺陷陷、主轴轴刚度不不够；水力方面面原因是是水力不不平衡、、空腔气气蚀、涡涡列、间间隙射流流；电气原因因是不平平衡电磁磁力引起起。预防措施施：查明机械械原因消消除；水水力方面面采用补补气、调调整间隙隙、避免免振动区区（35%～75%）；电气气方面调调整好圆圆度和空空气间隙隙均匀。。11/15/202211水轮机部部分具体内容容：5）水轮机机的特性性曲线表示水轮轮机特性性参数相相互变化化关系的的一系列列曲线称称水轮机机的特性性曲线；；运转综合合特性曲曲线指转转轮直径径D1一定、转转速n不变时，，效率η与水头H和出力N之间的关关系曲线线，以水水头和出出力为纵纵横坐标标，绘制制有等效效率线、、等吸出出高度曲曲线和出出力限制制线。6）水轮机机型号、、工作参参数型号：HL002-LJ-410参数：工工作水头头、流量量、出力力、效率率、转速速等。11/15/202212水轮机部部分具体内容容：7）水轮机机结构及及工作特特性；（（见本站站结构））8）水轮机气气蚀、振动动的原因及及预防措施施；9）水轮机特特性曲线的的具体含义义绘制有：等等效率线η＝f（N），在给定定水头下，，效率和出出力之间的的关系曲线线。等吸出高度度曲线Hs＝f（H,N）；反应气气蚀特性。。出力限制线线：在高于于设计水头头时水轮机机出力受发发电机出力力限制；当当小于额定定水头由于于效率降低低，则出力力受5%限制线的限限制。11/15/202213水轮机调节节部分岗位知识要要求：1）掌握调速速器基础知知识；2）熟悉水轮轮机调节系系统工作原原理；3）熟悉水轮轮机调节的的任务和方方法；3）熟悉调速速器型号、、结构及运运行参数；；4）掌握调速速器试验目目的、方法法及注意事事项；5）了解水轮轮机调节系系统参数整整定方法；；6）了解调节节保证简单单计算；7）了解水轮轮机调速器器检修技术术。11/15/202214水轮机调节节部分具体内容：：1）调速器基基本原理、、分类，微微机调速器器具体结构构★1、原理：调速器包括括测速元件件、放大元元件、软反反馈缓冲元元件、硬反反馈调差元元件和执行行元件组成成。当测速速元件接受受的发电机机转速或频频率变化信信号，执行行元件即接接力器的变变化行程改改变导叶开开度进行输输出，从而而调节水轮轮发电机组组的运行调调节、工况况变化和操操作。★2、分类：（按组成成元件性质质）机械液压、、电气液压压、微机电电气液压调调速器。11/15/202215水轮轮机机调调节节部部分分具体体内内容容：：3、微微机机调调速速器器结结构构：通常常以以单单板板工工控控机机为为主主，，辅辅以以相相应应的的接接口口芯芯片片组组成成微微机机控控制制器器硬硬件件系系统统，，并并通通过过控控制制软软件件来来实实现现需需要要的的调调节节规规律律。。主主要要包包括括中中央央处处理理器器CPU、内内存存贮贮器器ROM和RAM，时时钟钟、、译译码码器器，，以以A/D和D/A转换换器器为为核核心心的的模模拟拟量量输输入入/输出出通通道道，，以以及及开开关关量量输输入入/输出出通通道道，，还还有有I/O接口口和和人人机机联联系系设设备备－－键键盘盘，，打打印印机机和和显显示示器器等等。。机械械液液压压部部分分包包括括：电位位移移转转换换器器、、引引导导阀阀、、辅辅助助接接力力器器、、主主配配压压阀阀等等。。11/15/202216水轮轮机机调调节节部部分分具体体内内容容：：4、电、、机机、、液液随随动动系系统统三三级级液液压压放放大大工工作作原原理理PLC综合放大器电位移转换器液压放大器主配压阀主接力器机组机械手动紧急停机电磁阀位移传感11/15/202217水轮轮机机调调节节部部分分具体体内内容容：：2）水水轮轮机机调调节节的的任任务务和和方方法法★1、任任务务：按照照用用户户负负荷荷变变化化引引起起的的机机组组转转速速（（或或频频率率））变变化化，，调调节节进进入入水水轮轮机机的的流流量量（（即即水水能能）），，改改变变发发电电机机输输出出的的有有功功功功率率（（电电能能）），，适适应应用用户户负负荷荷变变化化的的要要求求，，以以达达到到随随时时维维持持发发电电与与用用电电的的电电力力平平衡衡，，确确保保供供用用电电频频率率50Hz及其其偏偏差差不不超超过过允允许许范范围围。。