第三章 水轮发电机微机综合自动化装置运行操作

1、第三章 水轮发电机综合自动化装置运行操作第一节 概述水轮发电机组采用微机综合自动化装置以实现对其进行微机保护、监控。达到以下要求：1 提高水电站设备运行的可靠性。2 保证水电站的电能质量和电网运行的稳定性。3 加快水电站控制调节过程及设备的安全运行。4 实现水电站的优化运行。5 减轻运行人员的劳动强度，减少运行人员，提供减员增效的必要条件。在水电站采用微机综合自动化装置可减轻运行人员的劳动，减少运行人员。但水电站的运行中、值班人员还必须在特定情况下进行必要的操作，对机组进行必要的调节，对设备进行必要的巡视检查，在中控室进行一定的监控，这就要求熟悉发电机监控单元（例如：EDCS-6310）、发电

2、机主保单元（例如：EDCS-6320）、发电机辅保单元（例如EDCS-6330）和微机综合自动化装置系统的上位机操作说明书，PLC温度巡检仪性能以及辅助设备调速器、励磁系统、油水气等设备性能的了解，能对其进行操作、维护、管理。第二节 水电站计算机监控、保护要求水电站计算机监控的内容在不同的水电站有所不同，但基本内容不外乎：水电站设备的控制，水电站设备的调节，水电站设备的保护，水电站设备的监测，水电站设备的运行状态、运行参数的自动记录、打印，作为调度自动化系统的远方终端(RTU)，水电站优化运行，水电站的事故处理。上述内容中，有部分是水电站常规自动控制系统同样具有的，有部分内容是水电站采用计算机

3、监控后增加的。一、水电站设备的控制水电站设备控制操作的内容有：水电站机组的控制，水电站辅助设备的控制，水电站进水主阀、进水闸门的控制，水电站升压站电气设备的控制和厂用电的控制。1水电站机组的控制 水电站机组的控制包括机组的自动开机发电、自动停机、事故停机等的控制操作，控制操作对象是机组。中小水电站一般不担负电网的调相任务，若有调相任务的水电站，则还有自动开机到调相运行，调相运行到自动停机的控制操作。2水电站辅助设备的控制 水电站辅助设备的控制主要有技术供水系统、渗漏排水系统、高低压压缩空气系统等，中小水电站的油系统，检修排水系统较简单，在水电站中对自动化要求较低。对于采用水泵供水的技术供水系统

4、，控制操作对象一般为供水水泵，也包括部分供水系统的阀门。对于采用自流供水的技术供水系统，控制操作对象为阀门，根据机组的启停及技术供水情况进行切换操作。渗漏排水系统的控制操作对象为排水水泵，根据集水井水位的高低控制排水水泵的启停。 高、低压压缩空气的控制对象为高低压空气压缩机，根据高低压储气罐中的压力高低，分别控制高低压空气压缩机的启停。3水电站进水主阀、进水闸门的控制水电站在正常运行的情况下，进水主阀、进水闸门是处于开启状态，在机组正常开停机操作过程中是不操作的，但若水轮机导叶漏水严重，正常运行停机时，机组不能停下来，将影响推力轴瓦的寿命，则须关闭进水主阀或进水闸门，同时也保证机组停机后不致浪

5、费水量；还有就是当水轮机的导叶被杂物卡住或其他的原因不能关闭时，也必须关闭进水主阀或进水闸门，保证机组停机；当水轮机的引水管破裂时，须通过关闭进水闸门切断水流，保证电站的安全。可见，对水电站进水主阀、进水闸门控制操作的可靠性要求很高，很明显，水电站进水主阀、进水闸门的控制操作对象就是进水主阀、进水闸门。4水电站升压站的控制水电站升压站的控制操作对象是油断路器，控制油断路器的分合。隔离开关一般是采用手动操作的，当隔离开关配上电动或电磁操作机构时，也可由计算机控制操作。5厂用电的控制厂用电的控制对象是交直流厂用电、自动开关、接触器等。二、水电站机组的调节 水电站设备的调节有：水电站机组的调节、整个

6、水电站的调节、水电站升压站的调节。1水电站机组的调节在采用计算机监控的电站，水电站机组计算机控制系统的调节主要是针对并入电网担负基荷的机组而言，调节的内容为调节机组的有功功率和无功功率(或功率因数)，调节对象为水轮发电机组。对于在电网中担负调频任务的电站的机组来讲，频率调节是由水轮机调速器自动完成的，电压调节是由发电机励磁调节系统自动完成的，机组计算机控制系统对水轮机调速器、发电机励磁调节系统进行控制，但不直接调节机组的频率和电压。2整个水电站的调节 并网运行并采用常规自动控制系统的水电站，是利用有功功率和无功功率成组调节装置来完成水电站所有机组的有功功率和无功功率分配。采用计算机监控的水电站

