葛洲坝、三峡毕业实习

1、本科毕业实习报告第1章 绪论1.1毕业实习的目的毕业实习旨在理论联系实际，是培养应用型人才，加强实践性教学环节的重要组成部分。其目的是为了印证和检验学生所学的专业知识和技能，通过毕业实习培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力，通过对工作岗位的适应性训练，提供学生认识社会解决实际工程及人际交往问题的机会，学习一线工人和管理人员敬业爱岗、吃苦耐劳的优秀品质，为学生毕业后尽快适应社会和工作打下一个良好的基础。1.2毕业实习的意义（1）全面了解发电厂主设备及生产流程，全面了解变电站主设备及操作规程；（2）了解并学习一定得现场实操技能；（3）利用专业知识分析生产实际中的相关技术问题；（4）学习实践工

2、作中的团队协作精神，树立正确劳动观。1.3实习时间和实习方式实习时间：2015年3月16日-27日（3-4周）实习方式：以集中实习为主，采取理论讲座、现场参观、跟班运行相结合的方式。1.4 实习地点和基本内容实习地点：葛洲坝大江电厂、二江电厂、500KV开关站、三峡水电站基本内容：（1）、实习动员，安全教育（2）听技术讲座、现场参观、跟班运行包括：发电厂部分变电站部分葛洲坝水电站部分三峡水电站部分第2章 发电厂部分发电厂（power plant）又称发电站，是将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能（二次能源）的工厂。19世纪末，随着电力需求的增长，人们开始提出建立电力生产中心的设想。电机制造技术

3、的发展，电能应用范围的扩大，生产对电的需要的迅速增长，发电厂随之应运而生。现在的发电厂有多种途径的发电途径：靠燃煤、石油或天然气驱动涡轮机发电的称火电厂，靠水力发电的称水电站，还有些靠太阳能（光伏），风力和潮汐发电的小型电站，而以核燃料为能源的核电站已在世界许多国家发挥越来越大的作用。2.1动力部分       电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体,它反映各设备的作用、连接方式和回路间的相互关系。所以，它的设计直接关系到全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护、自动装置和控制方式的确定，对电力系统的安全、经济运行起着决定的作用

4、。 主接线的基本形式可分为有汇流母线和无汇流母线两大类,它们又各分为多种不同的接线形式。 有汇流母线的接线形式的基本环节是电源、母线和出线。母线是中间环节,其作用是汇集和分配电能，使接线简单清晰，运行、检修灵活方便，进出线可有任意数目,利于安装和扩建。但是，有母线的接线形式使用的开关电气较多,配电装置占地面积较大,投资较大,母线故障或检修时影响范围较大，使用于进出线较多并且有扩建发展可能的发电厂和变电所。 (1)、单母线接线 只有一组工作母线的接线称单母线接线。这种接线的每回进出线都只经过一台断路器固 定接于母线的某一段上。(2)、双母线接线&

5、#160;有两组工作母线的接线称为双母线接线。每个回路都经过一台断路器和两台母线隔离开关分别与两组母线连接,其中一台隔离开关闭合,另一台隔离开关断开;两母线之间通过母线联络断路器连接。有两组母线后,使运行的可靠性和灵活性大为提高。 (3)、一台半断路器接线 一台半断路器接线又称3/2接线,即每两条回路共用3台断路器，每串的中间一台断路器为联络断路器。正常运行时,两组母线和全部断路器都投入工作，形成多环状供电,因此，具有很高的可靠性和灵活性。 无汇流母线的主接线没有母线这一中间环节,使用的开关电器少,配电装置占地面积小, 投资较少,没有母线故障和检修问题,但其中部分

6、接线形式只适用于进出线少并且没有扩建和发展的发电厂和变电所。 (4)、单元接线 发电机和主变压器直接连成一个单元，再经断路器接至高压系统，发电机出口处除厂用 分支外不在装设母线，这种接线形式称为发电机变压器单元接线。 发电机双绕组变压器单元接线，变压器可以是一台三相双绕组变压器或三台单相双绕组变压器。发电机和变压器容量配套，两台不可能单独运行，所以，发电机出口一般不装断路器，只在变压器的高压侧装断路器与变压器之间不必装隔离开关。但是为了便于发电机单独试验及在发电机停止工作时由系统供给厂用电，发电机出口可装设一组隔离开关。对200MW及以上机组，若采用封闭

7、母线可不装隔离开关，但应装有可拆的连接片。发电机出口也有装断路器，其主要目的是在机组启动时可从主变压器低压侧获得厂用电，在机组解、并列时减少主变压器高压侧断路器的操作次数。 发电机三绕组变压器单元接线，考虑到在电厂启动时获得厂用电，以及在发电机停止工作时仍能保持高、中压侧电网之间的联系，在发电机出口处需装设断路器；为了在检修高、中压侧断路器时隔离带电部分，其断路器两侧均应装设隔离开关。 当机组容量为200MW及以上时，可能选择不到合适的断路器，且采用封闭母线后安装工艺也较复杂；同时，由于制造上的原因，三绕组变压器的中压侧不留分接头，只作死抽头，不利于高、中压侧的调压和负荷分

