葛洲坝实习报告

南京理工大学生产实习报告葛洲坝水电厂参观实习报告周晓兰0710190107

实习名称：葛洲坝水力发电厂参观生产实习实习时间地点：2011年2月23日～3月1日，中国湖北宜昌市实习单位：葛洲坝水力发电厂摘要

：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。

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(一般超过回)并且有扩建发展可能的发电厂和变电所。关键词：葛洲坝

电气主接线

单元接线继电保护序论1.1生产实习的意义实习是教学计划中的一个重要环节。通过单位实习，让学生向单位技术人员及工人学习单位管理知识，了解一般的操作过程，进一步巩固课堂所学专业知识，了解并熟悉本专业的现代化技术和组织现场管理方法。为毕业后参加实际工作打好基础。实习锻炼了学生的实际动手能力，将学习的理论知识运用于实践当中，另一方面检验书本上理论的正确性，使学生对知识能够融会贯通。同时，开拓视野，完善学生的知识结构，达到锻炼能力的目的。1.2实习要求本次实习是较为正式的专业生产实习，与大学期间的金工实习、电子实习、同属实验教学环节，但其正式性及与社会和生产的紧密结合使其成为大学期间最重要的实习环节，也是本科教育重要的一课，是对课堂学习的重要补充和拓展。本次实习的具体要求为：（1）全面了解水电厂的电能生产过程，主要设备及系统。（2）理论联系实际，培养运用所学知识独立分析和解决实际问题的能力。（3）加深对电力工业在国民经济中重要作用及安全生产重要性的认识。（4）学习工人师傅和工程技术人员的优秀品质，学习他们精湛的专业知识和丰富的实践经验。1.3日程安排根据葛洲坝工人师傅时间安排，虽然只有短短的一个星期，但紧凑、充实的安排，仍让我们大开眼界、受益匪浅。整个葛洲坝工程体系包括大江电厂、二江电厂、二江电厂200kV开关站、葛洲坝500kV开关站、换流站等工程组成，本次的实习亦主要围绕这些工程展开。本次实际实习安排如表1-1：表1-1葛洲坝实习实际日程时间安排地点/内容2月24日全天讲座安全教育暨葛洲坝、三峡水利枢纽工程介绍介绍2月25日上午参观葛洲坝大江电厂2月25日下午上课继电保护介绍2月26日上午上课葛洲坝500kV开关站2月26日下午参观葛洲坝电厂一次部分2月27日上午参观葛洲坝二江电厂200kv开关站2月27日下午上课励磁系统介绍实习内容2.1安全教育暨葛洲坝、三峡水利枢纽工程介绍2.1.1实习的安全与纪律1）电力生产企业在安全上遵循的原则：1、安全第一、预防为主。安全是电力生产企业永恒的主题。2）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）进入生产现场必须与导电体保持足够的安全距离；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2-1所示：表2-1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，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。h）对实习人员着装的要求：不允许穿长风衣、带围巾3）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、实习过程中，任何实习人员均不得脱离自己所在的编队。2.1.2葛洲坝水利枢纽工程简介葛洲坝水利枢纽工程主要数据如下表2-2：表2-2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实际年发电量152～162亿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64～66.5m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2-1。保证出力:76.8万kW;水库调节性能:日调节(泾流式电站);泄水闸最大排洪能力:8.4万立方米/秒;全部工程总体最大排洪能力:11.2万立方米/秒;全部工程动工时间:1970.12.30第一台机组(1F)投产试运行:1981.7.31全部机组投产:1988.12全部工程动工时间:1970.12.30第一台机组(1F)投产试运行:1981.7.31全部机组投产:1988.12全部工程通过国家验收:1991.11图2-1葛洲坝大坝简图二江电厂220kV开关站(变电站)接线方式:双母线带旁路;二江电厂发电机与主变压器配接方式:单元接线方式;大江电厂500kV开关站(变电站)接线方式:3/2接线;大江电厂发电机与主变压器配接方式:扩大单元接线方式;厂用电高压电压等级:6kV;厂用电低压电压等级:400V;(380/220V)工程总投资:48.48亿元（折合到70年代末的物价指数）。2.1.3三峡水利枢纽工程介绍表2-3三峡水利枢纽工程简介项目规格项目规格大坝型式混凝土重力坝（直线坝）梯级船闸级数5级（双向）厂房型式坝后式（全封闭）升船机自重11800t大坝全长2309.47最大提升吨位3000t最大坝高183m金属构件总重280800t坝顶高程185水轮机引水管内径12.4设计上有蓄水水位175m、145水库调节性能季调节水库总库容393亿立方米（对应175m施工工期17年最大落差113工程总投资2039亿元单机容量70万kW发电机额定电压20kV总装机容量1820万kW主变压器容量840MVA设计年发电量847亿kWh发电机与主变单元接线回水距离650变电站接线3/2接线其中水库回水距离:650km(至重庆市,对应175m水位)，解决了长期以来制约长江航运发展的瓶颈问题,可以使宜昌至重庆长江河段通行万吨轮,这样可使得长江年单向货运量由现在1500万吨(左右)发展到5000万吨,达到世界内河航运极限，由此带来显著的通航效益。