7、，可利用监控系统配置的优化运行软件对水电站所有机组的有功功率和无功功率进行分配，还可使水电站按照上游水位运行，利用中长期洪水预报及实时雨量测报系统调整整个水电站的运行方式，整个水电站的调节对象为水电站的所有机组。3水电站升压站的调节 水电站升压站的调节对象是升压变压器，随着水电站所在电网运行方式的改变，需调节变压器分接头，以改变变压器高压侧的电压。采用无载调压的变压器需停电后由运行人员改变分接头的位置，无法实现自动调节；采用有载调压的变压器，则不需停电，即可由水电站计算机监控系统自动调节分接头的位置，达到调节变压器高压侧电压的目的。 三、水电站设备的保护水电站设备的保护有：水电站机组的保护、水

8、电站升压站电气设备的保护和厂用电的保护。1 水电站机组的保护水电站机组的保护分为电气保护和机械保护。（1） 电气保护机组的电气保护是指发电机的电气保护，主要内容有：过电流保护、过负荷保护、过电压保护、欠电压保护、低频保护、差动保护、零序保护、负序保护、转子一点接地保护等。保护对象是发电机，对于不同的机组，保护的数量和种类是有差别的。 （2） 机械保护 水轮发电机组的机械保护主要有：轴承温度过高、轴承油位过高、轴承油位过低、定子温度过高、技术供水中断、导叶剪断销剪断、机组过速等，保护对象是水轮发电机组。对于不同的机组，保护的数量和种类同样是有差别的。 2水电站升压站电气设备的保护 水电站升压站电

9、气设备的保护分为出线保护和主变压器保护，有的还有母线保护。（1） 出线保护 出线保护主要内容有：过电流保护、过负荷保护、过电压保护、欠电压保护、零序保护、负序保护等。保护对象为出线，对于不同的线路，保护的数量和种类是不同的。（2） )主变压器保护主要内容有：差动保护、过电流保护、过电压保护、气体保护、温度过高保护等。保护对象为主变压器，对于不同的变压器，保护的数量和种类是不同的。3厂用电保护交流厂用电的保护对象为厂用变压器，主要内容有：过电流保护、过负荷保护、过电压保护等。对于不同的厂用变压器保护是有差别的。 厂用直流系统的保护对象为直流屏，主要内容有：直流系统接地、充电机故障等，对于不同的直

10、流系统，保护是有差别的。四、水电站设备的监测 水电站设备的监测内容一般有：水电站机组的监测、水电站升压站电气设备的监测、水电站进水口拦污栅及上下游水位的监测、水电站辅助设备的监测、厂用电的监测等。1水电站机组的监测 水电站机组的监测对象为水轮发电机组，监测内容一般有：发电机三相电压、发电机三相电流、机组频率、有功功率、无功功率、功率因数、励磁电流、励磁电压、有功电能、无功电能、定子温度、轴承温度、技术供水水压、蜗壳、压力、顶盖压力、尾水管压力真空、主轴的摆度、导叶开度等。2水电站升压站电气设备的监测 水电站升压站电气设备的监测分为出线监测、主变压器监测和母线监测。（1） 出线监测出线监测的对象

11、为出线线路，监测内容一般有：三相电压、三相电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能等。（2） 主变压器监测主变压器监测的对象为主变压器自身，监测内容一般有：三相电压、三相电流、功率因数、有功功率、无功功率、温度等。（3） 母线监测 母线监测对象为升压站内的母线，监测内容一般有：母线三相电压、频率等。3水电站进水口拦污栅及上下游水位的监测（1） 水电站进水口拦污栅的监测水电站进水口拦污栅的监测内容一般有：拦污栅前后压差。（2） 上、下游水位的监测 上、下游水位的监测内容为水电站上下游的水位。4水电站辅助设备的监测水电站辅助设备的监测分为技术供水监测、高低压压缩空气监测、渗漏排

12、水监测。（1） 技术供水监测技术供水监测的内容通常为技术供水水压。 （2） 高低压压缩空气监测高低压压缩空气监测内容为高压压缩空气气压和低压压缩空气气压。（3） 渗漏排水监测渗漏排水监测内容为渗漏排水集水井水位。5水电站厂用电的监测 水电站交流厂用电的监测内容主要是厂用变压器的三相电压、三相电流、功率因数、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能等。直流厂用电的监测内容主要是直流电压。五、水电站设备的运行状态、运行参数的自动记录、打印采用常规自动控制系统的水电站，水电站运行情况、运行参数的记录，由运行人员在运行日志上人工记录，水电站实现计算机监控后，则可由计算机监控系统自动完成数据采集，并打印出

13、运行日志，自动统计日、月、年运行报表。水电站设备的运行状态、运行参数的自动记录、打印的内容有：整个水电站的运行状态、运行参数，水电站机组的运行状态、运行参数，水电站升压站的运行状态、运行参数，水电站厂用电设备的运行状态、运行参数。上述这些运行状态、运行参数可由计算机监控系统自动按设计好的日、月、年运行报表打印出来。1整个水电站的运行状态、运行参数整个水电站的运行状态、运行参数的记录打印内容有：水电站日、月、年的最大、平均、最小有功功率、无功功率，水电站日、月、年的最大、平均、最小负荷曲线，水电站日、月、年的有功电能、无功电能，水电站上、下游水位等。2水电站机组的运行状态、运行参数。水电站机组的