8、配。所以，大容量机组一般不宜采用。 发电机变压器线路组单元接线，这种接线最简单，设备最少，不需要高压配电 装置。它可用于场地狭窄、附近有枢纽变电所的大型发电厂，其电能直接输送到附近的枢纽变电所。 当变电所只有一台主变压器和一回线路时，可采用变压器线路单元接线。2.2励磁系统介绍 同步发电机是电力系统的主要设备，它是将旋转形式的机械功率转换成电磁功率的设备。为完成这一转换，它本身需要一个直流磁场。产生这个磁场的直流电流称为发电机的励磁电流，专门为同步发电机提供励磁电流的设备，即励磁电压的建立、调整和使其电压消失的设备，统称为励磁系统。  

9、; 励磁系统设备一般由两部分组成，励磁功率设备和励磁控制设备。励磁功率设备：向励磁系统提供电源            控制设备：自动控制励磁系统的参数。主要是励磁调节器 励磁系统的分类有两种分类方式。其一是按照有无旋转励磁机来分，其二是按照功率电源的取向来分。 按照有无旋转励磁机的分类方式分为旋转励磁部分和静止励磁部分 按照功率电源的取向分类分为自励方式和他励方式 励磁系统的任务 如下：（1）、电压控制 &

10、#160; 同步发电机励磁自动控制系统通过不断调节励磁电流来维持机端电压为给定水平。  （2）、控制无功功率的分配   与无限大系统并联运行的机组调节励磁电流可以改变发电机的无功功率。但在实际运行中，与发电机并联运行的并不是无穷大系统。改变一台发电机的励磁电流，不但影响它自己的电压与无功，也将影响与它并联的机组的无功功率。因此，励磁自动控制系统还担负并联运行机组间的无功合理分配。  （3）、提高同步发电机并联运行的稳定性     a、励磁对静态稳定的影响 

11、单机向无穷大系统送电的极限功率为：  Pm=EqU/Xb、增加并入电网运行的发电机的阻尼转矩，以提高电力系统动态稳定性 及输电线路的有功功率传输能力。（4）、在电力系统发生短路故障造成发电机机端电压严重下降时，强行励磁， 将励磁电压迅速增升到足够的顶值，以提高电力系统的暂态稳定性。（5）、在发电机突然解列、甩负荷时，强行减磁，将励磁电流迅速减到安全 数值，以防止发电机电压过分升高。  (6)、在发电机内部发生短路故障时，快速灭磁，将励磁电流迅速减到零值 ，以减小故障损坏程度。 (7)、在不同运行工况下，根

12、据要求对发电机实行过励限制和欠励限制等， 以确保发电机组的安全稳定运行。2.3继电保护原理介绍 (1)、继电保护装置的定义 当电力系统中的电力元件（如发电机、线路等）或电力系统本身发生了故障或危及其安全运行的事件时，发出告警信号或跳闸命令，以终止这些事件发展的成套硬件设备。保护电力元件的称继电保护装置；保护电力系统的称安全自动装置。  为了保护电力运行设备及电力系统的正常运行，任何时候任何设备都不允许无保护状态运行。 （2）、继电保护装置的任务 将故障的电力设备从电力系统中切除，使其损坏程度减少到最小，保证无故障电力设备继续

13、正常运行。 反应不正常运行状态，发信号，在无人值班的变电所，保护可作用于减负荷或延时跳闸。 （3）、对继电保护装置的基本要求 选择性：保护装置选择故障元件的能力。即只切除故障设备或线路，以保证无故障部分正常运行。 快速性：快速切除故障设备或线路，保证系统的稳定。     灵敏性：对其保护范围内发生故障和不正常状态的反应能力。 可靠性：包括安全性（即不拒动）和可信赖性（即不误动）。安全性是指应该动作的故障不应拒动；可信赖性是指不应该动作的故障不应误动。第3章 变电站部分变电站，改变电压的场所。为了

14、把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。按规模大小不同，小的称为变电所。变电站大于变电所。变电所：一般是电压等级在110KV以下的降压变电站；变电站：包括各种电压等级的“升压、降压”变电站。3.1各种方式电气主接线及适用条件电气主接线是由变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线和电缆等一次设备，按一定的要求和顺序连接成的用以表示输出、汇集和分配电能的电路。变电站电气主接线的作用：可表明一次设备的数量和作用，设备间的连接方式，以及与电力系统的连接情况；也决定了配电装置的配置，以

15、及二次接线、继电保护及自动装置的配置等。(1)、不分段的单母线接线常用于变电站主变低压侧10KV系统中。适用范围：小型骨干水电站台以下或非骨干水电站发电机电压母线的接线；10kV出线（含联络线）回路不大于回；35kV出线（含联络线）回路不大于回；110kV出线（含联络线）回路不大于回。(2)、单母线分段接线常用于变电站主变低压侧10KV系统中或所用电低压交流系统中。适用范围： 610KV配电装置出线回路数在6回及以上；3560KV配电装置出线回路数在48回；110220KV配电装置出线回路数为4回。(3)、单母线带旁路母线接线适用于35kV及以上有重要联络线路或较多重要用户时采用，回路多采用专

