1、水电站仿真培训实验指导书第一册（水电站仿真培训系统介绍）国家电力公司（部级）重点实验室三峡大学水电站仿真实验室2000 年 6 月总体进度安排前言第一册 水电站仿真培训系统介绍（半天：4h）第二册 水电站运行认识实验（1 天 7h）第三册 水轮发电机组开机实验（4 学时）第四册 水轮发电机组停机实验（3 学时）第五册 水电站电气故障及继电保护实验（1 天：7 学时）第六册 水电站水机故障及水机保护（1 天：7 学时）实验总结交流（半天：3 学时）水电站仿真培训实验指导书1前言电力系统运行行为及现代化控制技术在这一复杂系统中的有效应用，是电气工程及有关专业的学生应该掌握和了解的知识。随着电力工业
2、的飞速发展，电网规模不断扩大，无人值班少人值守正逐步实现，对 21 世纪的电力类人才的要求将发生质的变化。传统 局限于课堂教学和 课程实验教学模式培养出来的学生将在人才市场中缺乏竞争力，在工作岗位的适应能力差、适应周期长。我国教育界正在进 行电气工程类教育体系的改革与实践正是为了面向这一挑战而作出的重大举措。国际研究界预计，对于复杂的大型电力系统的运行行为的全面理解，对于现代控制技术在这一系统中有效应用的掌握，将是新世纪对电力人才提出的要求，而仿真培训将是 电力工程人才培养过程中的一个重要手段。为了培养符合要求的人才，电力系统仿真培 训应突破传统的培训模式，应将操作培 训、系 统运行行为分析培
3、 训、新技术应用培训全面紧密结合在一起。为了充分发挥国家电力公司（部级）重点实验室水电站仿真实验室的教学功能，本实验室提出了相应的实验教学体系，以适应 21 世纪对于人才培养的要求。水电 站仿真实验室为在校有关专业学生提供一个与实际水电站相似的真实环境，进行相关专业的基础知识、基本操作、水电站运行知识及事故处理的操作培训。目的在于全面提高学生对电力系统基础知识的掌握和对于整个电力系统运行与控制行为的理解。水电站仿真培训实验指导书2第一章 水电站仿真及其意义水电站仿真培训系统是利用计算机仿真技术模拟真实水电站的生产过程，并提供真实的培训环境（水 电站中央控制室）的现代化数字仿真培训系统。通过该系
4、统，可对学员进行：水电站正常工况运行操作 过程培训；水电站异常工况运行操作过程培训；水电站紧急事故工况处理操作培训；水电站计算机监控系统培训；水电站生产过程运行知识与专业理论培训。学员可以在较短的时间内掌握并熟悉水电站运行操作和事故处理。多年来国内外的经验表明：利用仿真培训手段对电力生产过程运行人员和管理人员进行仿真培训，可使被培 训人员在几乎与 实际工作环境一致的条件下，接受实际运行知 识和实际操作技能的各种 训练，特 别是进行异常运行和事故处理技能及快速应变能力的训练，从而迅速提高被培训人员的实际工作经验、能力和技 术素质，其直接效果就是保证电厂及电网的安全可靠运行，从而给国民 经济带来巨
5、大的经济效益和社会效益。随着电力工业的迅速发展和水资源的充分开发和利用，大批大中型水电站将相继建成投产，从而需要大批 训练有素的运行技 术人员。同 时，由于我国电力工业结构中水电比重较大和水电站运行的特点，使得水电站的安全可靠运行对确保整个电力系统的安全性与可靠性具有十分重要的作用，从而对水电站运行技 术人员提出了更高的要求。 为 了实现这一要求，迫切需要采用现代化培训 手段， 对水电站运行技术人员进 行更全面更有效的培训。水电站仿真培训实验指导书3第二章 水电站仿真物理环境水电站仿真实验室的培训环境模拟了大中型水电站的中央控制室的物理环境，包括集控台、返回屏、计算机监控系统和现地操作站。培训
6、环境由玻璃隔断分成两个区，教练员工作区和受训人员工作区。同时还包括两个区之间的通信电话系统，模 拟操作员与外界的电话联 系，如接受 调度指令，汇报操作情况以及与培 训有关问题解答。水电站运行人员在中央控制室监视控制整个发电厂的运行。中央控制室主要包括计算机监控系统，集控台，返回屏，教练员台和现地操作站等。其中计算机监控系统为现 代自动化监控系统所配置，集控台和返回屏则为传统监控系统所配置。本 实验室配置了现代和传统两套 监控系统，目的在于让学员全面了解我国水电站运行监控方式。计算机监控系统自动监视控制整个发电厂的运行，是 发电 厂自动化的主要组成部分。集控台是运行人 员手动操作控制发电厂运行的
