水力機械、電工、金屬結構及通風采暖

初步設計階段河床式水電站設計報告范本——6水力機械、電工、金屬結構及通風采暖——[中小型]□范本主要編寫條件界定:南方平原地區(qū)、巖基、混凝土重力壩、左岸河床式電站廠房、貫流式燈泡水輪發(fā)電機組、河床中央表孔式溢流壩(泄洪閘)、右岸船閘、左岸開關站

目錄TOC\o"1-2"6水力機械、電工、金屬結構及通風采暖 36.1水力機械 36.2電工 156.3金屬結構 356.4通風采暖 406水力機械、電工、金屬結構及通風采暖6.1水力機械6.1.1電站基本參數(shù)(1)氣溫最高氣溫℃最低氣溫℃月平均最高氣溫℃月平均最低氣溫℃(2)河水水溫最高水溫℃月平均最高水溫℃月平均最低水溫℃(3)濕度年平均相對濕度％月平均最大濕度％多年平均最大相對濕度％(4)泥沙特性多年平均含沙量kg/m3實測最大含砂量kg/m3(5)河水水質總硬度°G(德國度)暫時硬度°GPH值腐蝕性(6)流量電站多年平均流量m3/s最小實測流量m3/s最大實測流量m3/s(7)水位上游水位正常蓄水位m校核洪水位(P=％)m設計洪水位(P=％)m死水位m下游水位校核洪水位(P=％)m設計洪水位(P=％)m正常尾水位(Q=m3/s時)m最低尾水位(Q=m3/s時)m(8)水頭最大水頭m最小水頭m加權平均水頭m設計水頭m(9)水庫性能有效庫容萬m3死庫容萬m3總庫容萬m3調節(jié)性能(10)裝機容量MW(11)保證出力MW(12)多年平均發(fā)電量MW·h(13)年利用小時數(shù)h(14)電站在電力系統(tǒng)中的地位6.1.2水輪機及其輔助設備6.1.2.1水輪機的型式、臺數(shù)、基本參數(shù)和安裝高程的選定本電站為河床式電站,水頭范圍為m～m。根據(jù)電站水頭范圍,水輪機可選擇貫流式燈泡機組或軸流式機組兩種。由于貫流式燈泡機組單位流量大、單位轉速高、效率高,土建投資也省,因此，通常采用此種機型。為論證選型的合理性,設計中亦對軸流式水輪機方案進行了比較。水輪機型式的選擇根據(jù)電站的水頭范圍,目前國內可供選擇的燈泡貫流式水輪機和立軸軸流式水輪機模型轉輪及其參數(shù)列于表6.1-1。

表6.1-1水輪機模型轉輪及其參數(shù)表水輪機型式貫流式燈泡機組立軸軸流式機組轉輪型號葉片數(shù)推薦最大使用水頭,m最優(yōu)工況,L/s,r/minηmax,％設計工況,L/sη,%,m·kW表6.1-1顯示,貫流式燈泡機組以GZ……轉輪【／選取二個GZ型轉輪】較優(yōu)。而立軸軸流式機組(具體說明要求同貫流式燈泡機組)，則以ZZ……轉輪(必要時亦可擇取二個轉輪)較優(yōu)。現(xiàn)分別以這些轉輪結合本電站參數(shù)進行技術經濟比較。提示：擬對模型轉輪的最高效率、單位流量Q1′、單位轉速n1′和氣蝕系數(shù)σ等參數(shù)以及制造運行經驗等進行分析比較說明。如引用國外模型轉輪或從國外引進設備，可根據(jù)引用或引進的情況和資料進行編寫。水輪機基本參數(shù)和機組臺數(shù)的選擇1)水輪機額定水頭的選擇在水能計算中,根據(jù)電站在系統(tǒng)中的地位、電力電量平衡、裝機規(guī)模以及經濟分析,選定電站設計水頭為m,據(jù)此,水輪機額定水頭選定為m。提示：或根據(jù)電站具體情況簡述選定理由也可根據(jù)(1.0～0.90)Ha進行初選,Ha為加權平均水頭。2)水輪機單位流量的選擇從表6.1-1看出,GZ型和ZZ型轉輪的最大使用單位流量分別為m3/s和m3/s。結合這些轉輪在國內電站已經使用的經驗和因氣蝕而導致的開挖深度分析,初步確定GZ轉輪的為m3/s,ZZ轉輪的為m3/s。水輪機單位轉速的選擇本電站為徑流式,水輪機在額定水頭以上運行的時間較長,水輪機應盡量處于加權平均水頭和最高水頭區(qū)間的高效區(qū),這樣在低水頭范圍內也有較好的效率,從而獲得理想的電能。因此,對貫流式燈泡機組來說,宜在=(1.1～1.25)范圍內選取。結合電站及GZ轉輪特點,選定=r/min;對軸流式ZZ轉輪,按1.05選取，即=r/min。4)水輪機轉輪直徑等參數(shù)和機組臺數(shù)的選定為合理選定水輪機轉輪直徑和機組臺數(shù),對機組參數(shù)進行了計算,并征得了等制造廠家的意見?，F(xiàn)將2臺、3臺和4臺(必要時可加5臺方案)三個方案(或4個方案)的技術經濟指標列于表6.1-2。表6.1-2方案比較表序號名稱單位第一方案第二方案第三方案……備注1水輪機型號2裝機容量MW3機組臺數(shù)臺4單機容量MW5水輪機額定水頭m6水輪機轉輪直徑m7水輪機額定轉速r/min8水輪機額定流量m3/s9水輪機額定出力MW10水輪機額定工況點效率%11水輪機最高效率%12水輪機允許吸出高度m13單臺水輪機重量t14發(fā)電機型號15發(fā)電機額定容量MW/MVA16單臺發(fā)電機重量t17單臺水輪機價格萬元18全部水輪機價格萬元19單臺發(fā)電機價格萬元20全部發(fā)電機價格萬元21全部機組價格萬元22配套機械設備估價萬元23配套電氣設備估價萬元24土建投資估算萬元25總投資估算萬元26多年平均電能億kW·h27十年電能價值估算萬元

從表6.1-2可以看出。經比較，電站選用3臺貫流式燈泡機組方案。提示：編寫報告時應:(1)對表中所列各轉輪的優(yōu)缺點加以分析和比較。(2)機組臺數(shù)的比較，直接涉及水輪機轉輪直徑大小的選擇。目前，世界上投入運行的貫流式燈泡機組最大轉輪直徑為7.7m；坑式增速齒輪貫流式燈泡水輪機轉輪最大直徑為8.2m;國內已生產的貫流式燈泡水輪機轉輪最大直徑為6.4m。(3)隨著我國制造技術和工藝水平的提高和發(fā)展，且考慮到天津發(fā)電設備總廠和法國阿爾斯通公司、杭洲發(fā)電設備廠與挪威克瓦納公司、富春江水電設備總廠和日本富士公司等相繼成立了合資公司，我國生產貫流式燈泡機組的能力日趨提高。因此，從生產難度考慮，轉輪直徑為6.3m以至7.0m以下可考慮在國內生產，否則宜考慮從國外進口的方案。5)水輪機安裝高程的確定為求得合理的水輪機安裝高程,徑流式電站擬根據(jù)流量、水頭、保證率曲線和下游水位流量關系曲線,計算水輪機吸出高度值和相應的安裝高程。