16、用旁母，否则采用简易接线。 (4)、双母线接线 广泛应用于220KV系统中。适用范围：3560KV配电装置当出线回路数超过8回； 110220KV配电装置当出线回路数为5回及以上。(5)双母线分段接线对双母线进行分段,以应付220kV数目较多的进出线回路数。应该坚持一下的分段原则:第一,当进出线回路数为10回到14回时,在一组母线上用断路器分段。第二,当进出线回路大于或等于15回时,两组母线均用断路器分段。在双母线分段中,均装设两台母联兼旁路断路器。根据需要将母线分段,来限制220kV母线短路电流或系统解列运行的要求。(6)、一台半断路器接线适用范围：用于大型电厂和变电所330kV及

17、以上，进出线回路数6回及以上的高压、超高压配电装置中。3.2主变工作原理和选用原则3.2.1主变压器的工作原理：（1）、当一次绕组接交流电压后，就有励磁电流i1流过，该电流在铁心中可产生一个交变的主磁通（2）、在两个绕组中分别产生感应电势e1和e2 e1=N1 d/dt       e2=N2 d/dt（3）、若略去绕组电阻和漏抗压降，则以上两式之比为：    U1/U2(-e1)/(-e2)=N1/N2（4）、U1/U2(-e1)/(-e2)=N1/N2=k，k定义为变压器的变比。即：U1/U

18、2=N1/N2 =K图3-1从此式可以看出，若固定U1，只要改变匝数比即可达到改变电压的目的了。变压器就是按照“动电生磁，动磁生电”的电磁感应原理制成的。3.2.2主变选择的原则： （1）、主变压器的台数和容量 ，应根据地区供电条件 、负荷性质、用电容量和运行方式等综合考虑确定 。主变压器容量一般按变电所、建成后5-10年的规划负荷选择，并适当的考虑到远期的负荷发展，对于城网变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。 在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。如变电所可由中低压测电力网取

19、得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器。 装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60%的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。 具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧绕组的功率达到该变压器容量的15%以上，主变压器宜采用三相三绕组变压器 110KV及以上电压的变压器绕组一般户均为YN连接；35KV采用YN连接或D连接，采用YN连接时，其中性点都通过消弧线圈或小电阻接地 （2）本站主变压器台数的确定 本站有三个电压等级，由于此终端变电站来字两个不同的电站，所以选用两台三相三绕组的变压器，以后再根据负荷增长的

20、需求扩建一台三绕组变压器。由于近年经济的飞速发展，用户对电的需求增长迅速，又考虑到送入市区的220KV电力的十分昂贵，城市规划提供的站址路径十分困难，为充分利用条件应尽量加大输送容量。 （3）、主变压器容量的选择变压器最大负荷按下式确定          Pn>=K0*(P0+P1+.Pn) 式中：K0符合同时系数 对于装设有两台或三台主变的变电所，每台主变压器的额定容量SN通常按下式进行初选     

21、0;Sn>=0.6*Smax Smax变电所的最大计算负荷 亦可按下式进行选择       Smax/(N*Sn) N为主变压器的台数 0.87为最佳负荷率 经计算，本站选择2台240MVA的三相三绕组变压器，容量比100|/50/50.。无励磁调压变压器作为主变压器。 负荷率的计算见计算书，110kv最大负荷率为91.4%  35kv最大,最小负荷率78.4%  总负荷率为84.9% 3.3变电站互感器工作原

22、理、选用原则互感器（instrument transformer）又称为仪用变压器，是电流互感器和电压互感器的统称。能将高电压变成低电压、大电流变成小电流，用于量测或保护系统。其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压（100V）或标准小电流（5A或1A，均指额定值），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。关于选取，一般按照工作地点的条件（温度、湿度等）、额定电压、一次电流、二次电流（一般为5A）、一次电压、二次电压、准确度等级条件进行选择，并校验其短路动稳定度和热稳定度。必须注意：电流互感器的准确度等级与其

23、二次负荷容量有关。互感器二次负荷不得大于其准确度等级所限定的额定二次负荷。电流互感器在工作时，二次侧不得开路，电流互感器的二次侧有一端必须接地，电流互感器在连接时，要注意其端子的极性3.4变电站二次部分介绍二次设备凡对一次电气设备进行监视、测量、操纵、控制及起保护作用的辅助性电气设备。二次回路由二次设备连接成的回路称为二次回路或二次系统。按二次设备各种不同的用途可分为：继电保护二次回路、自动装置二次回路、控制系统二次回路、测量仪表二次回路、信号装置二次回路等。第4章 葛洲坝水电站葛洲坝水利枢纽它位于中国湖北省宜昌市境内的长江三峡末端河段上，距离长江三峡出口南津关下游2.3公里。它是长江上第一座

24、大型水电站，也是世界上最大的低水头大流量、径流式水电站。1971年5月开工兴建，1972年12月停工，1974年10月复工，1988年12月全部竣工。坝型为闸坝，最大坝高47米，总库容15.8亿立方米。总装机容量271.5万千瓦，其中二江水电站安装2台17万千瓦和5台12.5万千瓦机组；大江水电站安装14台12.5万千瓦机组。年均发电量140亿千瓦时。首台17万千瓦机组于1981年7月30日投入运行。葛洲坝工程具有发电、改善航道等综合效益。电站装机容量271.5万千瓦，单独运行时保证出力76.8万千瓦，年发电量157亿千瓦·时（三峡工程建成以后保证出力可提高到158万194万千瓦，年