14、运行状态、运行参数的记录打印内容有：三相电压、三相电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能、励磁电流、励磁电压、机组蜗壳水压、顶盖水压、尾水管水压、主轴摆度、机组开停机时间、机组事故情况等。3水电站升压站的运行状态、运行参数 水电站升压站的运行状态、运行参数的记录打印内容有：升压站油开关的分合状态，升压站母线三相电压、频率，主变压器三相电压、三相电流、功率因数、有功功率、无功功率，出线线路三相电流、功率因数、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能等。4水电站辅助设备的运行状态、运行参数水电站辅助设备的运行状态、运行参数的记录打印内容有：技术供水系统的主备用切换状态、水压，高

15、、低压压缩空气系统的主备用切换状态、气压，渗漏排水系统主备用切换状态、工作时间间隔、集水井水位等。5水电站进水口设备的运行状态、运行参数 水电站进水口设备的运行状态、运行参数的记录打印内容有：进水口闸门启闭状态，拦污栅压差等。 6水电站厂用电设备的运行状态、运行参数水电站交流厂用电设备的运行状态、运行参数的记录打印内容有：三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能、厂用电切换状态等。水电站直流系统设备的运行状态、运行参数的记录打印内容有：直流电压。六、作为调度自动化系统的远方终端(RTU)水电站计算机监控系统，能直接对水电站设备进行控制操作、数据采集，因此可以作为调度自动化系统

16、的远方终端(RTU：Remote Terminal Unit)，通过水电站计算机监控系统的通信口与调度端的计算机进行数据交换。采用常规自动控制系统的水电站，要实现调度自动化，则必须增加RTU、电气量、非电气量变送器、传感器等。七、水电站优化运行在水电站实现优化运行也是水电站计算机监控的内容，水电站计算机监控系统利用中长期洪水预报及实时雨量测报，可使水电站进行优化运行，合理调整水电站的运行，合理分配机组间的负荷，使整个水电站运行的综合效率最高，达到消耗尽量少的水发出尽量多的电的目的。对于径流式水电站，水电站计算机监控系统可使电站机组按上游水位调节机组出力，实现简易优化运行。 八、水电站的事故处理

17、水电站计算机监控系统的事故处理内容主要分为机组事故处理和升压站电气设备事故处理。自然也还有水电站其他设备的事故处理。 1机组事故处理 当水电站计算机监控系统检测到机组出现事故，计算机监控系统即中止正常运行，转向事故处理，分发电机出口断路器；机组与电网解列，关机。当关机过程中出现水轮机导叶不能关闭的情况，则关进水主阀或进水口闸门，同时进行事故记录、发出告警。2升压站电气设备事故处理 当水电站计算机监控系统检测到升压站电气设备出现事故，计算机监控系统自动转向事故处理。若是线路事故，分线路断路器；若是变压器事故，分变压器二侧断路器，同时进行事故记录并发出告警。第三节 水轮发电机组的开机不论采用常规自

18、动控制设备或采用计算机监控设备来控制水轮发电机组，水轮发电机的控制过程基本是不变的，只不过实现的设备各有差异而已。1开机条件（1） 发电机断路器在跳闸位置，断路器合闸位置继电器的动合触点在断开位置。 （2） 发电机制动闸内无风压，制动闸在落下位置，制动闸位置开关在断开位置。（3） 水轮发电机组无事故、故障。紧急停机按钮没有按下；发电机灭磁开关在跳闸位置，灭磁开关动合辅助触头在断开位置；水轮机导水机构剪断销正常，剪断销信号器的动合触点在断开位置；机组轴承、绕组温度正常，温度信号器的动合触点在断开位置；各轴承的油位正常，液位信号器的动合触点在断开位置；调速器油压正常，油压偏低、事故低油压压力信号器

19、的动合触点在断开位置；发电机励磁风机运行，励磁风机接触器的动合辅助触点在闭合位置；发电机无电气事故，发电机电气事故出口继电器的动合触点在断开位置，也就是说发电机差动继电器、复合电压过电流继电器、过电压继电器、发电机失磁继电器、发电机过负荷继电器、转子一点接地继电器、发电机电压互感器TV断线监视继电器、发电机电流互感器TA断线监视继电器等的动合触点在断开位置；主变压器无事故，事故出口继电器的动合触点在断开位置。2开机操作当上述开机条件满足后，开机准备信号发出。开机操作过程如下。（1） 蝶阀开启 a 开机联动开启蝶阀 操作开停机控制开关，将控制开关拧向开机方向，其触点1、2接通。首先检测蝶阀启闭位