7、操作台。发电厂主系统运行状态可通过返回屏显示。教练员台，是教练员工作的位置。教练员通过教练员台启动 仿真培训系统， 载入相应水电站仿真工况，设置培训项目，充当调度员等；现地操作站是仿真培训系统专门设置的，是受 训人员工作的位置，通过现地操作站可模拟实际水电站的中央控制室以外的操作。水电站仿真实验室的计算环境主要是基于 SUN SPARCstation 的计算机网络。如图 1 所示，硬件配置主要有 SUN SPARCstation 工作站作为教练员台和运行主体仿真软件，两台 CISC PC 作为计算机 监控系统，两台 CISC PC 作 为现地操作站，两台工控机作为计算机网 络与返回屏和集控台之
8、间的接口系统。水电站仿真培训实验指导书4第三章 水电站仿真模型电站系统水电站是将水能转换为电能的生产单位。作 为水电站的运行管理人员，首先要了解水电站的生产过 程，了解水 电站的主要生产设备 及其控制、辅助系统。水电站的主要生产设备有水轮机、 发电机、 变压器、调速器、励磁调节器、继电保护系统、风系统、水系统、油系统及厂用电系统等。首先水轮机将水能转换成机械能，通 过转子运动将机械能 传导给发电机，然后发电机将机械能转换为电 能并输送到电网。 这一 过程的完成必须在水电站各个部分包括各控制辅助系统的密切配合下完成。水电站仿真培训系统模型电站系统介绍了水电站模型系统的主要组成及功能。包括水轮发电
9、机 组及其控制系统、 电气主系统 及系统接入方式、继电保护及安全自动装置、6kV 厂用电系统、 220V 直流系 统、 400V动力系统、水系统、油系统、风 系统、 计算机监控系统、中央返回屏和中央集控台。该模型系统代表了大中型水电站的模型结构特点，同 时其 电气系统的运行行为反映了电力系统作为大系统的运行特点。 虽然，从水轮机的结构特点来说，不同的水电站具有不同的形式，但该模型系统 的水轮机的选型力图反映水轮机运行的主要特性。水 轮发电机组及其控制系 统、 电气主接线形式、继电保护及自动装置、厂用电系统、风水油系统及计算机监控系统均具有典型的代表意义。一方面，从水电站的角度来说，能够全面反映
10、水电站的运行行为，包括水 电站的正常运行行为、水 电站的异常运行行为、水电站的故障过程、继电保护及自动装置对水电站运行的作用、以及风水油系统对保证水电站可靠运行的作用。另一方面，从电力系统的角度来说， 该模型系统与外部等值 系统连接起来又构成了一个具有典型意 义的大型电力系统，从系统运行与控制、系统调度、系统的动态行为等方面全面地反映了电力系统的运行行为。因而，该模型系统既是一个完整的水电站模型，同时也是一个大型 电力系统。1、水电站电气主系统该水电站有 A、B 两个电厂。单机容量 12.5MW，总装机 12 台，总容量 150MW，其中 A 厂 8 台机 组， B 厂 4 台机组。 A、B
11、电厂通过联络变压器互联。A 厂机组主接线为联合扩大单 元接线，开关站母线为 3/2 接线， 3 串，3 进 3 出。电压等级为 500KV。3 条出线与外部系统相连。B 厂机组为发电机变压器单 元接线，开关站母 线为双母带旁路接线，电压等级为 220KV。4 条出线与外部系统相连。水电站仿真培训实验指导书52、水轮发电机组及其控制系统1）发电机规范名 称 单位型 式 SF125-96/15600容 量 MVA 143额 定 功 率 MW 125额 定 电 压 KV 13.8额 定 电 流 KA 5.98额定功率因数 COS 0.875额定转子电流 KA 1.553额定转子电压 V 450空载励
12、磁电流 KA 0.830转子电阻（75） 0.257定子电阻（75) 0.0051457横轴电抗（X q) 0.6207纵轴电抗（X d) 0.8918纵轴瞬变电抗 Xd 0.3476水电站仿真培训实验指导书6纵轴超瞬变电抗 Xd 0.2390转子衰减时间常数 Tf 5.53短 路 比 1.29转 速 转/分 62.5磁 极 数 个 96频 率 HZ 50结 线 方 式 3Y接 地 方 式 消弧线圈冷 却 方 式 空 冷励 磁 方 式 可控硅自复励转 动 惯 量 T-m22） 励磁及调节系统同步电机主要采用三种励磁调节器：电磁型的带电压校正器的复式励磁装置和相位复式励磁装置，电子型的可控硅励磁