本設計階段,根據(jù)額定水頭計算Hs值,用最大和最小水頭校核。計算結果,額定水頭的值為……m,最大,故以此值確定安裝高程。值按下式計算。電站轉輪材料用不銹鋼,K值取1.05,故=m,為適度增加安全余量,選定=m。提示：如材料為普通碳鋼,K值可取1.15或1.2。電站選用貫流式燈泡機組,關于其值計算點的確定,國內一些電站多采用下游水位至葉片頂部的距離。但國外及進口機組均采用下游水位至葉片頂部以下1/4D1的距離?？紤]貫流式燈泡機組系臥軸,水輪機轉輪葉片的空蝕是隨時間而變化的,每個葉片空蝕最嚴重的時間只有整個運行時間的20%～25%,且國內制造經驗已日趨成熟,運行經驗也表明空蝕均不嚴重。因此,采用下游水位至葉片頂部以下1/4D1的距離作為Hs值的計算點,安裝高程▽E按下式計算:為安全起見,下游尾水位Zd暫按一臺機組流量的尾水位計算,電站的安裝高程為m。發(fā)電要求的下游最低尾水位為m,按出水流道頂部在此尾水位以下尚需淹沒0.5m～1m的要求計算,水輪機的安裝高程為m。比較上述兩項計算結果,水輪機按空蝕性能要求【/按出水流道頂部淹沒0.5m～1m要求】確定安裝高程,其值為m。6)選定的機組參數(shù)綜上所述,選定水輪機及其配套發(fā)電機的主要參數(shù)如下。水輪機型號GZ-WP-最大水頭m最小水頭m額定水頭m額定功率MW額定流量m3/s額定轉速r/min飛逸轉速r/min額定工況點效率%最高效率%吸出高度m發(fā)電機型號SFWG-/額定容量MW/MVA額定電壓V額定電流A額定功率因數(shù)(一般為0.9,根據(jù)技術經濟比較,也可考慮采用0.95)滯后額定轉速r/min飛輪力矩GD2t·m26.1.2.2水輪機的輔助設備為實現(xiàn)機組的自動控制,每臺水輪機配有自動調速器與相應的油壓裝置各一臺。貫流式燈泡機組發(fā)電機置于水下的燈泡內,由于水流條件的影響,燈泡比受到一定的限制。發(fā)電機尺寸較小,飛輪力矩GD2相應較小,建議投入電網(wǎng)運行,以保證機組運行的穩(wěn)定性。調速器型號:。提示：通常，為保證機組運行的穩(wěn)定性,宜投入大電網(wǎng)中運行。如果機組在較小的地方電網(wǎng)中運行,調速器宜選用已研制成功并適用于貫流式燈泡機組的調速器,或其它性能較好的數(shù)字型可編程調速器,以使機組運行的穩(wěn)定性良好。結合所選調速器列出其有關性能參數(shù)。油壓裝置型號:。提示：結合所選油壓裝置列出其參數(shù)。6.1.2.3水輪機過流部件及控制尺寸的選定貫流式燈泡機組呈臥式布置。水輪機轉輪直徑m,有個漿葉,漿葉材料為不銹鋼(或普通碳鋼)。泄水環(huán)為球體,分上下兩瓣。部位為不銹鋼材料,其余部分為普通碳鋼。水輪機導水機構由導葉和內外配水環(huán)等組成。導葉呈圓錐式,共16只,布置于內外配水環(huán)之間,起調節(jié)過水流量之作用。整個機組借助〔管形殼(相當于立式機組的座環(huán))支撐,并將全部受力傳遞于混凝土基礎上。管形殼由內外管形殼和上下支臂組成,除起支撐作用外,還起導流作用〕。過流部件的控制尺寸為:燈泡比燈泡體直徑m喉管直徑m進水流道進口尺寸(寬×高)m×m尾水管長度m尾水管出口尺寸(寬×高)m×m6.1.2.4水輪發(fā)電機組調節(jié)保證計算甩100%負荷的水輪發(fā)電機組調節(jié)保證計算結果如下:當額定水頭Hr=m、N=kW時,Q=m3/s,ΣLV=m2/s,導葉關閉時間Ts1=s,Ts2=s,機組最大速率上升βmax=%,導葉前最大壓力Hmax=m。當最大水頭Hmax=m、N=kW時,Q=m3/s,ΣLV=m2/s，導葉關閉時間Ts1=s,Ts2=s,機組最大速率升高βmax=%,導葉前最大壓力Hmax=m。根據(jù)以上結果,為滿足引水道設計強度和機電設計規(guī)程對機組速率上升的要求,導水機構關閉時間調整定為Ts1=s,Ts2=s。6.1.3輔助機械設備6.1.3.1廠內橋式起重機機電設備的最重起吊件為發(fā)電機轉子【/導水機構】,重t。為滿足設備安裝和檢修的需要,廠內選用一臺起重容量為/t橋式起重機。另增設一臺5t電動葫蘆裝在起重機大梁下面,以滿足安裝過程中小部件頻繁起吊的需要。起重機跨度m,主鉤起升高度m,副鉤起升高度m。一般貫流式燈泡機組在安裝發(fā)電機時,采用定子套轉子(空氣間隙約7mm左右)的方式,對起重機的起吊速度要求比較嚴格。為保證安裝質量,一般要求主鉤和小車增加調速裝置,使常規(guī)的起吊速度能夠變慢。本電站是否需要增設此種裝置,待技施設計階段根據(jù)機組的結構和安裝方法再行確定。提示：列出起重機的初選參數(shù)。6.1.3.2技術供水系統(tǒng)技術供水系統(tǒng)主要用于水輪機主軸密封、發(fā)電機冷卻器、軸承冷油器、空氣壓縮機冷卻、水泵潤滑,以及廠內洗滌等用水。初步估算,各部位冷卻水量為：。發(fā)電機空氣冷卻器冷卻水m3/h,水壓MPa。水輪機軸承油冷卻器冷卻水m3/h,水壓MPa。水輪機主軸密封潤滑水L/min,水壓MPa。低壓空氣壓縮機冷卻水m3/h,水壓MPa。發(fā)電機冷卻用水和軸承潤滑油箱冷卻用水,采用自流和水泵供水相結合的單元供水方式,每臺機組設一臺工作泵,三臺機組共用一臺備用泵。選用水泵型號為型,Q=m3/h,H=m,電機配套功率N=kW。提示：如電站裝機四臺以上,也可考慮兩臺機組為一單元,每一單元設三臺泵。其中每臺機組設一臺工作泵,二臺機組共用一臺備用泵。水泵從上游取水,出水側與供水母管相連；自流供水管亦從上游進水流道取水,然后分別接至母管。當枯水期水頭較高和負荷較低時,如自流供水可滿足運行要求,不必啟動水泵,以節(jié)省廠用電,否則將啟動水泵供水。水自流或水泵抽水至母管后，經濾水器分別送至各用水處。水輪機主軸密封對水質要求比較高,下(或上)游側副廠房屋頂部(或其它處)……m高程處設一容積50m3(左右)的供水池,供沉淀泥沙。從水池向主廠房引一供水總管,然后分別引出支管向各主軸密封供水?？諝鈮嚎s機冷卻水、水泵潤滑和啟動前注水,以及廠內洗滌用水等均從此母管引出。在母管前端設有兩只濾水器,互為備用,以保證供水的可靠性和水質要求。水池由二臺水泵從上游抽取供水,一臺工作,一臺備用。水泵型號為,Q=m3/h,H=m,配套電動機功率為kW。