三峡大坝简图如图2-2：图2-2三峡大坝简图2.2葛洲坝电厂电气一次部分发电厂、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。2.2.1二江电厂电气一次部分1）220kV开关站的接线式及有关配置1、接线方式：双母线带旁路，旁路母线分段（如图2-3所示）母线：进、出线所连接的公共导体（结点）。母线的功能：汇聚与分配电能（电流）。断路器（开关）作用：a）正常情况下用于接通或断开电路；b）故障或事故情况下用于切断短路电流。隔离开关（刀闸）作用：a）设备检修情况下，将检修部分与导电部分隔开一个足够大的（明显可见的）安全距离，保证检修的安全；b）正常情况下，配合断路器进行电路倒换操作；c）电压等级较低、容量较小的空载变压器及电压互感器用隔离开关直接投切。旁路母线与旁路断路器的作用：检修任一进线或出线断路器时，使对应的进线或出线不停电。检修任一进线或出线断路器时，用旁路断路器代替被检修断路器，并由旁路母线与有关隔离开关构成对应进线或出线的电流通路。2、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。图2-3二江电厂电气一次部分接线图3、开关站的主要配置：出线8回：1－8E（其中7E备用）；进线7回：1－7FB（FB：发电机－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、开关站布置型式：分相中型单列布置（户外式）。2）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：a）水轮机参数见表2-4：表2-4葛洲坝电厂水轮机参数机组编号1-2#3-7#型号ZZ560-LH-1130轴流转桨式（双调）ZZ500-LH-1020轴流转桨式（双调）额定转速54．6r/min62.5r/min飞逸转速120r/min140/min额定水头18.6m18.6m最大水头27m27m额定流量1130m825m叶片数量4片5片叶片重量40t22.5t转轮直径1130cm1020cm制造厂家东方电机厂哈尔滨电机厂b）发电机参数见表2-5：表2-5葛洲坝电厂发电机参数机组编号1-2#3-7#型号TS1760/200-110SF125-96/15600额定功率170MW125MW额定电压13.8kV13.8kV额定电流8125A5980A额定功率因数0.875(L)0.875(L)定子接法5Y3Y额定转子电压494V483V额定转子电流2077A1653A磁极对数5548制造厂家东方电机厂哈尔滨电机厂c）主变压器型号及参数表2-6主变压器型号及参数编号1－2＃3－7＃型号SSP3-200000/220SSP3-150000/220额定容量200MVA150MVA电压比242±2×2.5%/13.8242±2×2.5%/13.8连接组号Yo/△-11Yo/△-11短路电压百分数13.1%-13.8%13.1%-13.8%冷却方式强迫油循环导向风冷（改进后）强迫油循环导向风冷（改进后）制造厂家沈阳变压器厂沈阳变压器厂3)厂用6kV系统与发电机组的配接方式采用分支接线方式(仅3－6F有此分支），分支接线是机组与主变压器采用单元接线或扩大单元接线方式下获得厂用电的一种常用方法。在有厂用分支的情况下，为保证对厂用分支供电可靠性，必须作到：a）发电机出口母线上设置隔离开关；b）隔离开关安装位置应正确。葛洲坝二江电厂的厂用分支就是按照上述原则进行配置的，因此，具有所要求的可靠性。（葛洲坝电厂将该分支上的降压变压器称为“公用变压器”）。为提高对厂用分支供电的可靠性，在3F－6F出口母线上加装了出口断路器。这样当机组故障时出口断路器跳闸切除故障，主变压器高压断路器不再分闸，不会出现机组故障对应6kV分段短时停电情况。公用变压器的型号与参数（21B、24B），3F-6F出口断路器型号参数（ABB)见下表表2-7公用变压器与出口断路器型号及参数型号S7－6000/13.8型号HECI-3-R额定容量6MVA额定工作电流9000A电压比13．8±5%/6.3额定开断电流100kA连接组号Y/Y-12动稳定电流300kA短路电压百分数5.65％热稳定电流100kA,1S冷却方式自然油循环风冷全分闸时间<60mS制造厂家衡阳变压器厂合闸时间<48mS使用环境户外式最大运行电压24kV4)发电机中性点的接地方式发电机中性点经消弧线圈接地（如图2-4所示），发电机中性点经消弧线圈接地情况下的等效电路如图2-4所示。图2-4发电机中性点接地图图2-5发电机中性点接地等效电路图发电机定子绕组或引出线（包括分支引线）发生单相接地时，流过接地点的电容电流是超前接地相相电压90º的（将电容电流参考方向选定为由设备流向地网），而流过消弧线圈的电流是滞后接地相相电压90º的（参考方向与电容电流方向一致），二者正好反相。实际经验证明：a）若流过接地点的电流>30A，则在接地点产生永久性电弧，发电机定子绕组、铁芯或有关设备将被严重烧损。b）10A<接地电流<30A，则在接地点产生间歇性电弧，既会烧损设备，又会引起过电压。由于流过消弧线圈的电流对电容电流具有抵偿（补偿）作用，合理选择补偿度k（k=IL/Idc)，就可以使得流过接地点的实际电流(Id)在10A以下，这样永久性与间歇性电弧均不会产生，保证了发电机定子绕组或引出线发生单相接地时，设备不受损坏。由于消弧线圈具有消除电弧作用，故因此而得名。