13、调节装置。这里采用可控硅自动励磁调节系统。可控硅励磁调节器的原理框图如下。 调节器由量测滤波、 综 合放大、移相触发、可控硅输出及转子 电压软负反馈等环节组成。当机端电压变化时，量测单元测得的电压信号与 给定电压相比较，得到的 电压 偏差信号经放大后作用于移相触发单元， 产生不同相位的触发脉冲， 进 而改变可控硅元件的导通角，使调节器的输 出电压发生变化，达到 调节机端 电压的目的。3）水轮机水轮机型号：ZZ500-LH-1020最大水头：27m励 磁 机 VfSF转 子 电 压软 负 反 馈可 控 硅输 出 移 相触 发 综 合放 大 量 测滤 波可 控 硅 励磁 调 节 器 其 它 信 号
14、 VF0 LBVF IFYBVLf图 1-5 可 控 硅 励 磁 调 节 器 原 理 框 图水电站仿真培训实验指导书7最小水头：8.3m设计水头：18.6m额定功率：129MW额定转速：62.5 转/分最大飞逸转速（协联功况）：140 转/分设计流量：825m 3/s导叶数：323、风系统水电站仿真培训实验指导书81） 水电站压缩空气的应用由于空气具有极好的弹性，即可 压缩性，是 贮存压缩能的良好介 质，因此在水电站中压缩空气得到了广泛的应用。水 电站中使用 压缩空气的设备有下列几方面：（）油压装置压力油槽充气，它是水轮机调节系统和主阀操作系统的能源，工作压力为 25 公斤平方厘米。（）机组停
15、机时制动装置用气，工作压力为 7 公斤平方厘米。（）水轮机导轴承检修密封围带 充气，工作压力为 7 公斤平方厘米。2） 压缩空气系统的组成压缩空气系统是由空气压缩装置（空气压缩机及其附属设备）、管道系统和测量控制元件等三部分组成。3） 空气过滤器用来过滤大气中所含的尘埃，常用的有填充 纤维空气过滤 器和金属网空气过滤器两种。4） 贮气罐贮气罐可作为压力调节器，它能 缓和活塞式压缩机由于断 续动作而产生的压力波动；其次，贮气罐可作 为气能的贮存器；第三，由于压缩空气的温度急剧下降，以及运动方向改 变而将水分和油珠加以分离和 汇集。5) 油水分离器：油水分离器的功用是分离 压缩空气中所含的油分和水
16、分，使压缩空气得到初步净化，以减少 污染、腐 蚀管道等。6) 冷却器： 多级的空压机除气缸的冷却外， 还有中间冷却器，其作用是使压缩后之高温气体得到冷却，以减少功耗和降低终温。此外，通常还装有止回阀 、减 压阀、电磁空气阀等。7) 机组制动水轮发电机组在运转时具有很大的动能，当 发电机与 电网解列后，机组的动能主要消耗在克服摩擦上。根据这种能量的消耗程度，机组转速下降，经过一段时间就使机组停了下来。在自由制动过程中，作用于机组主轴上的制动总力矩等于发电机转子对空气的摩擦力矩，推力轴承和导轴承上的摩擦力矩，以及水轮机 转轮对空气或水的摩擦力矩之和。由于制动力矩小，机组转速下降速度慢，对大型机组甚
17、至长达小时。由于水轮机长期在低速运转，推力 轴承的润滑条件恶 化，有 发生半干摩擦的危险，通常采用压缩空气作 为强迫制动。 为了避免制 动闸摩擦面上水电站仿真培训实验指导书9的过度发热和磨损，以及为了减少制 动装置的功率，所以，通常规定待机组降低到额定转速的 30-40 时才进行强迫制动。发电机制动装置除了用于制动之外， 还作油压千斤顶用来 顶起发电机转子。因长时间停机后，推力轴承油膜可能被破坏，故在开机前要将转子顶起，使之形成油膜。顶起 转子是用移动式高压油泵，将油压加到接近100 公斤平方厘米，由制动闸 将转子抬高 10-20 毫米。制动装置用气压力允许范围是 5-7 公斤平方厘米。（）制
18、动操作：机组停机过 程中，当转速降低至规定值时，由转速信号器控制的电磁空气阀自动打开， 压缩空气进入制动闸对机 组进行制动。（）顶起转子：切换三通阀 接通高压油泵，并切断制动系统各元件与风闸的联系，用电动油泵打油到 风闸，使 发电机转子抬起。开机前放出制动阀中的油，制动闸和环管中的残油可用 压缩空气来吹扫。8) 空气围带用气水电站水轮机设备常用空气围带止水，最常 见的有轴 承检修密封围带和主阀止水围带。（）、轴承检修密封围带用气：水轮机导轴承检修时，常用空气围带止水。充气压力通常采用 7 公斤平方厘米。（）、主阀止水围带用气：蝴蝶阀空气围带充气的目的是防止漏水。空气围带必须的充气压力应比主阀的
