水電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)教材ppt課件

1、水電站、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)根底知識(shí)培訓(xùn)教材.培訓(xùn)內(nèi)容一、水電站的類型；二、水輪機(jī)的類型；三、閘門的類型；四、水輪發(fā)電機(jī)；五、變壓器主變、廠用變、勵(lì)磁變；六、斷路器；七、隔分開(kāi)關(guān)；八、PT(TV)、CT(TA)；九、調(diào)速器；十、勵(lì)磁系統(tǒng)；十一、上位機(jī)系統(tǒng)；十二、主接線圖。.一、水電站的類型1、壩式水電站2、河床式水電站3、引水式水電站4、儲(chǔ)能水電站5、虹吸式水電站.1、壩式水電站壩式水電站靠壩來(lái)集中水頭 ；水電站廠房位于非溢流壩壩趾處 。如丹江口水電站、三峽水電站丹江口水電站.壩式水電站構(gòu)造.2、河床式水電站位于河床內(nèi)的水電站廠房本身起擋水作用 ，從而成為集中水頭的擋水建筑物之一 ；普通見(jiàn)于河

2、流中、下游，水頭較低，流量較大 ；如廣西西津水電站 .西津河床式水電站.西津河床式水電站平面布置圖.西津河床式水電站廠房橫剖面圖 .3、引水式水電站 引水式水電站的引水道較長(zhǎng)，并用來(lái)集中水電站的全部或相當(dāng)大一部分水頭。 根據(jù)引水道中的水流是有壓流或明流，又分為有壓引水式水電站及無(wú)壓引水式水電站這種水電站常見(jiàn)于流量小、坡降大的河流中、上游或跨流域開(kāi)發(fā)方案，最高水頭已達(dá)1767m奧地利萊塞克水電站，我國(guó)廣西天湖水電站最大靜水頭也達(dá)1074m。 .廣西天湖水電站引水式.有壓引水式水電站表示圖 .無(wú)壓引水式水電站表示圖 .紅巖水電站引水式.4、儲(chǔ)能水電站晚上電能負(fù)荷小，電能多，用來(lái)抽水儲(chǔ)能；白天發(fā)電.

3、5、虹吸式水電站.二、水輪機(jī)的類型1、還擊式 2、 沖擊式 混流式 水斗式 軸流式 斜擊式 斜流式 雙擊式 貫流式.混流式水輪機(jī)水流徑向流入轉(zhuǎn)輪，軸向流出。 適用范圍：H=30700 m 單機(jī)容量：幾萬(wàn)kW幾十萬(wàn)kW 優(yōu)點(diǎn)：適用范圍廣，構(gòu)造簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，效率高，適用高水頭小流量電站。劉家峽.混流式水輪機(jī).混流式水輪機(jī)的任務(wù)原理.導(dǎo)葉構(gòu)造表示圖導(dǎo)葉轉(zhuǎn)盤(pán).導(dǎo)葉操作構(gòu)造圖.軸流式水輪機(jī)水流沿轉(zhuǎn)輪軸向流入，軸向流出，水流方向一直平行于主軸。 軸流定漿式：葉片不能隨工況的變化而轉(zhuǎn)動(dòng)。改動(dòng)葉片轉(zhuǎn)角時(shí)需求停機(jī)進(jìn)展。 構(gòu)造簡(jiǎn)單，效率低。適用H、Q變化不大的情況工況較穩(wěn)定， H：350m。軸流轉(zhuǎn)漿式：葉片能隨

4、工況的變化而轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)展雙重調(diào)理導(dǎo)葉開(kāi)度、葉片角度。適用水頭流量的變化，高效率區(qū)廣，大中型電站多采用。 H：380m。葛洲壩：17萬(wàn)kW、12.5萬(wàn)kW，Hr=27m。 .軸流定漿式水輪機(jī)葉片不能隨工況的變化而轉(zhuǎn)動(dòng)。改動(dòng)葉片轉(zhuǎn)角時(shí)需求停機(jī)進(jìn)展。 構(gòu)造簡(jiǎn)單，效率低。適用H、Q變化不大的情況工況較穩(wěn)定， H：350m。.軸流定漿式水輪機(jī)任務(wù)原理.軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片可以轉(zhuǎn)動(dòng)雙調(diào)，H、N變化時(shí)，水輪機(jī)具有較高的效率。.轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)葉片.斜流式水輪機(jī)水流經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)輪時(shí)是斜向的。轉(zhuǎn)輪葉片隨工況變化而轉(zhuǎn)動(dòng)，該種水輪機(jī)的特點(diǎn)是：斜流式水輪機(jī)普通都是轉(zhuǎn)漿式，比軸流式水輪機(jī)順應(yīng)的水頭較高，功率較大，效率也較高，運(yùn)