提示:(1)如設置供水池有困難,可在各主軸密封供水支管上加裝精過濾器等。(2)如果發(fā)電機的冷卻為一密閉循環(huán)系統(tǒng),一般由廠家提供兩臺專用冷卻水泵。因此，可采取水泵向水池供水,然后由水池引水至廠房內母管,再分支送至水輪機主軸密封、水輪機軸承潤滑冷卻、水泵潤滑和注水,以及廠內生活洗滌等用水處。6.1.3.3排水系統(tǒng)排水系統(tǒng)包括三部分:機組檢修排水、廠內滲漏排水和廠區(qū)排水。(1)機組檢修排水采用間接排水方式。設一檢修排水廊道,先將進出水流道內的積水排入此廊道內,然后由置于廊道層的離心水泵排至下游。廊道采用密閉型?？紤]到機組檢修時可能出現(xiàn)尾水位高于正常尾水位的情況,此時下游水位按……m考慮。因此,流道進出口閘門之間的總充水容積為m3,上下游閘門漏水量按L/(s·m)考慮,總漏水量為m3/h。規(guī)定一臺機組檢修時總排水時間不超過6h,水泵臺數(shù)不少于2臺(不考慮備用),每臺水泵的排水量應大于上下游閘門的總漏水量。據(jù)此,選用水泵二臺,型號為,Q=m3/h,H=m,配套電動機功率為kW。廊道總容積為m3。(2)廠房滲漏排水廠房滲漏排水主要包括水輪機主軸密封、空氣壓縮機冷卻水、廠房水下部分水工結構滲漏水以及洗滌等排水。為排除上述各項滲水,避免水倒灌入廠房,廠內設置一滲漏集水井,總容積m3。在集水井上層m高程處設置二臺深井水泵,將滲漏水排至下游,一臺工作,一臺備用。水泵的型號為,Q=m3/h,H=m,配套電動機功率N=kW。排水泵的啟停由液位控制器控制。(3)廠區(qū)排水系統(tǒng)廠區(qū)排水包括廠區(qū)集雨面積內排水和壩基滲漏排水。按有關專業(yè)提供的廠區(qū)排水集雨面積為m2,10年一遇暴雨量強度為mm/h,計算得集水量為m3/h;壩基滲漏排水為m3/h。一般情況下直接排至下游,當洪水季節(jié)下游水位高于m高程時,排入廠區(qū)集水井,再用水泵抽至下游。廠區(qū)洪水期總排水量為m3/h,選用二臺排水泵,一臺工作,一臺備用,水泵型號為,Q=m3/h,H=m,配套電動機功率為kW。集水井總容積為m3,有效容積為m3,底部高程為m。在集水井處設一自流排水管。一般情況下,集水井的水可自流排至下游。當下游水位升至m高程以上,關閉自排閥,用水泵抽至下游。排水泵的啟停由液位控制器控制。6.1.3.4壓縮空氣系統(tǒng)壓縮空氣系統(tǒng)包括中壓壓縮空氣系統(tǒng)和低壓壓縮空氣系統(tǒng)。(1)中壓壓縮空氣系統(tǒng)中壓壓縮空氣系統(tǒng)主要用于調速系統(tǒng)壓力油槽和機組事故緊急制動用氣。油壓裝置型號為,額定工作壓力為4.0MPa。擬采用二級壓氣供氣方式以提高空氣干燥度。經計算,選用二臺2V-1/60型空氣壓縮機,Q=1m3/min,P=6.0MPa,一臺工作,一臺備用;選用2m3高壓貯氣罐二個,一個額定壓力為6.0MPa,另一個額定壓力為2.5MPa。6MPa的貯氣罐經減壓閥減壓至4MPa后,用于壓力油槽用氣；2.5MPa貯氣罐的壓縮空氣由壓氣機經減壓閥減壓得到,用于機組緊急事故制動用氣。空壓機的起停由6MPa貯氣罐上的壓力信號器自動控制。提示：如選用一級供氣方式，則據(jù)此方式敘述。(2)低壓壓縮空氣系統(tǒng)低壓壓縮空氣系統(tǒng)主要用于機組正常制動用氣、水輪機檢修密封、吹掃和風動工具用氣。經計算,選用二臺……空壓機,Q=m3/min,H=MPa,一臺工作,一臺備用。選用貯氣罐一只,V=m3,P=0.8MPa,供機組正常制動用氣和水輪機檢修密封用氣,壓氣機的起停由貯氣罐的壓力信號器自動控制。吹掃和風動工具用氣直接由空氣壓縮機供給,此時空氣壓縮機系手動操作。6.1.3.5油系統(tǒng)油系統(tǒng)包括透平油系統(tǒng)和絕緣油系統(tǒng)。(1)油罐的選擇絕緣油系統(tǒng)主要用于主變壓器和油開關用油。一臺最大容量的主變壓器充油量為t,一臺油開關的充油量為t,兩者總和為t。按此總和的1.1倍選用m3絕緣油罐二只,一只為凈油罐,一只為污油罐。透平油系統(tǒng)主要用于機組潤滑和操作用油,以及調速系統(tǒng)油壓裝置用油。機組潤滑和操作用油總量為t,調速系統(tǒng)油壓裝置用油總量為t,兩者總和為t。按此總和的1.1倍選用m3透平油罐二只,一只為凈油罐,一只為污油罐。(2)油處理設備選用真空濾油機一【/二】臺,型號為ZJY-100,凈油能力Q=100L/min,工作真空度小于666Pa,額定壓力小于0.5MPa,總功率55.09kW,透平油和絕緣油系統(tǒng)共用(或透平油和絕緣油系統(tǒng)各一臺)。三臺壓力濾油機,型號為LY-100,Q≥100L/min,H=0MPa～0.3MPa,電機功率2.2kW,二臺用于透平油系統(tǒng),一臺用于絕緣油系統(tǒng)。三臺齒輪油泵,型號為2CY-6/3.3-1,Q=6m3/h,H=0.33MPa,電機功率3kW,二臺用于透平油系統(tǒng),一臺用于絕緣油系統(tǒng)。(3)油化驗設備油化驗設備按簡化分析的原則配置。提示：具體設備選型可按水電部1975年頒發(fā)的《油化驗設備配置標準》開列。6.1.3.6水力量測系統(tǒng)本系統(tǒng)包括以下五個監(jiān)測部分:(1)上下游水位及毛水頭測量上下游水位計均選用型水位測量儀,并配有水位差顯示儀表顯示電站毛水頭。上述三臺接受顯示器均布置于中控室內。本電站為徑流式電站，為經濟運行,一般情況下水輪機過流量須與上游來水量保持平衡,以達到上游水位保持不變，故在調速器內裝有水位控制裝置,其信號由上游水位計引出。(2)攔污柵壓差測量每臺機組設置攔污柵差壓計一臺,傳感器型號為,二次儀表型號為。(3)機組流量測量機組采用差壓法測流。在流道內不同過流截面的位置上布置若干測點,測出不同過流斷面上的壓差值,換算出流量并顯示。差壓變送器型號為,測量范圍,精度,二次儀表型號為。(4)凈水頭測量根據(jù)水頭,機組漿葉調整為實現(xiàn)漿葉和導葉協(xié)聯(lián),故設置凈水頭測量。差壓變送器型號為,測量范圍為,精度為,二次儀表型號為。