19、作用水头高 1-3 公斤平方厘米。9) 油压装置供气油压装置的压油油槽是一个蓄能容器，是水轮机调节 系统的能源，在改变导水机构开度和转轮桨叶开度时用来推动接力器的活塞。此外，油压装置也用来操作水轮机主阀，调压阀，以及技 术供水管路上的 电磁液压阀。压油槽中的容积有 30-40是透平油，其余为压缩空气。用空气和油共同造成压力，保证和维持调节 系统所需要的工作能力。由于压缩空气具有良好的弹性，并贮存了一定量的机械能，使压油槽在由于 调节作用而油容积减少时仍能维持一定的压力。在水轮机调节过程中，从 压油槽中所消耗的油，由油 泵 自动补充。压缩空气的损耗很少，一部分溶解于油中，另一部分从不严密处漏失。
20、所损耗的压缩空气可借助专用设备（如高压贮气罐、油气 泵、 进 气阀等）来补充，以维持一定比例的空气量。压入压油槽中的空气必须是清洁和干燥的，以避免 压 油槽中湿气凝水电站仿真培训实验指导书10结，从而锈蚀配压阀和接力器。4 水系统水电站的供水包括：技术供水、消防供水和生活供水。水电站的技术供水部门是各种机电运行设备，其中主要是水轮发电机组、水冷式空压机及其它采用水冷却的 辅助设备。技 术供水的主要作用是为了运行设备的冷却和润滑，有 时也可用作操作能源。技术供水由水源、管道和控制元件等组成。根据用水 设备 的技术要求，保证一定的水量、水压、水温和水质。技术供水系统和辅助设备其它各系统一样，是保
21、证水电站的安全、经济运行所不可缺少的组成部分。1） 水系统的作用（a）、发电 机空气冷却器的冷却发电机在运行过程中有电磁损失和机械损失，除了定子 绕组 和涡流及高次谐波的附加损耗是随负荷而变外，其余几 项几乎为 定值， 这些损耗转化为热量，这部分热量会影响 发电机出力，甚至引起 发电 机事故，因此运行中必须冷却。密封式的发电 机通风出来的热空气，再由设置在发电机旁的空气冷却器冷却。（b）、发电机推力轴承及导轴 承油冷却器发电机在运行时的机械摩擦损失，以 热能形式积聚在轴承中。由于轴承是浸在透平油里的，热量由 轴承传入油中，此部分 热量如不及 时排出，水电站仿真培训实验指导书11就会影响轴承的寿
22、命及机组的安全运行，并且加速透平油的劣化。油槽内油的冷却方式有两种：一种是内部冷却，即将冷却器浸在油槽内，其中通过水流，冷却润滑油，使轴承不致过热；另一种是外部冷却，即将润滑油利用油泵抽到外面的专用油槽内，利用冷却器 进行冷却。（c）、油压 装置集油槽油冷却器水轮机调节系统用油，在油泵压 油及油高速流动时存在摩擦，都可能产生热量，在操作后流回集油槽，使油温增高。某些水电站调节系统由于接力器漏油量大，使漏油泵超支 输油次数增多，以致使集油槽油温过高，有时因主配压阀漏油过多，也可能使集油槽内油温升高。因此，为了保持一定的油温，在集油槽中装置一组黄铜管制成的水管将油冷却。（d）、水轮机导轴承的润滑和
23、冷却2） 水源（a）、上游取水：自压力钢管或蜗壳取水：钢管取水一般是从主阀前面取水。取水口的位置布置在钢管或蜗壳的两侧，一般在 45 度方向上，避免被悬浮物或泥沙堵塞。直接从坝前取水：设置数个这种取水口，装 设在不同的高程上，随着上游水位的变化，可以选择合适的水温及含砂量；在机 组检 修或进水口闸门关闭的情况下，供水仍不中断。（b）、下游尾水取水。3） 水的净化处理滤水器是清除水中悬浮物的常用设备，一般采用 滤网固定式的和手动回转式两种型式。4） 供水方式：（a）、自流供水：自流供水系统的水压是由水电站的自然水头保证的。水 电 站水头在20-80 米范 围内，当水温、水质符合要求时，一般都用此
24、种供水方式。对于水头高于 40 米的采用自流供水时，一般要装 设可靠的减压 装置， 对多余的水头压力，通过减压装置加以削减。（b）、水泵供水：水头小于 20 米时，自流供水将不能保 证一定的水压，而水头大于 80米时，一方面浪费了水能，同时又使减压发生困难，这时采用水泵供水系统。水泵供水系统的水压和水量，是由水泵来保证的，取水口可设置在上水电站仿真培训实验指导书12游或下游尾水。5） 主阀在水轮机供水系统中，在不同的位置上 设有各种阀门 和闸门。主阀的作用：（）、构成机组检修的安全工作条件。（）、停机时减少机组漏水量和缩短重新起动时间。当机组较长时间停机时，导叶漏水几乎是不可避免的。在停机时，
25、导叶不可能保持严密的关闭，装了主 阀以后由于阀门关闭较严 ，可以大大减少漏水损失。（）、防止飞逸事故的扩大当机组和调速系统发生故障时，可以迅速关 闭主阀，截断水流，防止机组飞逸时间超过允许值，避免事故 扩大。（）、主阀主要有：蝴蝶阀、球 阀、 闸阀。6） 供水阀门（）、闸阀和截止阀水系统中有截断水流和调节流量的地方一般都装设闸阀或截止阀。且一般都装设有手动操作机构，部分采用机械 传动装置，需远距离操作的，一般采用电动或液压动。（）、自动调整减压阀此种减压阀可以保证当阀前的压力变化时，阀后仍保持所要求的 压力。（）、固定减压阀它是利用水流通过装设在水管中的某一固定装置， 产 生局部水头损失，来降
