水电机组辅机及运行

1、第七章第七章 水轮发电机组辅助设备水轮发电机组辅助设备第一节第一节 水电厂的油系统水电厂的油系统结构：由油罐、油泵、各种油的机械净化设备（离心分离结构：由油罐、油泵、各种油的机械净化设备（离心分离机、压滤机、真空滤油机）、压力油管、回油管、储油机、压滤机、真空滤油机）、压力油管、回油管、储油桶、和控制阀门等组成。分为透平油（或称为汽轮机油）桶、和控制阀门等组成。分为透平油（或称为汽轮机油）和绝缘油两个独立系统。和绝缘油两个独立系统。 1.透平油系统的用途透平油系统的用途 透平油系统的透平油系统的用油用户用油用户为机组轴承和油压装置，其中为机组轴承和油压装置，其中油压装置包括调速器油压装置和主阀

2、油压装置。油压装置包括调速器油压装置和主阀油压装置。 其作用有：其作用有： 透平油在机组轴承中起到润滑和冷却作用，将轴承透平油在机组轴承中起到润滑和冷却作用，将轴承摩擦面的热量带走，否则轴承瓦温过高会发生烧瓦事故；摩擦面的热量带走，否则轴承瓦温过高会发生烧瓦事故； 透平油在油压装置中起到传递压能的作用。透平油在油压装置中起到传递压能的作用。第一节第一节 水电厂的油系统水电厂的油系统 2. 绝缘油系统的用途绝缘油系统的用途 现代水电厂由于高压开关基本上采用真空开关和六现代水电厂由于高压开关基本上采用真空开关和六氟化硫开关，已不用油开关，因此绝缘油系统的氟化硫开关，已不用油开关，因此绝缘油系统的用

3、油用用油用户户只有主变压器。只有主变压器。 绝缘油在主变中的作用绝缘油在主变中的作用 ： (1) 绝缘：绝缘： 将主变的主副线圈泡在绝缘油中，可减小主副线圈将主变的主副线圈泡在绝缘油中，可减小主副线圈之间及线圈与箱体的距离，缩小主变压器的体积；之间及线圈与箱体的距离，缩小主变压器的体积； (2) 冷却：冷却： 将铜耗、铁耗转换的热量带走。将铜耗、铁耗转换的热量带走。第一节第一节 水电厂的油系统水电厂的油系统 3.水电厂油系统工作原理水电厂油系统工作原理 ( 1) 立式机组水电厂透平油系统立式机组水电厂透平油系统 立式机组透平油系统的立式机组透平油系统的用油用户用油用户有：有： 位于发电机层的上

4、导轴承；位于发电机层的上导轴承； 位于发电机坑中，下机架上的下导轴承；位于发电机坑中，下机架上的下导轴承； 推力轴承；推力轴承； 位于水轮机层水轮机顶盖的水导轴承；位于水轮机层水轮机顶盖的水导轴承； 位于发电机层的调速器油压装置；位于发电机层的调速器油压装置； 位于水轮机层的主阀油压装置；位于水轮机层的主阀油压装置； 位于厂房顶部的添加油箱。位于厂房顶部的添加油箱。 立式机组水电厂透平油系统见下图立式机组水电厂透平油系统见下图新油注入净油桶新油注入净油桶净油桶的油注净油桶的油注入用油用户入用油用户常开阀常开阀第一节第一节 水电厂的油系统水电厂的油系统 3.水电厂油系统原理水电厂油系统原理 (2

5、) 卧式机组水电厂透平油系统卧式机组水电厂透平油系统 卧式机组水电厂的卧式机组水电厂的用油用户用油用户有：机组轴承、调速器有：机组轴承、调速器油压装置和主阀油压装置。油压装置和主阀油压装置。 卧式机组水电厂的装机容量一般不大，所以透平油卧式机组水电厂的装机容量一般不大，所以透平油用油量不大。用油量不大。 (3) 油系统的自动化元件油系统的自动化元件 接点式液位信号器用于接点式液位信号器用于数字式温度信号器用于数字式温度信号器用于 监测监测机组轴承的轴瓦机组轴承的轴瓦 温度温度轴承油箱轴承油箱 检测油位偏高或偏低检测油位偏高或偏低添油桶添油桶 检测油位是否偏低检测油位是否偏低溢油箱溢油箱 检测油