★2、方方法法：通通过过调调整整水水轮轮机机的的流流量量改改变变发发电电机机的的有有功功功功率率，，水水流流能能量量的的调调整整是是通通过过改改变变水水轮轮机机的的导导叶叶开开度度来来实实现现的的。。11/15/202218水轮机调节部部分具体内容：3）调速器型号号、结构及运运行参数★1、型号：第一部分表示示代号T，机械（无代代号）和电气气(D)液压式，单调调无代号）双双调（S），大小（大大型无代号、、特小型T、中小型Y）四部分内容容。如如：DST-100第二部分表示示工作容量，，有字母表示示改型序号，，中型的数据据表示执行接接力器的操作作力矩，大型型的数字表示示主配压阀直直径（mm）。第三部分表示示额定油压（（kg/cm2），2.5MPa及以下不标示示。11/15/202219水轮机调节部部分具体内容：2、运行稳定参参数：Bt:暂态转差率；Td:缓冲时间常数数；Tn:微分时间常数数；永态转差差系数bp（0%～10%）。接力器关闭与与开启时间；；工作油压等。。调速器.doc11/15/202220水轮机调节部部分具体内容：4）调速器试验验目的、方法法及注意事项项★1、目的：检查调速器的的质量，保证证机组在负荷荷突变时能满满足调节保证证计算的要求求和所规定的的动态指标，，找出最佳调调节参数，通通过机组运行行的可靠性及及稳定性和安安全性。★2、方法及注意意事项：开机前试验：：暂态转差系数数bt、缓冲时间常常数Td和加速时间常常数Tn的校验或比例例增益Kp、积分增益K1和微分增益Kd的校验；接力力器关闭与开开启时间调整整。11/15/202221水轮机机调节节部分分具体内内容：：★3、手动动开机机试验验：检查查调速速器部部件、、整机机及调调节系系统在在手动动、自自动切切换时时的工工作状状态是是否正正常，，调节节系统统是否否稳定定。防防止过过速，，缓慢慢启动动逐渐渐升高高转速速，发发现异异常及及时处处理或或停机机检查查，记记录空空载开开度、、水头头。★4、空载载扰动动试验验：实测测水轮轮机调调节系系统的的动态态特性性，求求得机机组在在空载载运行行时的的最佳佳调节节参数数和临临界稳稳定参参数。。★5、负荷荷扰动动试验验：观测测和分分析调调速器器在带带负荷荷运行行下的的动态态特性性及其其有可可能达达到的的最佳佳调节节过程程，并并选择择带负负荷的的最佳佳调节节参数数。★6、甩负荷荷试验验：校验验水轮轮机调调节系系统动动态特特性的的重要要项目目之一一，检检验调调速器器参数数和各各机构构的整整定是是否满满足调调节保保证计计算的的要求求。联联系系调度度、防防止飞飞逸和和钢管管破裂裂等。。11/15/202222水轮机机调节节部分分具体内内容：：5）水轮轮机调调节系系统参参数整整定方方法1、导叶叶关闭闭时间间整定定：手动全全开导导叶，，动作作事故故电磁磁阀，，记录录接力力器移移动全全行程程的时时间；；通过过调整整关闭闭时间间的螺螺母或或节流流阀。。2、运行行稳定定参数数：Bt:暂态转转差率率；Td:缓冲时时间常常数；；Tn:微分时时间常常数；；永态态转差差系数数bp。11/15/202223水轮机调节节部分具体内容：：6）调节保证证计算1、任务：通过计算最最终选择出出合适的导叶关闭时时间，关闭闭规律，使压力变化值值与转速上升值值均在允许范范围内，并并保证压力力水管系统统的设计和和机组选型型安全、经经济、合理理。