26、低水压值。7） 排水系统（）、水电站有生产用水排水、机组和厂房水下部分的检修排水、渗漏排水（）、集水井能把最低一层设备及该层地面的渗漏水，依靠自流排入集水井。采用卧式离心式水泵排出。5、油系统1） 油系统（透平油）的作用：透平油在设备中的作用主要是润滑、散 热和液压操作。2） 润 滑作用： 在轴承间或滑 动部分间造成滑膜，以 润滑油内部油膜代替水电站仿真培训实验指导书13固体干摩擦，从而减少设备的 发热和磨损，延 长设备寿命，保证设备的功能和安全。3） 散 热作用： 设备转动部件因摩擦所消耗的功 转变为热量。根据油的 润滑理论，润滑油在对流作用下将 热量带出，再 经过油冷却器将其 热量传导给冷
27、却水，从而使油和设备的温度不致升高超 过规定值，保证设备的安全运行。4） 液压操作：在水电站中有许多设备，如调速系统，主 阀， 调压阀以及管路上的液压阀等，都必须用高 压油来操作，透平油可以作 为传递 能量的工作液体。5） 机组油系统和润滑油系统：水电站油系统是由两部分组成，即机 组的用油系统和油 处理系统。机组的用油系统的用途是向机组蓄油部件注油、排油、更换净油以及为了补偿运行中的损耗向设备加油等。用油系 统又分为压力油系 统和排油系统，这两个系统又分别与油处理系统相连。油 处理系统是用来 处理机组用过的废油和供机组的新油。6、计算机监控系统计算机监控系统用来监视和控制水电站的运行状态。监视
28、电 厂生产过程中各个系统的工作情况，并可以通 过远程操作来控制 电厂的生产过水电站仿真培训实验指导书14程。水电站计算机监控系统主要包括：1、 主画面；2、 全厂通用功能画面1 监控系统运行监视2 电厂主接线3 500KV 系统监视4 220KV 系统监视5 全厂一次系统监视水电站仿真培训实验指导书156 全厂发电功率棒图7 全厂送电功率棒图8 继电保护配置9 全厂负荷电压曲线10 AGC 运行监视11 AVC 运行监视12 500KV 开关站操作13 220KV 开关站操作14 联变分接头操作15 6KV 系统运行监控16 直流系统运行监控17 备励系统运行监控18 全厂油系统运行监控19
29、全厂风系统运行监控20 全厂水系统运行监控21 全厂 400V 系统3、 机组通用功能监视1 油系统运行监视2 风系统运行监视3 水系统运行监视4 轴承瓦温监视5 发变组运行监控6 发变组操作接线7 励磁系统运行监控8 机旁动力盘监控9 辅助设备运行监控10 顶盖状态监视11 机组开机顺控监视12 机组停机顺控监视4）计算机监控系统的功能计算机监控系统可实现对电厂生产过程的实时测量， 实时监视 和实时控制。（1）、数据的采集与处理(a) 模拟量的采集(b) 开关量的采集(c) 脉冲量的采集（2）、电站运行安全监视(a) 全厂运行实时监视(b) 事故顺序记录(c) 开停机过程监视当开、停机指令下
30、达后，计 算机监控系统自动显示相应的开、停机 监视水电站仿真培训实验指导书16画面；实时显示开、停机过程中每一步 骤及执行情况；提示在开、停机过程受阻时的受阻部位及其原因。(d) 电站一次设备操作指导计算机监控系统能根据全厂当前的运行状态及隔离开关 闭锁条件，判断该设备在当前是否允许操作，如果操作不允 许则提示闭锁 原因。（3）、控制与调节全厂计算机监控系统能根据 电厂当前的运行情况和远方及当地的控制命令，对电厂的设备进行控制，包括开、停机操作；有功功率、无功功率的调节；断路器的分、合操作以及 对全厂公用设备的控制。（4）、设备运行统计记录及生产 管理(a) 电厂发电运行记录(b) 主要电气设
31、备动作及运行记录(c) 操作记录包括手动方式开、停机；断路器和隔离开关的手动分、合等。（5）、屏幕画面显示画面显示是计算机监控系统的主要功能。包括各种单线图( 如电气结线图、油、水、气系统图等)，棒图(如机组有功功率、无功功率、频率等的显示)，曲线图( 如 电流、电压曲线、 负荷曲线等) ，表格( 如各种参数表、各类运行报表、运行日志等)等。（6）、数据通信包括将电厂的有关数据和信息通过网络终端送往上级调度中心以及接收上级调度中心下发的各种命令。5）计算机监控系统的运行方式控系统在中央控制室有两台，分 别为监控 A 和监控 B，两台机可以同时监控并控制系统运行。7、 6kV 厂用电系统1) 电