25、发电量可提高到161亿千瓦·时）。电站以500千伏和220千伏输电线路并入华中电网，并通过500千伏直流输电线路向距离1000公里的上海输电120万千瓦。库区回水110180公里，使川江航运条件得到改善。水库总库容15.8亿立方米，由于受航运限制；2013年无调洪削峰作用。三峡工程建成后，可对三峡工程因调洪下泄不均匀流量起反调节作用，有反调节库容8500万立方米。4.1实习的安全与纪律4.1.1 电力生产企业在安全上遵循的原则：（a）安全第一、预防为主。安全是电力生产企业永恒的主题。（b）实习安全实习安全二个主要方面： 1）人身安全a ) 进入生产现场必须戴安全帽； b ）进入生产现

26、场必须与导电体保持足够的安全距离； c ) 在不知道设备状态的情况下，将其看作运行中的设备 d ) 三不伤害原则：不伤害自己，不伤害他人，不被他人伤害对于不同电压等级的电气设备（带电体），在设备不停电的情况下，安全距离如表4-1所示：表4-1 不同电压等级的安全距离额定电压等级安全距离500kV5m330kV4m220kV3m110kV1.5m35kV1m10kV及以下（含发电机13.8kV）0.7m注：在事先不知设备的工作状态情况下,需将设备视为运用中的设备(全部带有电压、部分带有电压或一经操作即带有电压的设备）；对机械旋转部位、运动部位也必须保持足够的安全距离。2）设备安全。要保证设备安全

27、，对实习人员必须做到：a)在生产现场，严禁任何人动任何设备；b)生产现场严禁吸烟、携带火种；c)任何人不得进入厂房或生产现场的“警戒区”；d)遇有检修试验或设备操作等情况，实习人员必须绕道而行；e)生产场所严禁照相、录音与录影；f)严禁实习人员将包、袋及照相、录影设备、器材等带入厂房内；g)禁止实习人员动用生产场所的电话机。4.1.2 实习纪律1）所有实习人员必须遵守实习接待单位的有关各项纪律与规章制度，服从接待方的管理；2）进出生产现场应佩带实习证或出示其它有效实习证件，自觉接受保卫人员的检查；3）在无接待单位接待实习人员带领、监护情况下，任何实习人员均不得进入生产现场；4）现场参观、实习过

28、程中，任何实习人员均不得脱离自己所在的编队。4.1.3、实际生产事故由于一些人不遵守安全生产规程，葛洲坝经常发生一些安全生产事故，例如：安装栏杆掉下水的，检修母线发生触电事故等等。杨工通过一个个鲜活的例子给我们敲响了警钟，让我们认识到准备安全规程，进行安全生产的重要性。4.2大江电厂4.2.1水力发电厂生产过程 机械角度来看，它是把水的位能和动能转换成电能的工厂，它的基本生产过程是：从河流高处或其他水库内引水，利用水的压力或流速冲动水轮机旋转，将重力势能和动能转变成机械能，然后水轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。能量转换方式，水力发电就是利用水力(具有水头)推动水力机械(水轮机

29、)转动，将水能-转变为à机械能，如果在水轮机上接上另一种机械(发电机)随着水轮机转动便可发出电来，这时机械能-又转变为à电能。水力发电在某种意义上讲是水的势能变成机械能，又变成电能的转换过程。 常见的分类：堤坝式水电厂（又分坝后式和河床式），引水式水电厂和混合式水电厂。  4.2.2大江电厂主接线介绍 发电厂、变电所（站）的电气设备，按照其功能可分为两类。第一类是直接与生产或输送电能（电力）有关的设备（例如：发电机、变压器、高压母线、断路器、隔离开关等），称为一次设备。第二类设备是对一次设备进行监测、控制、操作或保护的设备，我们称为二

30、次设备(例如：继电保护装置、励磁调节系统、断路器操作系统、电气仪表等）。一次、二次设备互相配合，保证电力生产与输送安全可靠进行。毫不另外，葛洲坝电厂的电气设备也包括了一次、二次设备两大部分，下面给大家介绍葛洲坝电厂电气一次部分。    葛洲坝电厂共装机21台，大江电厂安装 14台机组，二江电厂安装7台机组，总容量271.5万千瓦，年均发电量157亿千瓦时。   大江电厂为扩大单元接线方式，共4个扩大单元14台机组。500KV开关站采用3/2接线方式，六条进线六条出线，其中4条进线由大江厂房引入，2条进线通过联变从二江厂房引入

31、，1条出线（葛凤线）送到武汉凤凰山，2条出线（葛双I、葛双II）送到荆门的双河变电站，再由姚双线与河南的姚孟电厂连接，1条出线（葛岗线）送到湖南的岗市变电站，2条出线（葛换I、葛换II）与换流站相连，再经超高压直流输电送到上海的兰桥换流站，与华东网相连。4.2.3大江电厂的500kV开关站接线方式（1）接线方式采用3/2接线（见图4-3）。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（最大2820 MVA），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