20、置，若蝶阀全关限位开关的动合触点闭合，则表明蝶阀在关闭位置，主机先联动开启蝶阀，蝶阀开启中间继电器动作，向蝶阀开启回路发出开启命令，蝶阀开启中间继电器由主机经一定延时后动作复归；在蝶阀开启过程中，蝶阀开启位置信号灯闪烁；当蝶阀开启后，蝶阀全关限位开关的动合触点断开，蝶阀关闭位置信号灯熄灭；当蝶阀到达全开位置时，蝶阀全开限位开关的动合触点闭合，蝶阀开启位置信号灯为平光点亮。b 直接操作开启蝶阀 开启蝶阀的另一种方法，就是不采用开机联动开启蝶阀，在把开停机控制开关拧向开机方向前，在蝶阀就地控制柜或机旁屏操作蝶阀启闭控制开关，先把蝶阀开启。如在机旁屏上操作蝶阀启闭控制开关，把控制开关拧向蝶阀开启方向

21、，其触点1、2接通，主机控制蝶阀开启中间继电器动作，向蝶阀开启回路发出开启命令，蝶阀开启中间继电器由主机经一定延时后动作复归；在蝶阀开启过程中，蝶阀开启位置信号灯闪烁；当蝶阀开启后，蝶阀全关限位开关的动合触点断开，蝶阀关闭位置信号灯熄灭；当蝶阀到达全开位置时，蝶阀全开限位开关的动合触点闭合，蝶阀开启位置信号灯为平光点亮。（2） 投技术供水当机组开停机控制开关拧向开机方向，蝶阀已开启，主机检测蝶阀全开限位开关的动合触点闭合，蝶阀开启位置信号灯点亮。则主机继续检测上导轴承冷却水、推力轴承冷却水、主轴密封水等的示流信号器的动合触点，若这些动合触点没有闭合，则表明技术供水未投入，主机开机联动投技术供水

22、，投技术供水中间继电器动作，若投切技术供水的电磁阀为瞬时通电型的，则由主机经一定的延时后复归；当技术供水投入后，使得上导轴承冷却水、推力轴承冷却水、主轴密封水等的示流信号器的动合触点闭合。（3） 合发电机灭磁开关主机控制合发电机灭磁开关中间继电器动作，接通灭磁开关合闸回路，灭磁开关合闸，灭磁开关动合辅助触点闭合。（4） 开水轮机导叶 采用机械液压或电气液压调速器的机组，可以取消开机继电器和停机继电器。 主机控制调速器开度限制增加中间继电器动作，调速器开度限制开至空载位置，开度限制空载位置开关的动合触点闭合；主机控制导叶开度增加中间继电器动作，水轮机导叶开至空载开度，导叶空载开度位置开关的动合触

23、点闭合；水轮发电机组随着导叶的开启而起动旋转。 在开机过程中，主机控制开机继电器动作，向微机调速器发出开机命令，微机调速器自动开启导叶开度限制和导叶至空载位置，水轮机导叶开至空载开度，导叶空载开度位置开关的动合触点闭合；水轮发电机组随着导叶的开启而起动旋转。 （5） 起励水轮发电机组起动后逐渐加速，当转速信号器中表示80额定转速的动合触点闭合，机组的转速达到80额定转速时，发电机的电压还没有建立，主机控制起励中间继电器动作，接通发电机的起励回路，使发电机建压。（6） 自动准同期并网在开机前或开机过程中，操作自动投切自动准同期装置，当机组转速达到95额定转速的动合触点闭合，主机控制投自动准同期装

24、置的中间继电器动作，把自动准同期装置投入运行，自动准同期装置自动调节机组的频率和电压，当达到准同期条件时，自动准同期装置发出合闸命令，发电机机端断路器合闸，断路器合闸位置继电器的动合触点闭合，中间继电器动作，退出自动准同期装置。对于机械液压或电气液压调速器采讲，发电机断路器合闸后，主机将把调速器导叶开度限制打开至全开位置，主机控制调速器开度限制增中间继电器动作，当导叶开度限制打开至全开位置时，导叶开度限制全开位置开关动合触点闭合。 当自动投切自动准同期装置选择开关在断开位置时，即使机组转速达到95额定转速时，主机也不把自动准同期装置投入运行，则机组不能通过自动准同期装置并网，但是可以通过运行人

25、员参质MZ-10同期表指示，由手动准同期并网。若机组不需并网，可以不进行同期操作，水轮发电机组由调速器和励磁装置调节机组的频率和电压，使机组在空载状态下运行。（7） 发电运行当机组转速达到95%NH时，由主机命令励磁系统开始起励程序操作（或人工控制起励过程）在接近额定电压，发出同期合闸命令，经检同期（检无压）自动并网。（8） 机组有功功率和无功功率给定(或功率因数给定)（9） 开机未完成当开机命令发出经过一定的时间后，机组还没有完成开机过程，主机就控制机组故障继电器和机组故障保持继电器动作，主系统送去机组开停机未完成信号。3水轮发电机组的开机流程图如下所示：开主阀主阀两端平压旁通阀开开主阀命令