32、厂厂用电系统采用两级电压供电，低 压采用 0.4KV，高压采用6KV。2) 6KV 设有 601M-607M 共七段母 线，其中 601M-602M 在 A 厂房，603M-606M 在 B 厂房，607M 在开关站。 601M 与 602LM、603M 与604M、604M 与 605M、605M 与 606M、606M 与 601M 互为备用，并设置了备用电源自动投入装置。3) 厂房 6KV 系统正常运行时应有四路独立电源，检修方式应有三路独立电源，异常运行方式应有两路独立 电源。开关站 6KV 系统最少应有两路独立电源。4) 0.4KV 母线分为：a) 机组用电母线：1#M-12#Mb)
33、 厂房公用电母线：1#GP-2#GPc) 厂房照明母线：d) 厂房检修母线：水电站仿真培训实验指导书17e) 机旁动力母线：1M#JP-12M#JPf)站用电母线：5) 机组用电母线 21P-24P 各分为两段，两段 间互为备用，并设置了备用电源自动投入装置。6) 公用电母线 4P 分为三段， 5P 分为两段，各段间互为备用，并设置了备用电源自动投入装置。7) 站用电母线 43P 分为三段，各段 间互为备用，并 设置了备用电源自动投入装置。8) 6.3KV 母线电压正常保持在 6.35%KV(6-6.6KV)范围内，超出允许值应查明原因，进行调整。9) 0.4KV 母线电压最高不得超过 420
34、V，最低不得低于 360V 运行。10) 照明母线电压正常保持在额定电压的3%范围内。超出允许值应查明原因。11) 6KV 联络线倒闸操作时，应先停后送，严禁环并与非同期合闸。12) 6KV 系统运行方式a) 1#厂变（601B）带一段母 线（601M）；b) 2#厂变（602B）带一段母 线（602M）；c) 3#厂变（603B）带一段母 线（603M）；d) 4#厂变（604B）带一段母 线（604M）；e) 5#厂变（605B）带一段母 线（605M）；f) 6#厂变（606B）带一段母线（606M）；g) 7#厂变（607B）带一段母 线（607M）；水电站仿真培训实验指导书188、
35、220V 直流系统9、400V 动力系统10、 继电保护及安全自动装置全厂继电保护配置如下：水电站仿真培训实验指导书191 - 8 号机组保护保护功能子项 = 13 （ 保护模板：7 保护： 9 信号： 4 ）序号 保护功能子项名 保护功能子项全称 动作结果1 纵差 跳闸、 灭 磁、停机2 匝间 跳闸、 灭 磁、停机3 过电压 跳闸、 灭 磁4 低压过流段 跳 1DL、2DL5 低压过流段 跳闸、 灭 磁、主 变 保护6 负序过流段 跳 1DL、2DL7 负序过流段 跳闸、 灭 磁、主 变 保护8 失磁 跳闸、 灭 磁9 转子过流 跳闸、 灭 磁10 定子一点接地 发信号11 转子一点接地 发
36、信号12 定子过负荷 发信号13 转子过负荷 发信号1-4 号主变保护保护功能子项 = 11 （ 保护模板： 3 保护： 4 信号： 7 ）序号 保护功能子项名 保护功能子项全称 动作结果1 差动2 重瓦斯跳闸发事故信号3 过激磁4 零序段5 零序段6 冷却器全停延时跳闸发事故信号7 轻瓦斯8 温度升高9 冷却器故障10 过负荷11 138KV 绝缘监视发故障信号1-2、3-4 号主变联合单元保护保护功能子项 = 2 （ 保护模板： 2 保护： 2 信号： 0 ）序号 保护功能子项名 保护功能子项全称 动作结果1 短线差动2 主变短线差动跳闸发事故信号220KV母、母保 护保护功能子项 = 2
37、 （ 保护模板： 2 保护： 2 信号： 0 ）序号 保护功能子项名 保护功能子项全称 动作结果1 差动2 差动跳闸发事故信号水电站仿真培训实验指导书20联络变保护保护功能子项 = 16 （ 保护模板： 7 保护： 9 信号： 7 ）序号 保护功能子项名 保护功能子项全称 动作结果1 差动2 500KV 侧低阻抗3 过激磁4 35KVC 侧过流5 220KV 侧零序段6 220KV 侧零序段7 差动8 重瓦斯9 500KV 侧零序段10 500KV 侧零序段11 冷却器全停12 500KV 侧过负荷13 公共绕组过负荷14 轻瓦斯15 油温升高16 PT 断线跳各侧开关启动失灵启动切机发事故信