5、用較廣。 H=40120m。.斜流式水輪機(jī)任務(wù)原理水流進(jìn)出轉(zhuǎn)輪葉片時(shí)均與水輪機(jī)主軸成一傾斜角，故稱為斜流式水輪機(jī)。 .貫流式水輪機(jī)水輪機(jī)的主軸安裝成程度或傾斜。不設(shè)蝸殼，水流直貫轉(zhuǎn)輪。水流由管道進(jìn)口到尾水管出口都是軸向的。H20m,小型河床電站。 全貫流式： 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子安裝在轉(zhuǎn)輪外緣。優(yōu)點(diǎn)：水力損失小，過(guò)流量大，構(gòu)造緊湊。半貫流式： 軸伸式、豎井式、燈炮式。.貫流式水輪機(jī)構(gòu)造圖.燈泡貫流式水輪機(jī)剖面圖.燈泡貫流式水輪機(jī).軸伸式貫流水輪機(jī).立式貫流式水輪機(jī).沖擊式水輪機(jī) 由噴管和轉(zhuǎn)輪組成。水流以自在水流的方式(P=Pa)沖擊轉(zhuǎn)輪，利用水流動(dòng)能(V方向、大小改動(dòng))產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩使轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。在同一時(shí)辰

6、內(nèi)，水流只沖擊著轉(zhuǎn)輪的一部分，而不是全部。.沖擊式水輪機(jī)(1)、水斗式：特點(diǎn)是由噴泉嘴出來(lái)的射流沿圓周切線方向沖擊轉(zhuǎn)輪上的水斗作功。 適用H：1002000m；運(yùn)用最廣泛高水頭，小流量。(2)、斜擊式：H：25300m。 斜擊、雙擊水輪機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單，效率低，(3)、雙擊式：H：580m。 多用于小型電站。.水斗式?jīng)_擊水輪機(jī).雙噴嘴水斗式水輪機(jī).水斗式?jīng)_擊水輪機(jī).沖擊式水輪機(jī)的噴嘴.斜擊式水輪機(jī).雙擊式水輪機(jī).水輪機(jī)的水頭與比轉(zhuǎn)速類別使用水頭比轉(zhuǎn)速(r/min)小型大、中型沖 擊式 反擊式水斗式大于100大于30010-35(單噴嘴)斜擊式20300 3070軸流式定槳式370200800轉(zhuǎn)槳式3

7、80200800貫流式定槳式小于20600-1000轉(zhuǎn)槳式小于20600-1000混流式5-20030-70050300斜流式定槳式40-120150350轉(zhuǎn)槳式40-120150350比轉(zhuǎn)速：在lm水頭下發(fā)出1kW功率時(shí)的轉(zhuǎn)速 .三、水輪發(fā)電機(jī).發(fā)電機(jī)的原理 導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生電流。.二極同步發(fā)電機(jī).四極同步發(fā)電機(jī).水輪發(fā)電機(jī).水輪發(fā)電機(jī) 立式水輪發(fā)電機(jī).水輪發(fā)電機(jī) 臥式水輪發(fā)電機(jī).發(fā)電機(jī)的畫(huà)法.四、水電站的閘門.閘門的類型 閘門主要有三種類型 ：1、蝴蝶閥蝶閥2、閘閥3、球閥.1、蝶閥150M以下中低水頭用 外形尺寸小，分量較輕，價(jià)錢廉價(jià)，操作力矩小，啟閉靈敏，用于中低水頭，

8、能有效控制機(jī)組速率上升及減少水錘效應(yīng)；止水密封不嚴(yán)密，易漏水，活門在水中有一定阻力，容易引起氣蝕。.蝶閥的控制手動(dòng) 、電動(dòng)小型、液壓大中型 旁通閥：蝶閥為靜水開(kāi)啟，故設(shè)旁通閥先平壓，即兩邊注滿水?？諝忾y：充水時(shí)，排出空氣用浮筒自行關(guān)閥； 排水時(shí)，補(bǔ)充空氣用，浮筒自行下降。 .2、閘閥高水頭用100M以上構(gòu)造：明桿式、暗桿式.閘閥的控制控制：手動(dòng)、電動(dòng)液壓的較少附屬部件：與前面蝶閥一樣 構(gòu)造簡(jiǎn)單，全開(kāi)時(shí)水力損失少，漏水量少；外形尺寸大，分量大，動(dòng)水封鎖時(shí)壓力大，密封面易磨損，要常改換。.3、球閥構(gòu)造：有單面密封、雙面密封兩種附屬部件：同前，但多兩個(gè)部件 * 卸壓閥：作用是開(kāi)啟封鎖活門時(shí)，排除活門