26、前池闸门全开引水钢管平压开前池闸门命令主阀全关前池闸门全关前池水位正常导叶全关开前池闸门主阀全开开机准备好开机准备好指示灯亮调度、中控或机旁发开机命令开机开启开度限制至空载转速至空载90%转速起励至额定电压DL合闸调度、中控或机旁发同期合闸命令(检同期、检无压)开限开至全开开机过程结束机组带上设定负荷MK合闸冷却水投入开机监视5min开机未完成机组无事故制动已复归DL分闸主阀全开PLC运行第四节 水轮发电机组的停机1正常停机 （1） 卸负荷操作开停机控制开关，将控制开关拧向停机方向，其触点接通，主机控制水轮机导叶开度减小中间继电器动作，减小水轮机导叶开度，机组卸负荷。 操作开停机控制开关，将控

27、制开关拧向停机方向，其触点接通，主机控制机组停机中间继电器KSP动作，向微机调速器发出停机命令，微机调速器减小水轮机导叶开度，机组卸负荷。（2） 断路器跳闸、灭磁开关跳闸 当水轮机导叶关至空载开度，导叶空载开度位置开关动合触点从闭合状态变为断开状态，主机控制断路器跳闸中间继电器动作，接通断路器跳闸回路，发电机断路器跳闸，断路器合闸位置继电器动合触点处于断开位置；主机控制灭磁开关跳闸中间继电器动作，接通灭磁开关跳闸回路，发电机灭磁开关跳闸，灭磁开关动合辅助触点断开。对于采用微机调速器的机组，断路器跳闸命令也有从调速器发出的。（3） 导叶开度限制关至全关a 采用机械液压或电气液压调速器的机组当发电

28、机断路器跳闸后，主机控制导叶开度限制减小中间继电器和导叶开度减小中间继电器动作，调速器导叶开度限制和水轮机导叶均关至全关；开度限制全关位置开关的动合触点闭合，导叶开度全关位置开关的动合触点闭合。b 采用微机调速器的机组当发电机跳闸后，调速器导叶开度限制和水轮机导叶均关至全关，开度限制全关位置开关的动合触点闭合，导叶开度全关位置开关的动合触点闭合。 （4） 机组制动水轮机导叶全关后，机组转速下降，当转速信号器SN表示30额定转速的动合触点闭合，主机控制制动器制动中间继电器动作，机组制动器制动。（5） 制动解除、切技术供水当机组停止转动后，转速信号器SN表示0转速的动合触点闭合，主机经一定的延时，

29、控制制动器复归中间继电器、切除技术供水中间继电器动作，解除机组的制动，切除机组的技术供水，完成机组正常停机。 （6） 停机未完成 当停机命令发出经过一定的时间后，机组还没有完成停机过程，主机就控制机组故障继电器和机组故障保持继电器动作，起动信号系统发出机组开停机未完成信号并点亮光字牌。2事故停机（1） 机组出现电气事故a 断路器跳闸、灭磁开关跳闸当水轮发电机组出现电气事故时，除继电保护作用于断路器跳闸，主机还控制断路器跳闸中间继电器动作，接通断路器跳闸回路，发电机断路器跳闸，断路器合闸位置继电器动合触点处于断开位置，主机控制灭磁开关跳闸中间继电器动作，接通灭磁开关跳闸回路，发电机灭磁开关跳闸，

30、灭磁开关动合辅助触点断开。b 水轮机导叶全关 主机在控制发电机断路器、灭磁开关跳闸的同时：采用机械液压或电气液压调速器的机组主机控制调速器紧停电磁阀中间继电器和导叶开度限制减小中间继电器动作，把水轮机导叶关至全关位置，水轮机导叶开度限制全关位置开关和水轮机导叶开度全关位置开关的动合触点闭合。采用微机调速器的机组，主机控制调速器紧停电磁阀中间继电器和机组停机继电器动作，把水轮机导叶关至全关位置，水轮机导叶开度限制全关位置开关和水轮机导叶开度全关位置开关的动合触点闭合。c 报警在主机控制跳闸和关导叶的同时，主机点亮机旁屏上机组事故光字牌，同时控制机组事故出口继电器动作和事故出口保持继电器动作，以接

31、通音响报警和光字牌回路。事故出口继电器和事故出口保持继电器都是用于向由中央音响信号系统发出机组事故信号，事故出口继电器由主机控制经过一短暂延时后复归，以便当机组的第二个事故出现时，再次起动中央信号，用于保持机组的事故信号，只要机组的事故没有消除，主机则一直保持其处于动作状态。当机组出现事故时，主机构成的中央音响信号系统检测到动合触点瞬时闭合，则起动报警系统，当运行人员按复归键后，报警停止。当机组出现第二个事故，再次瞬时闭合，再次起动报警系统，进行语音报警，CRT自动弹出事故画面。 d 机组制动、切除技术供水机组制动、制动复归和切除技术供水同机组正常停机一样，不再复述。（2） 机组出现机械事故a