38、号4L-7L 线路保护保护功能子项 = 6 （ 保护模板： 4 保护： 6 信号： 0 ）序号 保护功能子项名 保护功能子项全称 动作结果1 高频距离2 高频零序3 相间距离4 接地距离5 零序6 综重跳闸发事故信号4L-7L 线路保护保护功能子项 = 7 （ 保护模板： 4 保护： 7 信号： 0 ）序号 保护功能子项名 保护功能子项全称 动作结果1 方向高频2 高频零序3 高频负序4 相间距离5 接地距离6 零序7 综重跳闸发事故信号水电站仿真培训实验指导书219-12 号发变组保护保护功能子项 = 23 （ 保护模板： 9 保护： 12 信号： 11 ）序号 保护功能子项名 保护功能子项
39、全称 动作结果1 大差 跳闸、 灭 磁、停机2 匝间 跳闸、 灭 磁、停机3 过电压 跳闸、 灭 磁4 低压过流段 跳闸、 灭 磁5 低压过流段 跳闸、 灭 磁6 负序过流段 跳闸、 灭 磁7 负序过流段 跳闸、 灭 磁8 失磁 跳闸、 灭 磁9 转子过流 跳闸、 灭 磁10 定子一点接地 发信号11 转子一点接地 发信号12 定子过负荷 发信号13 转子过负荷 发信号14 主变重瓦斯 跳闸、 灭 磁15 主变零序段 跳闸、 灭 磁16 主变零序段 跳闸、 灭 磁17 主变过激磁 跳闸、 灭 磁18 冷却器全停 跳闸、 灭 磁19 主变过负荷 发信号20 主变轻瓦斯 发信号21 主变温度升高
40、发信号22 冷却器故障 发信号23 138KV 绝缘监视 发信号水电站仿真培训实验指导书2211、 水机保护技术供水系统保护配置序号 保护子项名称 报警整定值 动作结果1 上导冷却水中断 / 发信号2 推力冷却水中断 / 发信号3 推力瓦冷却水中断 / 发信号4 水导冷却水中断 / 发信号5 技术供水压力降低 0.06Mpa 发信号6 取水口压力低 0.06 Mpa 发信号7 滤过器出口压力低 0.06 Mpa 发信号8 清洁水中断 / 发信号9 水导密封水压低 0.08 Mpa 发信号10 30 立方米水池水位低 1500mm 发信号水电站仿真培训实验指导书23顶盖水位高故障保护配置 序号
41、保护子项名称 报警整定值 动作结果1 顶盖水位高 2000mm 发信号2 水导油槽油混水 / 发信号3 水导油槽油位过高 800 发信号油系统保护配置序号 保护子项名称 报警整定值低限/高限 动作结果1 机组水导轴承油槽油位异常 400mm/800mm 发信号2 机组上导轴承油槽油位异常 400mm/800mm 发信号3 机组推力轴承油槽油位异常 400mm/800mm 发信号4 机组集油槽油位异常 1000mm/2000mm 发信号5 机坑漏油箱油位异常 200mm/700mm 发信号6 事故油罐油位异常 700mm/1600mm 发信号7 机组水导轴承油槽油混水 / 发信号8 机组上导轴承
42、油槽油混水 / 发信号9 机组推力轴承油槽油混水 / 发信号10 压力油罐油压异常 3.2Mpa/4.0Mpa 发信号机组温度保护配置：序号 保护子项名称 整定值 动作结果1 水轮机水导轴承温度升高 60 发信号2 水轮机上导轴承温度升高 60 发信号3 水轮机推力轴承温度升高 60 发信号4 发电机冷风温度升高 40 发信号5 水轮机水导轴承温度过高 70 跳闸6 水轮机上导轴承温度过高 70 跳闸7 水轮机推力轴承温度过高 70 跳闸压力油罐油压过低事故保护配置序号 保护子项名称 报警整定值低限/高限 动作结果1 主压力油罐油压异常 3.2/4.0Mpa 发信号2 主压力油罐油位异常 15
43、00/3300mm 发信号3 水电站仿真培训实验指导书24过速事故故障保护配置 序号 保护子项名称 报警整定值 动作结果1 过速 115% 115%ne 发信号2 过速 160% 160%ne 发信号12、 集控台中央集控台是全厂机组操作和母线倒闸的集中控制操作台。集控方式是水电站中比较传统的一种操作控制方式。将中央集控台作 为模型水电站的一个组成部分，主要是 为了让学员了解集控台操作是我国中小型电站中的一种控制方式。中央集控台主要包括各机组的开停机令、机端断路器的分合、机组有功无功的调节、机组同期、机端电压监视、机组转速监视、母线开关操作及联络变压器分接头选择等操作。13、 返回屏中央返回屏