32、重要枢纽变电站。图4-3 500kV开关站接线方式3/2接线正常工作情况下，每串上所有隔离开关和断路器全部都是接通的，两条母线是并联运行的（构成一个大的结点）。在这种情况下，每条线（无论进线还是出线）均有两个电流通路。从理论上讲，只要保证有一串连通，其它所有剩余串在均断开任一断路器（任意组合）都不会影响到全部进线、出线的正常工作，也不影响电力系统潮流改变（因为，两条母线仍然还是并联运行的，母线电压大小与相位均未改变），仅仅影响到变电站内部隔离开关和断路器电流与功率的分配。这种独有的可靠性是其它双母线接线方式（双母线和双母线带旁路以及双断路器接线）所不具备的，（这是它的特殊电路机构所决定的），因

33、此，全世界500kV及以上电压等级重要变电站均采用3/2接线。（有极少的4/3接线方式， 4/3接线电路结构与3/2基本相同，但一次设备布置与二次继电保护系统设计难度增大，未被广泛采用。理论上可以有 5/4、6/5等。3/2接线方式的特点 ：运行方式灵活多变，操作简便；投资大，维护工作量大，占地面积大。（2）、断路器、隔刀、地刀的编号规律 厂房为8字头，以发电机为核心  开关站为50字头，以线路为核心     与线路有关的隔刀带6字 地刀带7，靠母线侧为7，另为17（3）布置型式分相中型三列布置

34、（户外式）。（4）开关站有关配置开关站共6串，每串均作交互配置。（交叉配置：一串的2回线路中，一回是电源或进线，例一回是负荷或出线。）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例一条母线故障或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。要进行交互配置，进线和出线回数就必须成双配偶，一一对应。现实中肯定也会遇到不能对应的情况，例如进线与出线回数和是“单数”。遇到这种情况，普遍采用的方法是用“双断路器接线方式”，将“多余”的一回线接成“半串”，这在全世界电力系统的/接线变电站应用非常广泛。16串的出

35、线分别是：葛凤线、葛双 1回、葛双2回、葛岗线、葛换2回、葛换1回。其中葛凤线、葛双2回、葛岗线首端分别装设并联电抗器（DK）。因为这三回出线电气距离长、线路等效电感及电容量大，“电容效应”的影响严重，装设并联电抗器后，可以有效防止过电压的产生（ 过电压现象最严重的情况是线路空载 ）、适当地改善线路无功功率的分布、从而使系统潮流分布的合理性与经济性得到相应的改善。并联电抗器消除过电压的原理如图 4-4所示。图4-4 并联电抗器消除过电压的原理图4-5装设并联DK的三种情况并联电抗器的型号与参数如表4-2表4-2 并联电抗器的型号与参数型号DKDJ-50000/500额定容量50Mvar（单相）

36、额定电压500/1.732 kV（单相）额定电流157.5A冷却方式油浸自冷使用条件户外式制造厂家西安变压器厂16串的进线分别是：8B 与10B 并联引线、12B 与14B并联引线、16B与18B并联引线、20B引线（上述各变压器共连接大江电厂14台发电机组）。例外两条进线是二江电厂220kV开关站与大江电厂 500kV 开关站两台联络变压器（251B、252B）的高压侧引出线。251B、252B 为三绕组变压器，为使系统潮流分布合理、经济， 251B、252B设计为有载调压方式。由于高压额定电压等级为500kV、中压绕组额定电压等级为220kV，变比很小，故将二二者选为自耦式。4.3 二江电

37、厂主接线介绍4.3 .1、电厂概况 1970年12月30日开工，边勘测，边设计，边施工。 1980年12月24日葛洲坝电厂成立。 1981年1月截流，7月首台机组运行，1983年9月二江7台机组全部发电。 1986年6月大江首台机组运行，1988年12月大江14台机组全部发电。 总投资48.48亿元。 葛洲坝电厂现装机21台，共291万千瓦。二江7台机组共102万千瓦，大江14台机组共188.8万千瓦。 其中1、2机为大机，17万千瓦；3、14 机经增容后为13.4万千瓦； 421机为小机，12

38、.5万千瓦。 葛洲坝电厂历年累计发电量达3455亿千瓦时，是我国第一座发电量达到3000亿千瓦时的电站。 葛洲坝电厂多年平均发电量157亿千瓦时。 机组年利用小时为5800小时/年（我国水电厂平均水平在3000小时/年左右，火电厂约6300小时/年） 葛洲坝水利枢纽工程主要数据如下表4-3表4-3 葛洲坝水利枢纽工程简介项 目规 格项 目规 格大坝型式闸坝（直线坝）总装机容量271.5万kW厂房型式河床式电站厂房总装机台数21台大坝全长2606.5m过负荷运行容量288万kW大坝高度40m设计年发电量140.9亿kW·h坝顶高程70m实际年发电

39、量152162亿kW·h设计上有蓄水水位66m总发电量3000亿kW·h校核水位67m省内电价0.159元/kW·h实际运行水位6466.5m省外电价0.220元/kW·h水库总库容15.8亿立方米设计年利用小时5190h设计落差18.6m水库回水距离180km最大落差27m保证出力76.8万kw其中水库回水距离就是改善通航条件的里程,由此带来的效益,即为通航效益。大坝简图如图4-6。图4-6 葛洲坝大坝简图4.3.2二江主接线（1）主接线方式二江电厂：单元式接线方式，220KV开关站采用双母线带分段旁母运行方式。一机一变一线共7台机7条出线，1个母联，