32、 水轮机导叶全关、发电机断路器和灭磁开关跳闸采用机械液压或电气液压调速器的机组主机控制调速器紧停电磁阀中间继电器和导叶开度限制减小中间继电器动作，关闭水轮机导叶，在水轮机导叶关至空载位置时，导叶空载开度位置开关的动合触点闭合，主机控制断路器跳闸中间继电器动作，接通断路器跳闸回路，发电机断路器跳闸，断路器合闸位置继电器动合触点处于断开位置；主机控制灭磁开关跳闸中间继电器动作，接通灭磁开关跳闸回路，发电机灭磁开关跳闸，灭磁开关动合辅助触点断开。当水轮机导叶关至全关位置，水轮机导叶开度限制全关位置开关和水轮机导叶开度全关位置开关的动合触点闭合。b 采用微机调速器的机组其余停机过程与电气事故停机过程相

33、同。在机械事故停机时不立即跳开发电机断路器，以避免机组在事故停机时出现甩负荷引起机组过速；但在电气事故时为了快速切断事故点，在事故停机时先跳发电机断路器。3紧急事故停机 当机组转速达到140额定转速，转速信号器表示140额定转速的动合触点闭合，或在机组事故停机过程中，导叶剪断销剪断，剪断销信号器的动合触点闭合，主机在控制发电机断路器跳闸等事故停机的操作同时，主机还控制蝶阀关闭中间继电器动作，以接通蝶阀关闭回路，当蝶阀开始关闭时，蝶阀开启信号灯熄灭，表示蝶阀开启的动合位置触点从闭合位置断开，蝶阀关闭信号灯闪烁，当蝶阀关至全关位置时，蝶阀关闭信号灯停止闪烁并点亮，表示蝶阀关闭的动合位置触点从断开位

34、置闭合。4水轮发电机组的停机流程图如下所示：140%额定转速事故低油压手动紧急停机事故停机剪销剪断紧急事故关主阀事故停机停机事故电磁阀动作分闸分MK轴承温度过高电气事故以下同停机流程机组卸负荷至空载中控或机旁发断路器分闸命令DL分闸停机开度限制关至全关转速降低制动延时制动切除反向充气停机结束灭磁停机监视5min停机未完成转速35%Ne投入制动转速调整机构将导叶关至全关开度空载以下DL未分闸DL分闸第五节 水轮发电机组的保护水轮发电机组的保护分为电气保护和机械保护两类。保护动作有几种情况：二种作用于机组事故停机；一种作用于机组紧急停机；一种仅作用于发出信号即故障信号。1电气保护（1） 作用于机组

35、事故停机的电气保护 当作用于机组事故停机的电气保护动作，发电机电气保护事故出口继电器的动合触点闭合，主机控制机组事故停机并控制机组事故出口继电器和事故出口保持继电器动作，点亮机旁屏上机组事故光字牌，起动信号系统，进行语音报警，CRT自动弹出事故画面。一般作用于机组事故停机的电气保护有：发电机纵联差动、复合电压过电流、过电压、发电机失磁等保护。（2） 作用于机组故障信号的电气保护当作用于机组故障信号的电气保护动作，主机控制机组故障出口继电器和故障出口保持继电器动作，点亮机房屏上机组故障光字牌，起动信号系统。作用于故障信号的电气保护一般有：过负荷、低频、欠压、转子一点接地等。2机械保护 （1） 作

36、用于机组事故停机的机械保护作用于机组事故停机的机械保护有：机组轴承温度过高，当机组轴承温度过高时温度信号器动合触点闭合；调速器油压装置事故低油压，压力信号器动合触点闭合；当水轮机导轴承采用水润滑，润滑水中断后启用备用水源，经过一定的延时仍没有水。当上述保护动作后，主机控制机组事故停机并控制机组事故出口继电器和事故出口保持继电器动作，点亮机旁屏上机组事故光字牌，起动信号系统。（2） 作用于机组紧急事故停机的机械保护作用于机组紧急事故停机的机械保护有：机组过速，转速信号器表示140额定转速动合触点闭合；在机组事故停机时导叶剪断销剪断，剪断销信号器动合触点闭合。当上述保护动作后，控制机组紧急事故停机

37、并控制机组事故出口继电器和事故出口保持继电器动作，点亮机旁屏上机组事故光字牌，起动信号系统。（3） 作用于机组故障信号的机械保护作用于机组故障信号的机组且机械保护有：轴承冷却水、主轴密封水中断，示流信号器的动合触点闭合；机组轴承、绕组温度偏高，温度信号器的动合触点闭合；推力轴承位过低或过高，液位信号器的动合触点闭合；水导轴承油位过低或过高，液位信号器的动合触点闭合；调速器油压偏低，压力信号器的动合触点闭合。当上述保护动作后，主机控制机组故障出口继电器和故障出口保持继电器动作，点亮机旁屏上机组故障光字牌，起动信号系统等。第六节 水轮发电机组的计算机监控保护系统调试与维护一、水轮发电机组计算机监控