(5)流道各斷面壓力測量為了掌握流道各斷面的水壓變化,供運行和科研部門分析參考,擬在流道各有關斷面布設測點和壓力表(如需要時個別點可設壓力變送器,將壓力信號輸至中控室)。提示：以上系按常規(guī)水力測量系統(tǒng)設計原則編寫。目前測量儀表在不斷的革新和發(fā)展，一些綜合性測量儀表不斷涌現(xiàn)。例如武漢水利電力大學等單位研制的YLX-02型微機差壓流量效率監(jiān)測裝置和華中理工大學研制的HSJ-2型多功能水力機械計算機測試裝置就是較適用的二例。這些裝置可同時顯示：瞬時流量、累計耗水量、蝸殼進口壓力、上下游水位、工作水頭、機組出力、累計發(fā)電量、發(fā)電耗水率和機組效率,并可與上位微機接口;HSJ-2型多功能裝置還可實現(xiàn)機組振動、擺度、過渡過程、軸心軌跡、盤車和其它需要的新功能等的監(jiān)測和顯示。這些裝置的精度較高,達0.5級,其中流量系數(shù)的率定精度也可達1.0～1.5級，較為準確、方便。桓仁、東江和葛洲壩等水電站已利用這些裝置對原測流設備等進行了技術改造。運行實踐證明,其性能和使用效果良好,利于電站經濟運行,較受歡迎。目前一些電站，特別是貫流式燈泡機組電站,雖然也裝設了常規(guī)差壓測流儀，但因流量系數(shù)的率定較麻煩和困難,準確性較差,故多擱置未投入運行,這樣,原型機組的效率測驗也就較為困難。因此，在這些電站中裝設上述新型裝置的方案,值得在水電站(特別是貫流式燈泡機組電站)設計中加以考慮和采用,以利于電站的經濟運行。6.1.3.7機械修理設備本電站機械修理設備按水利電力部1975年頒發(fā)的《水電站機械修理設備配置標準(試行)》【/電站實際需要】配置,配置設備詳見設備清單(見表6.1-3)。6.1.4廠房及水力機械主要設備布置廠房為封閉式結構,布置在溢流壩的左側。主廠房內安裝3臺貫流式燈泡機組,機組間距m,主廠房總長m,寬m。安裝場與其成一列式布置,在其左端與進廠公路直通。安裝場面積按機組大修時放置發(fā)電機定子、轉子、水輪機轉輪、外配水環(huán)、主軸五大件考慮,并留各大件翻身所需場地,確定安裝場長m,寬m。水輪機安裝高程為m,安裝場高程為m。運行層高程為m，主要布置有調速器、油壓裝置、油冷卻器和制動柜等。廊道層高程為m,布置軸承油箱、關閉重錘和檢修排水泵等。提示：有些電站在運行層和廊道層之間專設一層管道層有些電站僅設置局部管道間和管道溝可視具體布置編寫。還可以要求廠家對調速器和油壓裝置的布置作改進避免專設管道層。油罐室、油處理室布置在。主廠房下游側分設層副廠房,布置有空氣壓縮機、供水泵、滲漏排水泵、消防水泵、電氣副廠房、工具間及現(xiàn)場辦公室……。提示：根據(jù)具體布置位置編寫。

6.1.5水力機械主要設備清單水力機械主要設備清單見表6.1-3。表6.1-3水力機械主要設備清單序號名稱型號規(guī)格單位數(shù)量備注1水輪機2發(fā)電機3調速器4油壓裝置5橋式起重機6機組冷卻供水泵7主軸密封等供水泵8消防供水泵9檢修排水泵10滲漏排水泵11廠區(qū)排水泵12低壓空氣壓縮機13中壓空氣壓縮機14真空濾油機15壓力濾油機16齒輪油泵17離心式風機18軸流式風機19冷暖分體機組20窗式空調器21量測設備22機械修理設備23油化驗設備24卡車25轎車注:(1)21、22、23項中的設備應根據(jù)電站實選設備分項列出。(2)可根據(jù)電站實選設備對本表所列設備進行增減。

6.2電工6.2.1接入電力系統(tǒng)方式(1)水電站與電力系統(tǒng)的連接方式本電站位于地區(qū)(市)縣境內,為徑流式水電站,是一個以發(fā)電為主,兼有航運等綜合效益的水電樞紐工程。電站裝有3臺機組,單機容量為MW,總裝機容量為MW,多年平均發(fā)電量為億kW·h,年利用小時數(shù)為h,保證出力P=90%為MW。電站除向地區(qū)(市)提供電力、解決供需矛盾外,還對改善水運航道具有十分重要的意義。本電站屬中【/小】型徑流式電站,考慮到電站所處的地理位置、建設、投資、裝機規(guī)模及能量指標等因素,確定水電站主要供電對象為地區(qū)(市)(或縣),解決地區(qū)(市)和縣的缺電問題。根據(jù)院系統(tǒng)專業(yè)(或地區(qū)(市)電力部門)提供的資料,采用kV和kV兩級電壓接入電力系統(tǒng),其出線回路數(shù)和并網(wǎng)點、各回出線的負荷、輸電距離、線徑等情況詳見表6.2-1。表6.2-1電站接入系統(tǒng)出線情況表出線起訖點電壓等級,kV出線回路數(shù)輸電距離,km輸電容量,kW導線型號(2)接入電力系統(tǒng)的電力計算資料根據(jù)電力系統(tǒng)設計水平年及遠景電源開發(fā)和網(wǎng)絡骨架結構,經計算,系統(tǒng)歸算至水電站kV電壓母線上的正序電抗為(標么值),零序電抗為(標么值),基準容量為100MVA,系統(tǒng)容量為MVA;歸算至kV電壓母線上的正序電抗為(標么值),零序電抗為(標么值),基準容量為MVA,系統(tǒng)容量為MVA。電站在電力系統(tǒng)中擔負基荷【/部分腰荷】運行,主要送電電壓等級為kV,在kV母線有【/無】穿越功率,機組功率因數(shù)采用,充電容量為kVar,有【/無】調相、調頻要求,主變壓器采用無激磁調壓方式,110kV變壓器中性點采用直接接地方式。35kV變壓器中性點設置【/不設置】消弧線圈,容量為kVA。發(fā)電機的主要技術參數(shù)如下:發(fā)電機型號:;額定功率:;額定電壓:;額定電流:;功率因數(shù):;額定頻率:;額定轉速:;定、轉子繞組絕緣水平:;轉動力矩(GD2):;勵磁方式:。提示：根據(jù)具體的出線電壓等級系統(tǒng)要求進行敘述。6.2.2電氣主接線根據(jù)電力系統(tǒng)資料及本電站在地區(qū)(市)及縣電力系統(tǒng)中的地位、作用及運行方式,按照接線簡單清晰、技術先進、經濟合理及便于分期過渡的原則,對其電氣主接線進行多方案的技術經濟比較。6.2.2.1電氣主接線方案比較(1)發(fā)電機電壓側接線方案的比較對發(fā)電機電壓側采用四個方案進行比較。方案一,單母線接線:此方案接線簡單清晰,設備較少,投資省,運行維護方便,布置簡單。缺點是母線及母線所連接的隔離開關故障或檢修時需全廠停電,而且母線上的短路容量較大。