44、一直是我国电站中采用的一种监视工具。通 过 返回屏可监视整个水电站电气主设备的运行状态，包括机 组的出力、机端电流、机组励磁电流、母线开关状态、母线潮流（3/2 母线）、母线电压、出线潮流、全厂光字报警信号等。水电站仿真培训实验指导书25第四章 水电站仿真培训内容根据电统有关专业的教学要求， 结合水电站的实际生产过 程，水 电站仿真实验室的教学内容要做到理论与实际相结合，更加突出对学生基本操作技能的培训，基本运行过程的 认识，故障行 为及继电保护 的配置。提出在水电站的正常运行工况、异常及故障运行工况以及事故 处理等方面对学生进行培训。1) 水电站生产过程认识了解水电站将水能转变为机械能进而转
45、变为电能并输送到电网的整个电能生产过程。熟悉水电站的基本运行方式，包括水电站主要 设备、自动控制系统、辅机系统、计算机监控系统、继电保护系统等的基本运行方式。2) 正常运行工况操作培训主要设备正常停服役操作培训，500KV 线路停送电操作、500KV 线路电抗器停服役、220KV 线路停送电操作、500KV 母线停服役操作、220KV 母线停服役操作、主变 停服役操作、运行方式切换及其倒闸操作培训、 500KV 开关退出检修及其恢复运行、220KV 开关退出 检修及其恢复运行、 机组正常开停机培训、 变压器分接头调整及机组功率调整，全厂继电保护系统配置：全厂继电保护系统配置包括发电机保护、发变
46、组保护、主 变 保护、母线保护、输电线路保护、并联电抗器保护、联络变压器保护、短线保护、断路器失灵保护等的配置。继电 保护的配置包括元件保护的配置、整定以及相邻保护之间的配合。3) 水轮发电机组的开停机培训水轮发电机组的开机是指运行人员接到调度命令，将某台处于备用状态的水轮发电机组按照规定的开机流程从备用状态开启到并网运行状态并带上要求的出力的过程。开机方式分 为手动开机和自 动开机两种方式，自动开机又分为集控台自 动开机和监控系统自动开机 两种方式。培训目的：熟悉水轮发电机组开机的一般规程，基本开机方式及开机基本流程；掌握各种开机方式下的开机过程及操作。培训内容：指定水轮发电机组的开机。 选
47、择的水电站初始工况中指定机 组处于停机备用状态。接到机组 开机令后，按照开机流程 进行开机。先熟悉机组开机的一般规程及开机流程；然后按开机流程开机，开机 过程中注意观察记录。4) 异常及故障运行工况操作培训水电站 500KV 系统输电线路故障培训、水电站 220KV 系统输电线路故障培训、水电站 500KV 系统母线故障培训、水电站 220KV 系统母线故障培训、水电站 500KV 系统主变故障培训、水电站 500KV 系统发电机故障培水电站仿真培训实验指导书26训、水电站 220KV 系统发变组故障培训、水电站联络变故障培训、水系统故障培训、油系统故障培训、风系统故障培训等。5) 事故处理操
48、作培训水电站 500KV 系统输电线路操作及事故处理培训、水电站 220KV系统输电线路操作及事故处理培训、水 电站 500KV 系统母线操作及事故处理培训、水电站 220KV 系统 母线操作及事故处理培训、水电站主变操作及事故处理培训、水电站发电 机事故处理培训、水系 统故障及 处理培训。了解实际系统的故障现象，掌握事故 处理的基本操作步骤 。水电站仿真培训实验指导书27第五章 水电站仿真培训功能及培训工具1、 有关培训工具1) 教练员台位于教练员区，是教练员工作的位置。教练员通过教练员台启 动仿真培训器，载入基本仿真工况，设置培训项目，充当调度员等；2) 集控台在集控台上可以进行手动操作控
49、制水电站的运行。 这是一种比 较传统的操作控制方式，在我国一些小型电站仍有保留。如手 动 开停机令的发出，手动出力调节，手动开关操作等均可通过集控台进行。3) 现地操作站仿真中央控制室户外操作以及复杂操作流程的指导。现场 上有些操作是在中央控制室以外进行操作的，如机旁 盘、 辅机系统、开关站等。这些操作在现地操作站上的有关画面通过鼠标或键盘进行操作。同时对于复杂的操作流程，开发出了操作流程指 导、 监视流程状态画面，一方面指导学员按指定的操作步骤通过鼠标弹开相应的操作画面完成相关步骤的操作，另一方面监视操作后的状 态并判断操作是否满足规 程要求，判断 过程变量是否满足条件要求，当 这些都满足是，流程状 态画面将指 导学员进行下一步的操作直至完成整个操作