38、保护系统调试水轮发电机组计算机监控保护系统调试分为三个单元箱，主机及外部接线检查和模拟调试、单步运行调试、编程器高级调试等，其中编程器高级调试要求人员具有较多的计算机知识。（一）单元箱的调试和维护参见EDCS-6310、6320、6330单元使用说明书。（二）单元箱及外部接线检查和模拟调试1单元箱及外部接线检查（1） 单元模块检查水轮发电机组计算机监控系统所使用的单元，一般情况下由多种模块组成，这些模块的数量和型号各异，全部安装在基板上，在设备进行调试前应首先进行检查。在组成单元控制系统的模块中，电源模块和CPU模块是不能缺少的，应首先检查安装在基板上电源模块和CPU模块的型号是否符合所选用的

39、型号。其次检查开关量输入、输出模块是否符合设计所选用的型号和数量，检查每块开关量输入、输出模块的点数与图纸的一致。检查模拟量输入模块和其他模块的型号和数量，检查每块模块的点数与图纸的一致。在检查完单元模块的型号和数量正确后，检查单元模块在基板上的安装要稳妥，接插件连接要可靠。（2） 单元电源接线检查单元电源模块的电源一般有AC220V或DC220V两种，在接线时应核对接人的电源电压，以避免接错电源损坏设备，电源接线应牢固可靠，保证单元可靠工作。（3） 单元输入输出模块接线检查 不同的开关量输入、输出模块对接人的电压有不同的要求，有的要求采用DC24V，有的要求采用AC220V或DC220V，如

40、果接错，或使单元输入、输出模块损坏，或使单元模块不能工作，因此接完线后应仔细检查接人的电源电压要与模块所要求的电压相一致，以保证单元能正确可靠动作。 除检查单元输人、输出模块的接人电压要正确外，还应检查单元输人、输出模块各点的接人回路和引出回路的正确，由单元组成的水轮发电机组控制系统是由硬件和软件构成的，编制的单元控制软件与各个输入、输出模块的触点相对应，一旦当输入、输出模块的实际接线与图纸不符合，那么根据图纸接线编制的控制软件在运行时，就不能保证水轮发电机组的控制顺序符合设计的顺序，对机组会造成意外动作。2模拟调试水轮发电机组计算机监控系统模拟调试的目的是通过给单元上电，来检查单元各模块的故

41、障情况，模块与基板连接情况，检查、调试模块与外部输入、输出回路的连接情况等。（1） 单元箱上电检查在模拟调试前应先给单元上电，合上单元工作电源开关，检查单元箱电源指示灯应点亮。单元CPU上电后即自行对所有装在基板上的模块进行检查，若一旦发现某个模块有故障，点亮CPU模块上的故障指示灯，有些型号的单元箱在每个模块上均有故障指示灯，用于指明故障模块，上电检查发现故障模块后，应对其进行更换。当单元中已装人水轮发电机组监控程序，CPU处于运行模式时，单元CPU模块上的运行指示灯应点亮，表明单元处于运行模式。（2） 选择模拟调试方式 将连续运行单步运行模拟调试选择在模拟调试位置，选择模拟调试方式。（3）

42、 模拟调试 a 单元开关量输入模块及其回路模拟调试合上单元开关量输人模块电源开关。逐点调试检查开关量输入模块的输入回路情况，当某一开关量输入模块的外部触点接通时，则在开关量输入模块上可以看到相应的指示灯点亮，当触点断开时，相应的指示灯熄灭，由此可以判断出开关量输入模块回路接线的情况。如果当外部触点闭合后，单元开关量输入模块上相应的指示灯没有点亮，则可能有3种情况出现。一种是外部触点回路没有接通，这种问题较常见，也较容易处理，通过查线或修改接线就可以解决；第二种情况是单元开关量输入模块的输入触点损坏，这种情况出现后，最好应更换单元的开关量输入模块，以保证使用可靠，但如果开关量输入模块上只是损坏了

43、12点，其他的点都是完好的，也可以不更换模块，可以避开这12个损坏的点使用，若要这样使用，则需采用高级调试技术，修改水轮发电机组的监控程序，因程序的编制是与外部触点的接人密切相关的；第三种情况是开关量输入模块上的输入指示灯损坏，这种情况出现较少，不影响使用，但会给调试带来不便，常常会把这种情况当成是第二种情况。在开关量输入模块模拟调试中，应特别注意连续运行单步运行模拟调试选择在几个方式操作后，最后应置于模拟调试位置，选择单元模拟调试方式，以进行下一步开关量输出模块的模拟调试。b 单元开关量输出模块及其回路模拟调试由于单元的开关量输出直接对机组进行控制，在开关量输出模块模拟调试时应特别注意安全，

44、应检查保证水轮机的引水系统中没有水，防止蝶阀和导叶操作过程中，造成机组误起动，应检查发电机隔离开关在断开位置，防止断路器在操作过程中造成误合闸。单元开关量输出模块的模拟调试，是为了逐点检查开关量输出回路的接线，按每一点分别进行。在模拟调试前，先合上单元开关量输出模块的电源开关。开关量输出模块及其回路模拟调试与开关量输入模块模拟调试稍有不同，需将单元的连续运行单步运行模拟调试选择在模拟调试方式，选择单元模拟调试方式，由主机运行模拟调试程序，操作单步运行方式来完成的。在模拟调试方式下，每按一次单步运行键，单元控制输出模块接通一个输出点，依次从单元第一块开关量输出模块的第一点开始到最后一块开关量输出