方案二,單母線斷路器分段接線(為限制短路電流,正常運行時母線斷路器斷開運行):該方案供電可靠,當一段母線及設備故障時,不致全廠停電,仍有部分機組可正常送電。缺點是設備較多,投資略貴,布置比方案一相對復雜。方案三,擴大單元接線:接線簡單清晰,設備少,操作維護方便,便于布置,投資較省。缺點是當兩個擴大單元的主變和機組交叉故障或檢修時,其對應的機組容量不能通過另一臺主變送出,運行靈活性較差。方案四,單機單變接線:此方案最為靈活和方便,故障影響最小,繼電保護簡單。但在交叉故障或檢修時有一部分電能無法送出,而且近區(qū)及廠用變均接在一臺機組上,可靠性相對降低;主變壓器數(shù)量多,主變高壓側出線回路多,布置復雜,投資增加。以上各方案技術經濟指標比較見表6.2－2。表6.2-2發(fā)電機電壓側接線方案比較表方案編號一二三四接線名稱一次接線簡圖設備投資(萬元)年運行費(萬元)計算費用(萬元)土建投資優(yōu)點缺點推薦方案通過對以上四個方案的技術經濟比較和綜合分析,在技術上可行的條件下,選用費用相對較低、安全可靠、布置和繼電保護簡單的第方案,作為發(fā)電機電壓側接線的推薦方案。主變壓器選用臺,其型號分別為-/和-/。(2)升高電壓側接線方案的比較1)對110kV電壓側接線擬定了四個方案進行技術經濟比較。方案一:單母線接線。該方案簡單清晰,運行維護方便,布置簡單,投資較省,便于實現(xiàn)自動化、遠動化。缺點是供電可靠性較差。方案二:單母線帶簡易旁路接線。該方案接線較清晰,運行靈活,供電相對于方案一較可靠。特別是在線路有熔冰要求時,可兼作線路熔冰母線,故在線路熔冰時,不致影響其它出線和機組的正常供電。缺點是倒閘操作較單母線多,繼電保護相對復雜。方案三:采用內橋帶外跨條接線。該方案高壓側斷路器較少,開關站布置簡單,占地面積小,便于擴建時改為單母線帶旁路接線。但主變壓器的切除和投入較復雜;橋連斷路器檢修時,兩個回路需解列運行。提示：在系統(tǒng)有穿越功率要求時也可采用外橋接線報告作相應修改。方案四:采用單母線帶斷路器分段接線。除與單母線有相同的優(yōu)點外,在母線及所連接設備檢修或故障時,只影響一段母線及所連接的回路停電,可靠性高于單母線接線。各方案的技術經濟比較見表6.2-3①①表6.2-3與表6.2-2格式完全一樣,略——編者。通過對以上四個方案的技術經濟比較和綜合分析,選用第方案作為110kV升高壓側的推薦接線方案。2)對35kV電壓側接線擬定了四個方案進行技術經濟比較。方案一:單母線接線,采用戶內手車式開關柜。該接線簡單明了,運行維護方便,布置簡單,進出線斷路器故障或檢修可用備用小車替換,停電時間短,但投資較大。方案二:單母線接線,采用戶外布置設備。該方案運行維護較方案一差,在進出線斷路器故障或檢修時,該回路停電。方案三:單母線帶簡易旁接線,采用戶外布置。該方案接線較簡單,配置靈活,供電較單母線戶外布置可靠,停電時間短。但占地面積大,倒閘操作稍多。方案四:單母線斷路器分段接線。對重要負荷可從不同段引出兩個回路,供電可靠。在一段母線故障后,不影響另一段母線的正常運行,適合于兩回進線和四回以上出線的開關站。但設備投資較大。各方案的技術經濟比較見表6.2-4②②表6.2-4與表6.2-2格式完全一樣,略——編者。通過對以上四個方案的技術經濟比較和綜合分析,選用第方案作為35kV側的接線方案。提示：對主接線的方案選取此處僅列出了幾種常用的可根據(jù)系統(tǒng)資料及具體情況靈活調整選取最佳方案并進行敘述。6.2.2.2廠用電接線及壩區(qū)用電根據(jù)本電站所選的機組型式、容量和臺數(shù),廠用變壓器暫選用兩【/三】臺kVA的干式變壓器,接線組別采用Y,yno【/D,yn11】,選用阻抗電壓值為。其中兩臺廠用變壓器電源分別取自兩段(臺)發(fā)電機電壓母線,每臺廠用變壓器低壓側分別與一段廠用母線相連接,保持相對的獨立性,并互為暗備用。每臺廠用變壓器均可帶全廠負荷。廠用低壓母線采用單母線斷路器分段的接線方式,并且在兩【/三】段母線之間裝設備用電源自投裝置。廠用母線電壓采用400【/230】V,三相四線制系統(tǒng)【/三相五線制系統(tǒng)】,中性點直接接地。提示：由于貫流式燈泡水輪發(fā)電機組對廠用電的可靠性要求較高,為保證電站運行安全可靠和考慮閘門防汛要求,宜設置一臺柴油發(fā)電機組作為電站的保安電源。廠壩區(qū)的閘門用電分別取自廠用電兩段低壓主母線。由于船閘布置在廠房的右側,距離廠房較遠,且負荷較大。為保證廠用電的可靠性和減小過大的電壓降對電氣設備的影響,同時,考慮到船閘及電站運行屬兩個不同的管理單位,為便于計量,船閘的電源從發(fā)電機電壓母線上取得,采用電纜饋電方式。變壓器及配電裝置就近布置在船閘附近,其變壓器容量暫定為kVA,型號為/。推薦的電氣主接線方案詳見圖圖6.2-1。圖6.2-1電氣主接線圖6.2.3短路電流計算和主要電氣設備選擇6.2.3.1短路電流計算根據(jù)電力系統(tǒng)資料,電力系統(tǒng)折算至水電站kV電壓母線上的系統(tǒng)阻抗為(基準容量為100MVA),系統(tǒng)容量為MVA。根據(jù)系統(tǒng)要求及與主機廠家最終協(xié)商的資料,發(fā)電機次暫態(tài)電抗取X″d為,發(fā)電機額定電壓為kV,功率因數(shù)取為。結合以上資料對推薦的電氣主接線方案進行了不同短路點的短路電流計算,計算用的單線圖見圖6.2-2,網(wǎng)絡正序阻抗圖見圖6.2-3。圖6.2-2計算用單線圖圖6.2-3網(wǎng)絡正序阻抗圖經計算,不同短路點的短路電流計算值詳見表6.2-5。