6、位是否达上限检测油位是否达上限温度高于温度高于60度度,发出语音报警信号发出语音报警信号温度高于温度高于70度度,机组事故停机机组事故停机第三节 水电厂气系统水电厂气系统第二节第二节 水电厂水电厂压缩空气系统压缩空气系统 一般提供调速系统压力油箱和高压空气断路器使一般提供调速系统压力油箱和高压空气断路器使用的高压压缩空气以及提供发电机停机制动、蝶阀围用的高压压缩空气以及提供发电机停机制动、蝶阀围带、风动工具使用的低压压缩空气。带、风动工具使用的低压压缩空气。 (一一) 水电厂气系统的组成和用途水电厂气系统的组成和用途 水电厂气系统的主要组成设备有气泵（空水电厂气系统的主要组成设备有气泵（空气压

7、缩机）、气水分离器、储气桶、气压缩机）、气水分离器、储气桶、用气用户用气用户、连接管路、控制阀门、电磁空气阀和压力信号连接管路、控制阀门、电磁空气阀和压力信号器。器。 气系统分为气系统分为低压气系统低压气系统 气压最高为气压最高为0.7MPa高压气系统高压气系统 气压最高为气压最高为2.5MPa、第二节第二节 水电厂水电厂压缩空气系统压缩空气系统1. 低压气系统的用途低压气系统的用途 中小型水电厂低压气系统的用户主要有中小型水电厂低压气系统的用户主要有制动刹车用气、调相压水用气、蝶阀空气围制动刹车用气、调相压水用气、蝶阀空气围带用气和风动工具用气。带用气和风动工具用气。 （1）制动刹车用气：机

8、组停机后，为了避免制动刹车用气：机组停机后，为了避免过低的转速引起烧瓦事故，当转速下降到额过低的转速引起烧瓦事故，当转速下降到额定转速的定转速的25%35%时，投入制动风闸刹车。时，投入制动风闸刹车。 现代水电厂机组制动刹车方法还有机械制现代水电厂机组制动刹车方法还有机械制动、电气制动和机电混合制动。动、电气制动和机电混合制动。第二节第二节 水电厂水电厂压缩空气系统压缩空气系统1. 低压气系统的用途低压气系统的用途（2）调相压水用气）调相压水用气 同步发电机在电网中作为同步电动机运行时同步发电机在电网中作为同步电动机运行时, 消耗消耗少量有功用于驱动机组旋转，将励磁电流调到大于正少量有功用于驱

9、动机组旋转，将励磁电流调到大于正常值（过励），发出无功，这种运行方式称常值（过励），发出无功，这种运行方式称调相运行调相运行。 机组处在调相运行时，使用压缩空气从顶盖上向转机组处在调相运行时，使用压缩空气从顶盖上向转轮室充气压水，使转轮脱离水面在空气中旋转，从而轮室充气压水，使转轮脱离水面在空气中旋转，从而减小机组转动系统的阻力，减小有功消耗。减小机组转动系统的阻力，减小有功消耗。（3）空气围带用气：）空气围带用气：蝶阀关闭时，空气围带充气用蝶阀关闭时，空气围带充气用于止水密封，蝶阀打开时，需要排掉空气。于止水密封，蝶阀打开时，需要排掉空气。（4）风动工具和吹扫头用气：）风动工具和吹扫头用气：

10、风动砂轮、风铲等风动砂轮、风铲等风动工具用压缩空气作为动力；用于吹灰尘和冲污物风动工具用压缩空气作为动力；用于吹灰尘和冲污物的吹扫头用压缩空气作为气源。的吹扫头用压缩空气作为气源。第二节第二节 水电厂水电厂压缩空气系统压缩空气系统 2. 高压气系统的用途高压气系统的用途 水电厂高压气系统的用户有主阀油压装置水电厂高压气系统的用户有主阀油压装置的压力油箱补气和大中型调速器油压装置的压的压力油箱补气和大中型调速器油压装置的压力油箱补气。力油箱补气。 为了保证机组安全可靠运行，压力油箱必为了保证机组安全可靠运行，压力油箱必须保持合适的油气比须保持合适的油气比1/3容积的油、容积的油、2/3容积容积的

11、气。的气。 现代大中型水电站的压力邮箱采用充氮气现代大中型水电站的压力邮箱采用充氮气的储能橡胶气囊产生压缩空气的弹性作用，氮的储能橡胶气囊产生压缩空气的弹性作用，氮气与油不直接接触，从而取消了高压气系统。气与油不直接接触，从而取消了高压气系统。这类压力邮箱的压力高达这类压力邮箱的压力高达16Mpa第二节第二节 水电厂水电厂压缩空气系统压缩空气系统 (二二) 水电厂气系统原理水电厂气系统原理 1. 立式机组水电厂气系统立式机组水电厂气系统 高压气系统由两台高压空压机互为备用向高压储气高压气系统由两台高压空压机互为备用向高压储气罐供气，低压气系统由两台低压空压机互为备用向并联罐供气，低压气系统由两