40、2个旁路，2台联络变压器。7条出线分别为：葛雁（小雁溪）线、葛陈（陈家冲）线、葛远（远安）线、葛坡（长坂坡）线、葛桔（桔城变）线、葛白I（白家冲）回线、葛白II回线。 大江电厂：扩大单元接线方式，两机一变，两变一线，共4个扩大单元7台变压器14台机组。500KV开关站采用3/2接线方式，6条进线6条出线，其中4条进线由大江厂房引入，2条进线通过2台联络变压器从二江厂房引入。 （2）主接线图 二江电厂电气一次部分接线图如图4-7。图4-7 二江电厂电气一次部分接线图（3）接线特点：旁路母线分段。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

41、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，有可能出现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，当其中一台检修例一台处于备用状态，这样可靠性比旁路母线不分段、仅设置一台旁路断路器高。 4.3.3开关站的主要配置：出线8回 ：18E（其中7E备用）；进线7回 ：17FB（FB：发电机

42、变压器组）；大江、二江开关站联络变压器联络线2回；上述各线路各设置断路器一台、加上母联及2台旁路断路器，共19台断路器。母线：圆形管状空心铝合金硬母线。主母线分别设置电压互感器（CVT）及避雷器（ZnO）一组。4.3.4 断路器型号及几个重要参数：（ABB SF6）型号：ELFSP41 （单断口）额定工作电流：Ie=4000A; 额定开断电流：Ie.dk=50(63)kA; 动稳定电流（额定关合电流）： 125kA; 热稳定电流 ：50kA (4S); 固有动作时间：<20mS；燃弧时间：<25mS；全分闸时间：<50mS；切断负荷工作电流次数（<=4000A）：>

43、;5000次；4.3.5发电机与主变压器连接方式 机组及主变压器型号与参数 1）发电机与主变压器连接方式：采用单元接线方式。 2）机组及主变压器型号与参数：表4-3 的型号与参数 的型号与参数表4-4 的型号与参数表4-5 4.4励磁系统介绍 葛洲坝电厂励磁方式    它励：备励系统   自并励：20F-21F 3F，14F励磁系统     交流侧串联自复励：除上面的机组外都是 葛洲坝电厂1F-19F采用可控硅静止式交流侧串联自复励方式，

44、0;20F-21F采用可控硅静止式自并励方式，其一次电源接线与自复励相比，除没有CB外，其余部分都一样。自并励方式与其他励磁方式相比，设备和接线都比较简单，可靠性高，降低了造价，励磁调节速度很快，优点十分突出。但在发电机近机端短路时，由于机端电压很低，自并励系统强励能力差，由于短路电流的迅速衰减，带时限的继电保护有可能使拒动。交流侧串联自复励方式可以从励磁变和串联变同时获得电源，解决了发电机近机端  短路时的强励问题，但由于增加了串联变，设备和接线都变得复杂了。   在实际运行中，交流侧串联自复励系统存在的缺点：（1）、串联变运行噪声很大

45、60;。（2）、串联变的电抗使整流柜的可控硅换相角和可控硅的关断尖峰电压增大。（3）、由于整流柜阳极电压与发电机电压不同相位，且相位差在不同 的运行状况下也不相同，故励磁调节器只能在整流柜阳极采取同步电压信号，而整流柜阳极的交流波形很差，可能使同步采样出现错误。4.5电厂保护介绍 4.51大江厂房介绍 厂房保护装置主要有 ：机组保护装置 、主变单元保护装置、 厂用变保护装置。1机组保护： 主要故障类型：定子绕组相间短路，定子绕组同一相匝间短路，定子绕组接地故障，转子一点、两点接地故障，转子回路低励或失去励磁电流。 

46、不正常工作状态：过负荷，定子绕组过电流，定子绕组过电压，三相电流不对称，失步，过励磁等 机组保护配置情况   大江电厂机组保护装置为能达公司生产的WYB-021型微机继电保护装置，包括子一系统、子二系统、管理机及出口层。 2保护的作用及原理(1）纵差保护：反应发电机线圈及其引出线的相间短路。 (2）不对称保护 ：用于反应定子绕组同一相或分支短路。 （3）失磁保护：反应发电机端测量阻抗，作为发电机全失磁或部分失磁保护，三个判据 静稳阻抗判据 ；无功方向判据 ；变励磁电压判据。 

47、（4）过电压保护：用于反应发电机突然甩掉负荷时引起定子绕组过电压。 （5）低压过流保护：用于反应发电机外部短路引起的过电流及负荷超过发电机额定容量引起的三相对称过负荷。（6）负序过流保护：用于反应外部不对称短路或不对称故障引起的过电流及过负荷。 （7）转子过流保护：用于反应励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷。 （8）串并变过流保护：用于反应励磁用串并变发生故障引起的过电流。 3发电机纵差保护发电机纵差保护，是发电机相间故障的主保护。发电机差动保护由三个分相差动元件构成。若按由差动元件两侧输入电流的不同进行分类，可以分成完全纵差保护和不完全保