表6.2-5短路電流計算結果表短路點編號短路點平均電壓基線電流正序組合電抗分支線名稱分支計算電抗分支額定電流短路電流周期分量起始值4s短路電流有效值起始短路容量短路電流非周期分量起始值短路電流沖擊值短路全電流最大有效值短路熱效應UpiIjX1xzsInIzIz4SzIfz0ichIchQdt(f=4s)kVKAkAkAkAMVAkAkAkAKA2sd1小計d2小計d3小計d4小計6.2.3.2主要電氣設備的選擇主要電氣設備根據(jù)技術先進、經濟合理、運行維護方便和安全可靠的原則進行選擇,應符合有關規(guī)程、規(guī)范的要求。電氣設備的技術參數(shù)均按正常工作的條件進行選擇,并按各不同短路點的短路情況進行校驗,兩者同時滿足要求。對發(fā)電機電壓側選用型高壓成套開關柜,內裝設SN10-10型少油斷路器【/ZN-10型】真空斷路器。35kV側斷路器選用型多油【/SF6】斷路器,隔離開關選用GW5-35型。提示：或:當采用戶內式布置,選用型高壓成套開關柜,內裝設SN10-35型少油【／SF6】【／型】真空斷路器。110kV側高壓斷路器選用SW6-110型【/SW7-110型】少油斷路器【/SF6敞開式電器】,隔離開關選用占地面積較省的GW5-110型。為防止鐵磁諧振過電壓,110kV母線電壓互感器選用電容型電壓互感器。提示：(1)隨著科學技術的不斷發(fā)展，電氣設備的型式多樣化，新產品不斷推出，因此，電氣設備的選擇應根據(jù)技術先進、經濟合理的原則進行選取，并應經過多方案的比較。此處僅以目前中小型電站中常用的一些設備為例進行描述。(2)對貫流式燈泡機組,發(fā)電機的引出線電纜,考慮彎曲半徑的需要以及維護、更換的方便,一般選用單芯電纜引出。編寫具體的設計報告時,可根據(jù)實際進行補充和完善。各級電壓配電裝置的主要電氣設備技術參數(shù)選擇詳見表6.2-6。表6.2-6主要電氣設備選擇表項目及數(shù)值設備位置及型號短路電流計算值及產品保證值備注Ue,kVIe,AI″,kAicn,kAQdt,kA2·s110kVd點短路計算值型斷路器型隔離開關型電流互感器35kVd點短路計算值型斷路器型隔離開關型電流互感器10.5kV(6.3)d點短路計算值型斷路器型隔離開關型電流互感器各主要電氣設備的型式、規(guī)格、材料、數(shù)量及主要技術參數(shù)詳見圖6.2-1電氣主接線圖及表6.2-7。表6.2-7主要電氣設備材料表工程名稱:專業(yè)：編號名稱型號規(guī)格單位材料數(shù)量備注1控制臺2馬賽克返回屏3機組控制屏4輔機控制屏5機組測溫屏6發(fā)電機保護屏7勵磁系統(tǒng)8主變保護屏9110kV線路保護屏1035kV線路保護屏1110kV線路保護屏12廠用變保護屏13近區(qū)變保護屏14110kV母差保護屏15公用設備屏16電能計量屏17故障錄波屏18事故照明切換屏19220V直流充電屏20220V直流饋線屏2124V直流充電屏2224V直流饋線屏23聯(lián)鎖切機屏24端子箱25控制箱26控制電纜27蓄電池28計算機監(jiān)控系統(tǒng)29電氣試驗室設備30火災報警裝置注：本表僅列出電站電氣二次接線的主要設備和材料，適用于中小型水電站。選型和數(shù)量應隨各電站的情況不同而異。6.2.4電氣設備的布置根據(jù)樞紐布置情況,電站主廠房布置在河床左岸。電氣設備布置根據(jù)機組的布置特點,并按照機電設備運行維護方便,盡量減少開挖,以及主、副廠房電氣設備與主變壓器場、開關站和中央控制室位置相對合理等原則進行。6.2.4.1廠房電氣設備布置主廠房全長m,機組間距為m,廠房跨度為m,其中安裝場段長為m。廠房布置臺貫流式燈泡機組,安裝場位于主廠房的左側,進廠公路從下游側可直達主廠房內的安裝場。在廠房電氣設備布置中,主要對中央控制室的布置進行了兩個方案的技術經濟比較。方案一,將中央控制室布置在安裝場下游側【/端部】副廠房的第層中。此處位于機組和開關站、主變壓器場之間,位置比較適中,通風、采光條件較好,交通便利。但機組及其附屬設備的控制、保護等與中控室之間的電纜相對較長,增加了造價。方案二,將中控室布置于主廠房下游側副廠房中,高程為m。該處距離機組較近,電纜較短,運行人員也可方便的觀察到機組運行情況。但它的通風、采光條件較差,噪音及振動較大,需對控制和保護屏采取必要的防振處理,以免由于振動而引起誤動作,同時需采取一定的防止噪音的措施。提示：(1)當機組臺數(shù)為2臺時,可將中控室布置于機組段端部靠近安裝場處,使中控室位于機組與主變壓器場和開關站之間,機組及開關站到中控室的電纜都相對縮短。(2)當機組臺數(shù)為3臺(或4臺)時,將中控室布置于機組段之間,這樣雖然距主變壓器場和開關站距離較遠,但由于開關站到中控室的電纜比機組到中控室的電纜要少得多,總的投資仍會相對降低,因此,將中控室布置于機組段之間是較合理的。(3)當中控室布置于下游側副廠房內時,為便于運行管理,應使中控室的高程盡量與運行層的高程相同。(4)蓄電池室應盡量靠近中控室布置。(5)在條件允許時可將機旁屏集中布置在中控室內,簡化了運行層的布置,并且可以做到運行人員機電一體化。(6)對貫流式燈泡機組,由于燈泡頭進人孔較小,且由此孔進入的管路及電纜較多,為便于安裝、維護和降低造價,將發(fā)電機中性點電流互感器安裝于燈泡頭內。經技術經濟比較和充分論證后,確定第方案作為中央控制室布置位置的推薦方案。副廠房一列式布置于主廠房和安裝場的下游側。主廠房下游側副廠房長m,寬m,共分四層。第一層高程為m,布置有水泵房等室;第二層高程為m,布置有;第三層高程為m,與運行層同一高程,布置有;第四層高程為m,主要布置有室及其它電氣房間。安裝場下游側副廠房分三層,長m,寬m。第一層與安裝場同一高程,布置有高壓試驗室和電氣修理間等房間;第二層高程為m,布置有等;第三層高程為m,布置有等。提示：副廠房的層數(shù)根據(jù)實際需要而定但不宜過高。主副廠房的電氣設備布置詳見圖6.2-4廠房布置圖。圖6.2-4廠房布置圖6.2.4.2主變壓器場及開關站設備的布置根據(jù)樞紐總布置及地形和地勢情況,結合各電壓等級的出線方向,將主變壓器布置于安裝場下游側,靠近河床與下游進廠公路之間,高程與安裝場相同,主變壓器檢修可通過運輸軌道進入安裝場,變壓器中性點設備就近布置于主變壓器旁。開關站位于主變壓器場左側的山坡上,考慮到與進廠公路的銜接和洪水位的影響,盡可能減少開挖方量,開關站的高程定為m。擬定了開關站平面布置的兩個比較方案。方案一見圖,方案二見圖。由于河床式電站兩岸臺地較寬闊【/河中有洲】,為便于安裝維護及運行管理,因此,在兩方案中110kV配電裝置均采用戶外中型布置,35kV配電裝置擬定了戶內及戶外布置兩種型式進行比較。