12、台低压空压机互为备用向并联的多只低压储气罐供气。的多只低压储气罐供气。 立式机组停机时间较长时，由于机组长时间静止负立式机组停机时间较长时，由于机组长时间静止负重，推力轴承的推力瓦瓦面润滑油被挤干，如果直接启重，推力轴承的推力瓦瓦面润滑油被挤干，如果直接启动机组的话，推力瓦由于短时间的干摩擦容易烧瓦，所动机组的话，推力瓦由于短时间的干摩擦容易烧瓦，所以在机组启动前，向风闸的气管和活塞下腔注入压力油，以在机组启动前，向风闸的气管和活塞下腔注入压力油，利用风闸将整个机组顶起利用风闸将整个机组顶起2min，使推力瓦瓦面渗入润滑，使推力瓦瓦面渗入润滑油后再放油，复归风闸。油后再放油，复归风闸。 立式机

13、组水电厂气系统原理图见下图立式机组水电厂气系统原理图见下图 第二节第二节 水电厂水电厂压缩空气系统压缩空气系统 (二二) 水电厂气系统工作原理水电厂气系统工作原理 2. 卧式机组水电厂气系统卧式机组水电厂气系统 卧式机组单机容量比较小，采用有自动补卧式机组单机容量比较小，采用有自动补气阀的中小型调速器，不需设置高压气系统，气阀的中小型调速器，不需设置高压气系统，只有简单的低压气系统。只有简单的低压气系统。 卧式机组一般不要求调相运行；卧式机组一般不要求调相运行； 卧式机组用气用户最多有三个：机组制动卧式机组用气用户最多有三个：机组制动刹车用气、蝶阀空气围带用气和吹扫头用气。刹车用气、蝶阀空气围

14、带用气和吹扫头用气。第二节第二节 水电厂水电厂压缩空气系统压缩空气系统 (三三) 气系统的自动化元件气系统的自动化元件 数字式压力信号器数字式压力信号器YX 用于储气罐压力监测用于储气罐压力监测 接点式温度信号器接点式温度信号器 用于空压机汽缸温度监测用于空压机汽缸温度监测 数字式转速信号器数字式转速信号器 用于机组转速测量用于机组转速测量 数字式频率信号器数字式频率信号器 用于显示机组频率用于显示机组频率 接点式机械转速信号器接点式机械转速信号器 装设在发电机主轴上装设在发电机主轴上,与主轴同轴转动与主轴同轴转动,作为机组防飞逸的最后一道后作为机组防飞逸的最后一道后备保护备保护第四节 水电厂

15、水系统水电厂水系统供水系统供水系统排水系统排水系统技术供水技术供水消防供水消防供水生活供水生活供水渗漏排水渗漏排水检修排水检修排水第三节水电厂的水电厂的水系统一、水电厂水系统的组成一、水电厂水系统的组成 水电厂水系统的主要设备有水泵、滤水器、水电厂水系统的主要设备有水泵、滤水器、用水用户、连接管道、控制阀门、电磁液压阀、用水用户、连接管道、控制阀门、电磁液压阀、压力信号器和示流信号器。压力信号器和示流信号器。 水系统水系统二、水电厂水系统的用途二、水电厂水系统的用途 1. 技术供水的用途技术供水的用途 （1）机组轴承油冷却器用水）机组轴承油冷却器用水 （2）发电机空气冷却器用水）发电机空气冷却

16、器用水 现代发电机的冷却方法有三种：现代发电机的冷却方法有三种： 密闭循环空气冷却密闭循环空气冷却 双水内冷却双水内冷却 氟里昂蒸发冷却氟里昂蒸发冷却 （3）水冷式空压机用水）水冷式空压机用水 （4） 橡胶轴承冷却润滑用水橡胶轴承冷却润滑用水 2. 渗漏排水的排水对象渗漏排水的排水对象 渗漏排水的排水对象主要有机组主轴密封渗漏水，渗漏排水的排水对象主要有机组主轴密封渗漏水，导叶轴渗漏水，主阀转轴渗漏水，厂房下部分渗漏水，导叶轴渗漏水，主阀转轴渗漏水，厂房下部分渗漏水，厂房内生活、生产污水。厂房内生活、生产污水。 3. 检修排水的对象检修排水的对象 检修排水的对象是检修时，留在水轮机流道里的积水。检修排水的对象是检修时，留在水轮机流道里的积水。4 水电厂技术供水系统原理水电厂技术供水系统原理 第三节第三节 水电厂的水电厂的水系统水系统 5 水系统中的