48、护两类。发电机完全纵差保护与不完全纵差保护的区别是：对于完全纵差保护，在发电机中性点侧，输入到差动元件的电流为每相的全电流，而不完全差动保护，由中性点输入到差动元件的电流为每相定子绕组某一分支的电流 4发电机横差保护 保护范围：反应发电机定子绕组的一相匝间短路和同一相两并联分支间的匝间短路。对于绕组为星形联接且每相由两个及以上并联引出线的发电机均需装设横差保护。优点：横差保护接线简单，能灵敏反应定子绕组匝间、分支间短路故障。   缺点：在定子绕组引出线或中性点附近发生相间短路时，两中性点连线中的电流较小，横差保护可能不动作，出现死区，可达152

49、0。 5失磁保护 反应发电机转子回路励磁电流减少或消失。 PT发生断线及系统非对称性故障时，失磁会误动，因此需要加负序电压闭锁。动作后果：跳出口开关、灭磁、停机。 发电机失磁对系统的主要影响： （1）、发电机失磁后，不但不能向系统送出无功功率，而且还要从系统中吸取无功功率，将造成系统电压下降。 （2）、为了供给失磁的发电机无功功率，可能造成系统中其他发电机过电压。 发电机失磁对自身的主要影响： （1）、发电机失磁后，转子和定子磁场间出现了速度差，并在转子回路中感应出转差频率的电流，引起转子局部过热。 （2

50、）、发电机受交变的异步电磁力矩的冲击而发生振动，转差率越大，振动也越厉害。 发电机失磁是一个相对缓慢的过程，其保护出口时间较长，因此不能作为发电机的主保护。 发电机主保护为差动保护、匝间保护或横差保护。 6.过电压保护 由于水轮发电机的调速系统惯性较大，动作缓慢，因此在突然甩去负荷时，转速将超过额定值，此时机端电压可能高达额定电压的1.82倍，将造成定子绕组绝缘损坏。 动作后果：跳出口开关、停机、灭磁 7.主变零序保护 反应变压器高压侧绕组引出线和220KV母线的接地故障，并作为相邻线路及变压器本身主保护的后备保护。

51、0;动作后果:  I段跳母联开关 II段跳出口开关、跳主开关、跳 厂变开关、停机、灭磁 8.自用变零序及过流保护 反应自用变低压侧的接地故障及自用变高、低压侧及其引线发生的故障。 动作后果：I段跳自用变开关DK4401 II段跳出口开关、停灭磁 9.厂变速断、厂变过流保护 反应厂用变高、低压侧单相、相间及三相故障 动作后果：跳厂变高压侧开关，并利用高压侧开关的闭接点，联跳低压侧开关。 10.定子一点接地保护 反应发电机定子及其引出线发生的一点接地故障。 保

52、护范围：利用三次谐波电压构成的定子接地保护，保护范围是靠近中性点侧2025部分，利用基波零序电压构成的定子接地保护，保护范围是靠近极端侧8590，由此构成100定子接地保护 葛洲坝电厂属小接地电流系统，在发生定子一点接地故障后，还可以继续运行12小时，不必立即停机处理，但是为了防止故障扩大至两点接地或多点接地短路故障，须迅速判明故障状况，视情况而定是否需申请停机处理。 动作后果：延时5s发报警信号 11.转子一点接地保护 反应发电机转子及其引出线发生的一点接地故障。 采用变极性原理，通过加在转子回路上的方波，提高转子不同位置发生接地保护的动作灵

53、敏度。 动作后果：延时5s发信号 转子两点接地的危害： （1）、转子绕组的一部分被短路，另一部分电流增加，破坏了发电机气隙磁场的对称性，引起剧烈振动，无功出力降低（2）、转子电流通过转子本身，造成转子磁化 （3）、转子局部受热，发生缓慢变形而偏心运转 12.PT断线保护 PT断线保护原理为 自产零序电压与PT开口三角零序电压平衡原理 表示PT断线 。发生PT断线时，阻抗保护可能误动，需要闭锁阻抗保护（失磁保护） 13.CT断线保护 CT断线时，差动保护可能误动，同时CT工作在异常状态，

54、需要闭锁差动保护，并发断线告警信号 为A相断线。 动作后果：延时58s发信号 14.瓦斯保护   瓦斯保护是变压器的主保护，能有效地反映变压器内部故障。 轻瓦斯继电器由开口杯、干簧触点等组成，作用于信号。重瓦斯继电器由挡板、弹簧、干簧触点等组成，作用于跳闸。 正常运行时，瓦斯继电器充满油，开口杯浸在油内，处于上浮位置，干簧触点断开。变压器内部故障时，故障点局部发热，引起油类溶解的空气逸出，同时，由于电离作用变压器油和其他杂质分解，形成气泡上升，进入瓦斯继电器的开口杯中，开口杯于是上浮，带动干簧触点接通，发出信号。 

55、当变压器内部故障严重时，产生强烈的瓦斯，使主变压器内部压力突增，产生很大的油流向油枕方向冲击，因油流冲击挡板，挡板克服弹簧的阻力，使干簧触点接通，作用于跳闸。 差动保护不能代替瓦斯保护，因为差动保护不能反应铁心过热、油面下降等故障，当变压器绕组发生少数线匝的匝间短路时，虽然短路匝内短路电流很大，并会造成局部绕组严重过热，产生强烈的油流冲击，但表现在相电流上却并不大，因此差动保护没有反应。而瓦斯保护却能灵敏反应。4.52主变保护介绍 1主要故障类型   内部故障：各相绕组之间发生的相间短路，单相绕组部分线匝之间发生的匝间短路，单相绕组或引出线通过