綜合分析它們各自的優(yōu)缺點,在滿足技術性可行的條件下,方案具有土建開挖方量少,布置清晰,進出線方便,交通運輸便利等優(yōu)點,故選用方案作為開關站的布置方案。35kV配電裝置選用戶外【/戶內】布置方案。提示：開關站電氣設備的布置主要根據(jù)電站所處位置的地形地貌及樞紐總布置進行，而且存在著一定的人為因素。因此，應根據(jù)實際情況進行詳細的敘述。6.2.5過電壓保護及接地6.2.5.1過電壓保護方式的選擇各級電壓配電裝置的防雷保護均按有關規(guī)程、規(guī)范的要求進行配置,詳見電氣主接線圖6.2-1。在110kV和35kV電壓母線側各裝設一組避雷器,以保證在各種運行方式下,雷電侵入波均不能危及主變壓器及主要電氣設備。由于主變壓器場距開關站110kV及35kV電壓母線上的避雷器大于【/小于】規(guī)程允許的距離,故在主變壓器附近裝設【/不裝設】一組110kV及35kV級的避雷器,以保證主變壓器的安全。主、副廠房的直擊雷保護采用在屋頂裝設避雷帶的方法。主變壓器場、進線段和開關站擬采用根獨立避雷針作為防止直擊雷的保護措施。提示：或利用地形采用避雷線作為防止直擊雷的保護措施。也可采用一支m高的消雷器來進行保護,但消雷器的使用目前未寫進規(guī)程中,采用須慎重。6.2.5.2全廠接地方案的確定全廠擬設一總的接地網(wǎng),除充分利用主廠房水下部分、開關站部分和自然接地體外,在進水口及尾水混凝土下、壩前圍堰內再敷設一部分水下接地網(wǎng)。經初步計算,總接地電阻可以達到規(guī)程規(guī)定的Ω的要求,能保證設備及人身安全,同時滿足接觸電勢及跨步的要求。提示：當土壤電阻率較高時，可在開關站等部位使用降阻劑，作為降低接地電阻的措施。6.2.6自動控制6.2.6.1全廠監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)目前中小型水電站的運行情況,提出兩種監(jiān)控系統(tǒng)結構供比較選擇。(1)常規(guī)監(jiān)控系統(tǒng)常規(guī)監(jiān)控系統(tǒng)由中控室控制主環(huán)、機旁現(xiàn)地機組控制屏兩大部分組成?？刂浦鳝h(huán)由控制臺和馬賽克返回屏組成,其主要功能如下:——在控制臺或機旁控制屏上能以一個脈沖命令完成開、停機及并網(wǎng)操作;——在控制臺或機旁控制屏能對機組的有功、無功負荷進行調整;——在控制臺上配備機組電氣測量表計,對機組運行時主要電氣參數(shù)進行測量監(jiān)視;——在返回屏上能對主變壓器和輸電線路的斷路器進行分、合閘及同期并網(wǎng)操作;——在返回屏上能監(jiān)視主變壓器和輸電線路的運行狀態(tài)及電氣參數(shù);——在返回屏上集中設立全廠事故和故障信號。機組主要監(jiān)控設備布置在機組旁現(xiàn)地,主要包括機組控制屏、測溫屏和輔機控制屏。機組控制系統(tǒng)擬以可編程控制器(PLC)為核心構成。目前,可編程控制器具有可靠性高、價格適中、易于安裝調試和易于擴展等特點,適宜于水電站構成邏輯控制系統(tǒng)?？刂茖ο笾饕ㄕ{速器、勵磁裝置和油、水、氣系統(tǒng)等輔機設備。機組控制系統(tǒng)可以一個脈沖命令自動完成開、停機及工況轉換操作,也可實現(xiàn)分步操作。在輔機控制屏上設有控制按鈕或開關,對油、水、氣系統(tǒng)輔機設備可實行一對一手動操作,保證在可編程控制器因故退出運行時,能以手動分步方式實現(xiàn)開、停機。在機組測溫屏上設置帶微處理器的溫度巡檢裝置,對發(fā)電機的定子、空冷器、機組軸承等進行巡檢。另外,設置數(shù)字式溫度報警儀,對重要的測溫點(如機組軸承)進行常溫監(jiān)視。(2)計算機監(jiān)控系統(tǒng)加簡易常規(guī)電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用二級分布式系統(tǒng)結構,由單元級和主控級兩部分組成。此結構有如下優(yōu)點:——由于各種監(jiān)控功能按對象分布,多由CPU完成,實時響應速度快,對主計算機的要求相對降低;——分層分布式系統(tǒng)運行靈活和冗余度高,局部故障不會引起整個系統(tǒng)癱瘓;——系統(tǒng)采用標準控制單元和數(shù)據(jù)采集單元組成,投資低廉,便于更新和擴展。本結構單元級由按控制對象分布的若干LCU組成,收集生產過程中的信息,并執(zhí)行對生產過程的控制。機組控制用的LCU以可編程控制器及數(shù)據(jù)采集單元構成,能獨立完成數(shù)據(jù)采集和處理、事故檢測報警、控制調節(jié)等功能,實用性好,響應速度快和可靠性高。主控級為兩臺互為備用的工業(yè)控制計算機,完成對全廠的安全監(jiān)控、事故處理及人機聯(lián)系等功能。為了保證在計算機監(jiān)控系統(tǒng)因故障退出運行時,電站仍能進行正常的操作和運行,設置簡易常規(guī)監(jiān)控作為后備。上述兩種方案各有利弊。方案(1)投資少、技術切實易行,較適合于一般小型水電站。方案(2)一次投資大,技術較復雜,對建設方的經濟和技術要求高,但符合目前電站技術的發(fā)展潮流,易于實現(xiàn)電站綜合自動化及流域集中調度管理。綜上所述,推薦采用方案(2)。6.2.6.2勵磁系統(tǒng)及自動化元件(1)勵磁系統(tǒng)勵磁系統(tǒng)的基本技術應按照《大中型同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)技術要求(GB7409.3-1997)》和《大中型水輪發(fā)電機靜止整流勵磁系統(tǒng)及裝置技術條件(DL/T583-95)》。電站擬采用機端變自并激三相半控橋靜止可控硅整流勵磁系統(tǒng),采用帶微處理器的勵磁調節(jié)器。調節(jié)器應具有按電壓偏差自動調節(jié)通道和按轉子電流偏差手動調節(jié)通道,兩個通道應能相互跟蹤,并能在自動通道出現(xiàn)故障時,無擾動地自動切換到手動通道。給定裝置采用數(shù)字型電位器,無功功率的調整既可在現(xiàn)地,也可在遠方中控室進行。