45、模块的最后一点结束，且在所有的输出点中保证只有一点接通。在开关量输出模拟调试中，当有某个控制输出时，在开关量输出模块上对应的指示灯就点亮，输出模块接通相应的控制回路，对水轮发电机组有关设备进行操作，当控制撤出时，对应的指示灯就熄灭。当按了单步运行键后，开关量输出模块上相应的指示灯没有点亮，同时外部的控制回路也没有接通，则说明该点已损坏，应更换模块或采用高级调试方法修改程序以避开损坏的点；如果按了单步运行按钮，开关量输出模块上相应的指示灯没有点亮，但外部的控制回路已接通，则说明仅仅是指示灯损坏，对其他性能没有影响，该模块还可以继续使用；如果按了单步运行按钮，开关量输出模块上相应的指示灯点亮，但外

46、部的控制回路没有接通，一种情况是外部回路有问题，应进行查线或修改接线，使外部回路接通，另一种情况则是该点已损坏，应更换模块或避开坏点使用。（三）单步运行调试单元各个模块及对开关量输入、输出模块的单个回路进行调试，但对水轮发电机组的控制逻辑没有进行调试。模拟调试通过后，说明水轮发电机组计算机监控系统单元各模块及模块与外部的连线均没有问题，可以进行下一步的单步运行调试。水轮发电机组单步运行主要是调试水轮发电机组计算机监控系统的控制逻辑。 单步运行方式是一种调试方式，不是水轮发电机组计算机监控系统的正常运行方式，单步运行就是将对水轮发电机组的连续控制过程分解成许多相对独立的步，按照调试人员的控制命令

47、，按步来执行，调试人员每发一个控制命令，单元就运行一步。 在进行单步运行调试前，需先将主机的连续运行单步运行/模拟调试选择开关拧在单步运行方式，水轮发电机组计算机监控系统就处于单步运行方式。 在单步运行方式时进行开机或停机操作，每按一次单步运行键，开机或停机程序就向前走一步，若不按单步运行键，开机或停机程序就处于等待状态。在单步运行方式时，按一次键，程序就向前走一步，在模拟调试方式时，按一次键，输出模块的输出向下一个点移去。如开机的单步调试，将机组开停机控制开关拧向开机侧，操作完成后按一下单步运行键，主机就开始对开机条件进行检查，检查发电机断路器在跳闸位置，检查发电机制动闸内无风压，制动闸在落

48、下位置，检查水轮发电机组无事故、故障。当上述开机条件满足后，开机准备信号灯点亮。当开机准备信号灯点亮后，主机就等待执行下一步程序，按一下单步运行按钮，主机向下执行开机联动开启蝶阀。主机检测蝶阀启闭位置，若蝶阀全关限位开关的动合触点闭合，则表明蝶阀在关闭位置，主机联动开启蝶阀，蝶阀开启中间继电器动作，向蝶阀开启回路发出开启命令，蝶阀开启中间继电器由主机经一定延时后动作复归；在蝶阀开启过程中，蝶阀开启位置信号灯闪烁；当蝶阀开启后，蝶阀全关限位开关的动合触点断开，蝶阀关闭位置信号灯熄灭；当蝶阀到达全开位置时，蝶阀全开限位开关SBVl的动合触点闭合，蝶阀开启位置信号灯为平光点亮。 当蝶阀开启后，再按一

49、下单步运行按钮，主机开始检测上导轴承冷却水、推力轴承冷却水、主轴密封水等的示流信号器的动合触点，若这些动合触点没有闭合，则表明技术供水未投入，主机开机联动投技术供水，投技术供水中间继电器动作，若投切技术供水的电磁阀为瞬时通电型的，则由主机经一定的延时后复归；当技术供水投入后，使得上导轴承冷却水、推力轴承冷却水、主轴密封水等的示流信号器的动合触点闭合。技术供水投人后，主机又处于等待状态，再按一下单步运行键，主机控制合发电机灭磁开关中间继电器动作，接通灭磁开关合闸回路，灭磁开关合闸，灭磁开关动合辅助触点闭合。发电机灭磁开关合上后，再按一次单步运行键，主机则控制开启水轮机导叶。水轮机导叶开启后，水轮发电机组起动逐渐加速，按一次单步运行键，当转速信号器SN中表示80额定转速的动合触点闭合，机组的转速达到80额定转速时，发电机的电压还没有建立，主机控制起励中间继电器动作，接通发电机的起励回路，使发电机建压。 发电机建压后，再按一下单步运行键，如在开机前或开机过程中，已操作自动投切自动准同期装置选择键，把拧向自动位置，其触点1、2接通，当