主要解解决引水管管道中水压压力变化、、机组转速速变化、机机组调节时时间、导叶叶变化规律律以及水轮轮机特性等等相互联系系、相互制制约的因素素。为选择择机组和调调速器提供供技术数据据。2、几个参数数：Ts：导叶关闭闭时间；Tω：水流惯性性时间常数数；Ta：机组惯性性时间常数数；β：转速上升升率；ξ：压力上升升率。11/15/202224水轮机调节节部分具体内容：：技术要求：：水轮机引水水系统的水水流惯性时时间常数T对比例积分分微分(PID)型调速器不不大于4s对于比例积积分(PI)型调速器不不大于2.5s且水流惯性性时间常数数T与机组惯性性时间常数数Ta的比值不大大于0.4反击式机组组的Ta不小于4s冲击式机组组的Ta不小于2s。3、减少水击击压力和速速率上升值值措施：增加机组转转动惯量GD2（增大Ta）；设置置调压井井（室））或调压压阀（减减少Tω）；改变变导叶关关闭规律律（分段段关闭））；提高高调保计计算允许许值（增增加管壁壁厚提高高压力上上升允许许值；关关闭导叶叶时间延延长提高高转速上上升率））。11/15/202225水轮机调调节部分分具体内容容：7）水轮机机调速器器检修工工艺流程程、基本本方法。。11/15/202226水轮机辅辅助设备备部分岗位知识识要求：：1）掌握水水电厂辅辅助设备备的类型型、型号号、构造造和工作作原理；；2）掌握水水电厂油油、水、、气系统统的构成成及作用用；3）熟悉水水电厂通通风系统统及消防防系统。。11/15/202227水轮机辅辅助设备备部分具体内容容：1）空压机机、水泵泵、通风风机、进进水主阀阀等设备备各操作作控制及及指示仪仪表的布布置和作作用1、空压机机：是以原动动机为动动力，将将自由空空气加以以压缩的的机械。。我厂低低压气机机为螺杆杆式空气气压缩机机。高压压气机为为为三级级、风冷冷、单作作用活塞塞式压缩缩机。。面板辅助设备备.doc2、水泵：和水轮轮机相逆逆，靠其其它原动动机带动动而作功功，又叫叫水力工工作机。。我们常常用离心心泵、深深井泵。。3、主阀：检修机机组的安安全工作作条件；；停机时时减少机机组漏水水量和解解决漏水水大而不不能停机机；防止止飞逸事事故的扩扩大。主主阀分为为：蝴蝶蝶阀、球球阀、闸闸阀等，，一般水水头200m以上用球球阀；快快速闸门门（中低低水头，，120m以下）。。11/15/202228水轮机辅辅助设备备部分具体内容容：2）压油泵泵、漏油油泵、顶顶转子油油泵的工工作原理理1、压油泵泵：常采用用螺杆油油泵，主主动螺杆杆旋转时时，油进进入主从从动螺杆杆侧啮合合空间，，油进入入密封空空腔后如如同一液液体螺母母，而均均匀地沿沿螺杆移移动，最最后排出出。具有效率率高、流流量均匀匀、工作作平稳、、寿命长长、噪音音小等优优点，缺缺点是制制造工艺艺要求高高，成本本高，对对油质要要求高。。2、漏油泵泵：齿轮油油泵；11/15/202229水轮机辅辅助设备备部分具体内容容：3）水电厂厂技术供供水系统统、技术术排水系系统、冷冷却水系系统、生生活水系系统等的的构成1、技术供供水：由水源源、管网网、用水水设备以以及测量量控制元元件等。。主要作作用冷却却、润滑滑及水压压操作。。2、技术排排水：一般是是通过排排水沟和和排水管管，引至至设在厂厂房最底底部的集集水井中中，再用用专设的的渗漏排排水泵（（深井泵泵）排至至下游。。作用：：排除渗漏漏水、设设备的排排水和漏漏水以及及厂房生生活用水水和事故故排水。。3、冷却水水：管网、、轴承冷冷却器等等用水设设备、测测量控制制元件、、阀门等等。11/15/202230水轮机辅助设设备部分具体内容：4）机组润滑、、冷却油系统统及压力油系系统1、组成：贮油设备、用用油设备、管管网及油处理理设备。2、油系统分类类：润滑油（透平平油作用：润润滑、散热及及液压操作））、润滑脂脂（润滑、密密封、防护及及节约能源））、电气绝缘缘油（绝缘、、散热和消弧弧）等。3、压油装置的的部