調節(jié)器應具備與計算機監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地LCU聯(lián)接的接口,以實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)對勵磁系統(tǒng)實現(xiàn)投、切及調節(jié)的功能。(2)自動化元件機組自動化元件必須能滿足由一個操作指令即可完成機組工況的自動轉換。為了保證機組安全運行,所配機組自動化元件能監(jiān)視機組油、氣、水及軸承等重要部件的運行參數(shù)及工況,構成水力機械保護系統(tǒng)。綜合計算機監(jiān)控系統(tǒng)的要求,除溫度外,機組的非電氣量運行參數(shù)應通過Ⅲ型變送器轉換成4-20mA的電氣量、輸入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),機組各測溫點配備pt-100的鉑熱電阻供巡視和監(jiān)測。6.2.7繼電保護6.2.7.1水電廠的繼電保護方案根據(jù)《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程(GB14285-93)》,電站的繼電保護配置如下:(1)發(fā)電機——縱聯(lián)差動保護——復合電壓起動過電流保護——過電壓保護——過負荷保護——逆功率保護——失磁保護——定子接地保護——轉子一點接地保護——軸電流保護提示：對于貫流式機組宜裝設逆功率保護。對于軸電流保護可根據(jù)生產廠家的條件及機組具體情況考慮是否裝設。(2)主變壓器——縱聯(lián)差動保護——復合電壓起動過電流保護——零序保護——瓦斯保護——過負荷保護——溫度保護提示：對于110kV大電流接地系統(tǒng)的變壓器才裝設零序保護。(3)110kV線路——三段式距離保護——二段式零序電流或零序距離保護提示：該保護可選用“四統(tǒng)一”定型保護屏,根據(jù)具體情況配備高頻電壓切換箱及三相一次重合閘。(4)35kV、10kV線路——電流速斷保護——過電流保護提示：必要時,35kV線路保護可加裝功率方向元件,以提高靈敏度和選擇性。(5)近區(qū)變壓器——縱聯(lián)差動保護(視變壓器容量也可設置電流速斷保護)——過電流保護——過負荷保護——瓦斯保護——溫度保護(6)廠用變壓器——電流速斷保護——過電流保護——零序過電流保護

6.2.7.2系統(tǒng)保護和安全自動裝置的配置根據(jù)要求設置系統(tǒng)保護和安全自動裝置,包括:。提示：可能設置的裝置如下:發(fā)電機組:高頻切機、聯(lián)鎖切機、低頻自起動。輸電線路:三相一次重合閘。6.2.7.3各類繼電保護裝置的布置電站設有中央控制室，采用有人管理集中控制運行的模式。因此,主變壓器、輸電線路和廠用電的繼電保護裝置以保護屏的形式集中布置在中控室內。提示：可布置在中控室控制主環(huán)的一側,也可布置在控制主環(huán)之后。報告根據(jù)實際情況描述。另外,全廠直流電源屏、電能計量屏和公用設備屏等設備也布置在中控室內。機組保護屏與機組監(jiān)控設備布置在機旁,便于對機組進行現(xiàn)地運行的監(jiān)控和調試,同時也縮短了電纜長度。6.2.8二次接線6.2.8.1二次接線系統(tǒng)設計方案(1)控制全廠的控制采用一對一的方式。常規(guī)監(jiān)控方案直接采用強電一對一的控制方式;考慮到接口電路的要求,計算機監(jiān)控方案采用弱電一對一控制方式。簡易常規(guī)和計算機監(jiān)控共用出口電路,但采用各自獨立的控制電源,并能互相閉鎖。弱電電壓采用直流24V【/48V】。斷路器操作回路、自動化元件操作回路和輔機操作回路采用直流220V。提示：對于常規(guī)監(jiān)控系統(tǒng)則采用強電一對一的控制方式。(2)測量全廠的測量亦采用一對一的方式,根據(jù)《電測量儀表裝置設計技術規(guī)程(SDJ9-87)》配置全站的測量儀表。因采用計算機監(jiān)控方案,測量儀表的配備可適當簡化,且與監(jiān)控系統(tǒng)的模擬量輸入接口共用變送器,以保證測量結果的一致。(3)同期提示：同期方式可設置自動準同期或手動準同期,如系統(tǒng)有要求且條件允許,也可設置自動自同期作為事故情況下的同期方式。同期點選擇在機組的出口斷路器,變壓器的低壓或高壓側斷路器,及對側有電源的輸電線路斷路器。發(fā)電機的同期以自動準同期為主,原則上全站設一至兩套自動準同期裝置。變壓器和線路的同期采用手動準同期。對于小型水電站可考慮全廠設一至兩套自動準同期裝置供機組同期用。(4)信號信號分為設備狀態(tài)位置的模擬信號及事故故障音響示字信號。所有斷路器設置位置信號。發(fā)電機設置運行工況信號燈,能分別顯示發(fā)電、調相和停機狀態(tài)。事故和故障信號選擇閃光報警裝置,此類裝置具有動作可靠、能耗低和報警程序智能化等特點,并適宜在馬賽克屏上集中安裝。提示：考慮到經濟技術條件，小型水電站也可選擇典型的中央音響信號系統(tǒng)。報告根據(jù)實際情況編寫。6.2.8.2電流電壓互感器的配置(略)6.2.8.3水電廠控制電源方式全廠直流系統(tǒng)額定電壓選為220V和24V【/48V】兩種,其中220V供繼電保護、斷路器跳合閘、自動化元件及輔機操作用,24V【/48V】供計算機監(jiān)控系統(tǒng)和機組控制PLC用。推薦使用酸性免維護蓄電池作為直流系統(tǒng)電源,與其他電池比較,其明顯優(yōu)點是免維護,對運行環(huán)境無特殊要求,并適合于各種場合,尤其中小容量性價比好。220V直流系統(tǒng)建議由兩組蓄電池組成(不帶端電池)。兩段直流母線帶聯(lián)絡開關,每段直流母線各接有一臺可控硅充電裝置。一般直流負荷以放射狀從直流母線供電,重要直流負荷分別從兩段母線上供電,環(huán)形連接。24V直流系統(tǒng)采用一組蓄電池和兩臺可控硅充電裝置,系統(tǒng)接線與220V系統(tǒng)大體相同。提示：如電站不設計算機監(jiān)控系統(tǒng),為減少投資可不設專用的弱電直流系統(tǒng)。對機組控制PLC的供電,可選取容量適當?shù)闹绷髂孀兤鹘鉀Q,