56、外壳发生的单相接地故障。   外部故障：绝缘套管闪络或破碎而发生的单相接地短路，引出线之间发生的相间故障。 2不正常工作状态即：外部短路或过负荷引起的过电流，油箱漏油造成的油面降低，变压器中性点电压升高，外加电压过高或频率降低引起的过激磁等。 3机组保护配置情况   第一、四单元保护装置为能达公司生产的WYB-3C型微机变压器保护装置，第二、三单元保护装置为南自厂生产的WBZ-500H型微机变压器保护装置。 4保护的作用及原理 (1）差动保护：采用差电流原理。构成：比例制动差动保护二次谐波制动五

57、次谐波制动差速断，反应变压器绕组和引出线的多相短路，大接地电流电网侧绕组和引出线接地短路以及绕组匝间短路。   为了避免由于各个电流互感器的饱和特性和励磁电流不同及其他原因引起不平衡电流造成保护误动而设置比例制动。   在变压器空载投入或外部短路故障切除后，电压恢复过程中，变压器一侧会产生激磁电流，此电流二次谐波分量含量多，此时设置二次谐波制动以防保护误动。   由于发电机励磁系统的误操作或失调，或电力系统的不正常运行，激磁电流中五次谐波电流分量很大，所以取五次谐波制动以防保护误动。 对于大型变

58、压器，为防止在较高的短路水平时，由于电流互感器饱和时高次谐波量增加，产生极大的制动力矩而使差动元件拒动，设置差速断快速动 复合过流：由一个负序电压继电器和一个接在相间电压上的低电压继电器共同组成的电压复合元件，两个继电器只有一个动作，同时过电流继电器也动作，装置即启动。 过激磁：大型变压器的额定工作磁密和它的饱和工作磁密相差不大，据B=KU/f，当U/f增加时，工作磁密B增加，当铁心饱和后，励磁电流急剧增大，造成变压器过激磁，此时应装设过激磁保护。 重瓦斯：变压器的主要保护，能有效反应变压器内部故障 4.5.3厂用变保护包括：差动、速断、过流、过激磁、瓦

59、斯保护等。第5章 三峡电站三峡大坝位于中国湖北省宜昌市境内，距下游葛洲坝水利枢纽工程38公里；是当今世界最大的水利发电工程三峡水电站的主体工程、三峡大坝旅游区的核心景观、三峡水库的东端。三峡工程大坝坝址选定在宜昌市三斗坪。坝址区河谷开阔，两岸岸坡较平缓，江中原有一小岛（中堡岛），具备良好的分期施工导流条件。枢纽建筑物基础为坚硬完整的花岗岩体。修建了宜昌至工地长约28 公里的专用高速公路及坝下游4公里处的跨江大桥西陵长江大桥。还修建了一批坝区码头。坝区具备良好的交通条件、重要水工建筑物。 三峡大坝工程包括主体建筑物及导流工程两部分，全长约2309m，坝高185m，工程总投资为

60、954.6亿人民币，于1994年12月14日正式动工修建，2006年5月20日全线修建成功。经国家防总批准，三峡水库于2011年9月10日零时正式启动第四次175米试验性蓄水，至18日19时，水库水位已达到160.18米。2012年7月23日，三峡枢纽开启7个泄洪深孔泄洪。上游来水流量激增至每秒4.6万立方米。2012年7月24日，三峡大坝入库流量达7.12万立方米/秒，是三峡水库建库以来遭遇的最大洪峰。同时，三峡大坝的完工转移了超过39亿立方米的水到海拔175米的高度，根据美国太空总署的计算，这人为的减缓了地球自转，使每天都比过去延长0.00000006秒。5.1 大坝 

61、  拦河大坝为混凝土重力坝，坝长2309米，坝顶高程185米，最大坝高181米。泄洪坝段位于河床中部，总长483米，设有22个表孔和23个泄洪深孔，其中深孔进口高程90米，孔口尺寸为7×9米；表孔孔口宽8米，溢流堰顶高程158米，表孔和深孔均采用鼻坎挑流方式进行消能。电站坝段位于泄洪坝段两侧，设有电站进水口。进水口底板高程为108米。压力输水管道为背管式，内直径12.40米，采用钢筋混凝土受力结构。校核洪水时坝址最大下泄流量102500立方米/秒。  5.2 水电站    水电站采用坝后式布置方案，共设有左、右两组厂房和地下厂房。共安装32台水轮发电机组，其中左岸厂房14台，右岸厂房12台，地下厂房6台。水轮机为混流式，机组单机额定容量70万千瓦。  5.3 通航 建筑物通航建筑物包括永久船闸和升船机（技术公关中，计划用螺旋杆技术取代原计划的钢缆绳提升技术），均位于左岸。永久船闸为双线五级连续梯级船闸。单级闸室有效尺寸为280×34×5米（长×宽×坎上最小水深），可通过万吨级船