葛洲坝电厂选取的补偿度是欠补偿。即：k=IL/Idc<1。这种补偿方式仅在发电机与主变压器采用单元接线或扩大单元接线方式条件下才可采用。2.2.2大江电厂电气一次部分图2-6大江电厂电气主接线图1)500kV开关站接线方式有关设备配置1、接线方式：采用3/2接线（见图2-6）。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2820MVA），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，又是华中电网重要枢纽变电站。2、布置型式：分相中型三列布置（户外式）。3、开关站有关配置：开关站共6串，每串均作交叉配置。（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。1－6串的出线分别是：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。自耦变压器的中性点必须直接接地，这是由其工作原理及内部电路结构特殊性所决定的，因此251B、252B的中性点为直接接地方式。若自耦变压器的中性点不接地或不直接接地，在高压侧发生单相接地情况下，中性点位移，与此有自耦关系的中压或低压绕组对地电压将升高到相当高的程度，足以导致绝缘击穿、变压器损坏，并由此引起电力系统故障。中性点直接接地后，高压侧单相接地时造成单相短路故障，中性点不发生位移，继电保护装置动作切除故障或变压器本身，保证变压器绝缘不被损坏。2）发电机与主变压器的连接方式，有关设备的型号参数1、连接方式采用扩大单元接线方式（见图2-6）。由于主变压器连接2台发电机，且1－3串进线由二台主变压器并联，所以在发电机出口母线上设置了断路器。这样当一台发电机故障时，仅切除故障发电机，本串上其他发电机仍能正常工作，最大限度保证了对系统供电的可靠性。2、有关设备的型号参数表2-8主变压器（国产）型号与参数型号SFP-300000/500额定容量300MVA电压比550/13.8连接组号Y0/D-11冷却方式强迫油循环导向风冷制造厂家西安变压器厂3）发电机组制动电阻的设置1、设置制动电阻的原因大江电厂外送有功功率很大，当系统故障或出线跳闸时，原动机（水轮机）的输入功率由于惯性作用不可能迅速减小，此时发电机发出功率总和大于线路输出功率总和，机组转子的制动力矩小于拖动力矩，转子在原有旋转速度基础上加速，从而导致机组与系统不同步，造成振荡或失步，机组被迫解列，甚至引起整个系统瓦解。设置制动电阻后，制动电阻在上述情况下通过继电保护或自动装置自动投入。制动电阻作为负载吸收故障时有功功率的“多余”部分，因而对转子加速起制动作用，保证机组与系统正常运行。2、制动电阻投入的时间：2S。2.3葛洲坝200kV继电保护系统介绍2.3.1概述1）什么是继电保护装置？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，需要向运行值班人员及时发出警告信号，或是直接向所控制的断路器发出跳闸命令，以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施、用于保护电力元件的成套硬件设备，一般通称为继电保护装置；用于保护电力系统的，则通称为电力系统安全自动装置。2）继电保护的基本任务：a)当被保护的电力系统元件发生故障时，将故障元件及时从电力系统中断开，使其损坏程度减少到最小，保证无故障电力设备继续正常运行。b)反应电气设备的不正常运行状态，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同(例如有无经常值班人员)，发出信号，以便值班人员进行处理。3）继电保护装置的基本要求：对电力系统继电保护的基本性能要求有可靠性、选择性、快速性、灵敏性。这些要求之间，有的相辅相成、有的相互制约，需要针对不同的使用条件，分别进行协调。a）可靠性。包括安全性和可信赖性。安全性是指不应该动作的故障不应误动；可信赖性是指应该动作的故障不应拒动。这是对继电保护的最基本要求。b）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，终止故障或系统事故的发展，以保证无故障部分正常运行。c）快速性。指保护装置应以最快速度动作于断路器跳闸，以切除故障设备或线路，保证系统稳定。d）灵敏性。指对其保护范围内发生最小故障和不正常状态的反应能力。继电保护越灵敏，越能可靠地反映要求动作的故障或异常状态；但同时，也更易于在非要求动作的其他情况下产生误动作，因而与选择性有矛盾，需要协调处理。2.4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。·

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：1、电压控制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实习总结通过近一周的讲座和实际的参观，我对电厂安全有了深刻的认识、对葛洲坝和三峡水利枢纽工程有了大致的了解，同时加深了对电气一次系统、继电保护、直流输电、高压试验等知识的了解和掌握，同时通过对大江电厂、二江电厂220kV开关站、葛洲坝500kV开关站及葛洲坝换流站的参观，对以上内容有了更深刻的认识，有效地将书本知识和实际情况联系起来很快我们就要步入社会，面临就业了，就业单位不会像老师那样点点滴滴细致入微地把要做的工作告诉我们，更多的是需要我们自己去观察、学习。不具备这项能力就难以胜任未来的挑战。随着科学的迅猛发展，新技术的广泛应用，