9、及密封蓋之間的壓力水，以免磨損密封蓋。 * 排污閥：排出球殼體內(nèi)下部的污水。.球閥的控制控制：液壓、電動(dòng)優(yōu)缺陷： * 密封緊，漏水極少，密封不易磨損，全開(kāi)時(shí)無(wú)水阻損失，啟閉力短小，可在動(dòng)水中緊急封鎖； * 體積大，構(gòu)造復(fù)雜，造價(jià)昂貴。.五、變電站的根底知識(shí)1、升壓變電站 ： 將電壓升高，升高到35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV，用于遠(yuǎn)間隔傳輸電能；由于。高電壓能減少傳輸電能的損失；2、降壓變電站 ： 將電壓降低，降低到10kV、6.3kV、400V，供消費(fèi)和生活運(yùn)用。.變電站的種類1、樞紐變電站、終端變電站；2、升壓變電站、降壓變電站；3、電力系統(tǒng)的變電站、工礦

10、變電站、鐵路變電站；4、500kV、330kV、220kV、110kV、66kV、35kV、10kV、6.3kV等電壓等級(jí)的變電站；5、10kV開(kāi)閉所；6、箱式變電站。.變電站的組成1、饋電線進(jìn)線、出線和母線；2、隔分開(kāi)關(guān)接地開(kāi)關(guān)有手動(dòng)、電動(dòng)兩種；3、斷路器；4、電力變壓器主變；5、站用變；6、電壓互感器TVPT、電流互感器TACT；7、電容器；8、避雷器；.35kV變電站.110kV變電站.變電站(用GIS組合電氣.500kV變電站.變電站.六、電力變壓器.變壓器的作用1、升壓變壓器 ： 將電壓升高，以利于電能遠(yuǎn)間隔傳輸。 可以減少線路損耗。2、降壓變壓器 ： 將電壓降低，以便消費(fèi)、生活運(yùn)用

11、。 .兩圈變和三圈變1、兩圈變 ： 一組高壓線圈，一組低壓線圈；2、三圈變 ： 一組高壓線圈，一組中壓線圈，一組低壓線圈。.站用變 供變電站、水電站本身用電的變壓器。 都是降壓變壓器。1、110kV / 400V2、35kV / 400V3、10kV / 400V4、6.3kV / 400V.勵(lì)磁變 將高壓電變成低壓大電流，供可控硅整流橋整流成直流電，給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁產(chǎn)生磁場(chǎng)。.整流變壓器.七、斷路器.斷路器的作用和種類 在正常負(fù)荷時(shí)接通和切斷高壓線路的開(kāi)關(guān)。 在缺點(diǎn)短路時(shí)，切斷短路的高壓線路。 目前，常用的有三種斷路器 ：1、真空斷路器；2、SF6斷路器 六氟化硫；3、油斷路器 ： 少油斷路

12、器 多油斷路器.真空斷路器手車式真空斷路器.油斷路器多油斷路器少油斷路器.SF6斷路器.GIS組合斷路器 所謂GISGas Insulated Switchgear就是氣體絕緣組合開(kāi)關(guān)設(shè)備，是將變電站內(nèi)除變壓器外的一切設(shè)備全部組合，并充進(jìn)SF6氣體絕緣組成的封鎖組合電器。 .GIS組合斷路器.H-GIS混合型復(fù)合開(kāi)關(guān) 所謂H-GISHybrid Gas Insulated Switchgear，就是混合型氣體絕緣組合開(kāi)關(guān)設(shè)備，是罐式復(fù)合開(kāi)關(guān)的一種，其構(gòu)造與GIS根本一樣，但不含母線，是將斷路器、隔分開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、快速接地開(kāi)關(guān)、電流互感器、電壓互感器等元件組合，并封鎖于金屬殼內(nèi)，充SF6氣體絕

13、緣組成的封鎖組合電器。H-GIS的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性高，不受污穢影響，可大大改善設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)少維護(hù)。 .H-GIS復(fù)合開(kāi)關(guān).PASS組合智能斷路器 PASS(Plug and Switch System)是由金屬外殼、氣體絕緣、內(nèi)裝有斷路器、隔分開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、電壓互感器、電流互感器構(gòu)成的全封鎖組合電器。 用以太網(wǎng)通訊控制，沒(méi)有常規(guī)的控制電纜。 .PASS智能組合斷路器.斷路器的畫(huà)法普通的斷路器手車式斷路器.八、隔分開(kāi)關(guān) 在無(wú)負(fù)荷時(shí)接通和斷開(kāi)高壓線路。 手動(dòng)操作； 電動(dòng)操作； 它的作用為 ： 在高壓線路呵斥一個(gè)可見(jiàn)的斷開(kāi)點(diǎn)。.高壓隔分開(kāi)關(guān).九、PT、CT1、PTTV：電壓互感器 將高電壓6.3kV、10kV、35kV、66kV、110kV、220kV等變成100V低電壓； 電壓互感器變比 ：35kV / 100V；2、CTTA：電流互感器 將大電流變成5A； 電流互感器變比 ：500A / 5A； .電流互感器.電壓互感器.光電式互感器光電式電壓互感器光電式電壓互感器 光電式互感器用以太網(wǎng)將電壓、電流的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)