1、水电站运行与仿真实习（水机部分）本课程实习完成的意义 本课程是为了落实“以就业为导向、理论上以实用够用为原则、突出技能、树立服务意识”的指导思想的教改项目。要突出技能教学，首先要打破理论教学与实验、实习的界限，充分利用学校现有的水电仿真系统的设备、水电机组模型，将学员拉到仿真系统现场进行教学。理论联系实际，通过技能训练促进理论学习，提高学生的实际动手能力。现代教学研究表明：理论联系实际既是一种有效的学习方法，也是培养技能的重要途径。本教材立足水电仿真系统，由表及里，由浅至深地进行教学，在能动手的情况下，尽量让学生动手操作，将理论与实际结合起来，促进学生对有关知识和技能的学习掌握。教材目录 第一
2、章 水电站仿真培训系统概述-7 第二章 水电站运行值班员的任务及运行组织-11 第三章 水电站机组运行-25第四章 电气主接线的运行-74第五章 继电保护及自动装置的配置与运行-80 第六章 水电站厂用电系统及运行-99 第七章 电气设备倒闸操作-107 第八章 发电机运行-127 第九章 变压器运行-142 第十章 配电装置运行-149教材编写大纲一、教学的指导思想及基本要求一、教学的指导思想及基本要求二、拟选用的教学方式、方法二、拟选用的教学方式、方法三、课程内容设置三、课程内容设置 为了加强“以就业为导向、理论上以实用够用为原则、突出技能、树立服务意识”的指导思想，这些指导思想为学校的教
3、学改革工作指明了方向，也对课程教学的改革提出了一些基本要求。1、以就业为导向 以就业为导向就是以市场为导向。在学校教学中，由于教学培养过程的滞后效应，学校培养的毕业生要与就业市场的需要相一致，必须在专业设置和课程教学方面进行改革，反映在教学上就是要进行素质教育，强化基础知识和基本技能的训练。有了必备的专业基础知识和一定的素质，学生毕业时就能及时进行自我调整，以适应就业形式变化的需要。2、理论上以实用够用为原则 随着现代教学体制的改革，中专学历学生的学制由原来的四年变为三年，教学时间缩短了，相应的教学内容也应该进行调整，为此学校提出了“理论上以实用够用为原则”的指导思想。要做到“理论上以实用够用
4、为原则”，这就要求我们把握好学生就业的定位，对教学内容进行删减，将传授的知识控制在一定的深度，重点强化基础知识。3、突出技能 技能是中等职业学校的优势。突出技能，首先要改变教学的方式、方法，打破理论教学与实验、实习的界限，充分利用学校现有设备和条件，理论联系实际，通过技能训练促进理论学习，提高学生的实际动手能力。现代教学研究表明：理论联系实际既是一种有效的学习方法，也培养技能的重要途径。4、树立服务意识“学校的产品是服务，学生是我们服务的载体，用人单位是我们服务质量的评价员”。要树立服务意识就必须在提高教学质量上下工夫。在现代教学质量管理评价体系中，教学的方式方法是决定教学质量高低的主要因素。
5、而现代教学的方式方法很多，树立服务意识，作为教师就是要不断学习、探索新的教学方式方法并学以致用，通过新的教学方式方法来提高学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性，从而提高我们的“服务质量”。随着社会经济的发展，很多教学工作者对教学的方式、方法和手段进行创新，涌现出一些很好的教学方式方法。根据本课程的教学内容和对现代教学方式、方法的调研，我们认为以下教学方式、方法有助于本课程的教与学，建议教学时根据具体教学内容选用。1、现场教学法 立足于仿真系统的设备、水电机组模型，将学员拉到仿真系统现场进行教学，从感性认识入手，由表及里，由浅至深的进行教学，在能动手的情况下，尽量让学员动手操作，将理论与实际结合
6、起来，促进学员对有关知识的学习。2、讨论教学法 讨论教学法，是启发式教学的一种基本方法，在课堂教上，教师提出问题以及考虑问题的出发点或原则，学员根据自己已经学过的知识，提出自己的意见和建议，教师引导学员对意见和建议进行分析、评价，最终达到“知其然又知其所以然”。3、案例教学法 教师围绕所要学习的知识点，通过一些典型事故的案例，引导学员认识和了解有关方面的知识，分析案例中暴露出的问题，培养学员应用知识分析问题和解决问题的能力。4、现代化多媒体教学法 利用学校已有的多媒体教学软件和图片资料，充分调动学员各种感官功能的作用，提高学员的学习积极性。5、综合教学法 在具体教学过程中，针对具体的内容，可采
7、用不同的教学方法，但由于各方面条件的限制，一些好的教学方法暂时无法进行，为了保证教学效果，可将多种方法综合并用，各取一部分，互为补充。如：对于部分设备采取现场教学法比较好，但由于学员人数多，在现场进行教学次序无法保证，可采取课堂教学与现场教学相结合的方法进行教学，即先在课堂上进行有关基本知识的讲解，再到仿真系统现场去看设备，在现场进行补充讲解，实现理论与实际的结合。1、教材的选用 选用中等专业学校教材。2、教学内容、学时安排一览表 教学内容、学时安排一览表序号序号 教学内容教学内容 总学时总学时 理论学理论学时时 实作学实作学时时 说明说明 第一章水电站仿真培训系统概述 1248第二章水电站机
8、组运行 381226第三章运行值班员的任务及运行组织 660第四章电气主接线的运行 624第五章继电保护及自动装置的配置与运行 32824第六章水电站厂用电系统及运行624第七章电气设备倒闸操作32824第八章发电机运行16214第九章变压器运行 624第十章配电装置运行 624 小 计16048112 机 动 8 总学时 168第一章第一章 水电站仿真培训系统概水电站仿真培训系统概述述 第一节第一节 水电仿真系统概述水电仿真系统概述 第二节第二节 仿真对象和仿真范围及仿真程度仿真对象和仿真范围及仿真程度 第三节第三节 水电仿真系统的要求和功能水电仿真系统的要求和功能 第四节第四节 仿真对象概
9、况仿真对象概况第二章第二章 水电站运行值班员的任务及运水电站运行值班员的任务及运行组织行组织 第一节第一节 水轮发电机组值班员的任务水轮发电机组值班员的任务 第二节第二节 运行值班人员在值班时应填写下列值运行值班人员在值班时应填写下列值班记录班记录 第三节第三节 运行组织运行组织 第四节第四节 电网调度管理电网调度管理 第五节第五节 运行管理制度运行管理制度第三章第三章 水电站机组运行水电站机组运行 第一节第一节 水电仿真系统辅助设备运行水电仿真系统辅助设备运行 第二节第二节 水电仿真系统机组开停机（常规方式）水电仿真系统机组开停机（常规方式）第三节第三节 水电仿真系统机组设备运行（监控模水电
10、仿真系统机组设备运行（监控模式）式）第四节第四节 机组设备运行的异常处理机组设备运行的异常处理第四章第四章 电气主接线的运行电气主接线的运行 第一节第一节 电气主接线电气主接线 第二节第二节 设备编号设备编号 第三节第三节 电气主接线的运行方式电气主接线的运行方式第五章第五章 水电仿真系统继电保护及自动装置的配置与运行水电仿真系统继电保护及自动装置的配置与运行第六章第六章 水电站厂用电系统及运行水电站厂用电系统及运行 第一节第一节 厂用电的特点、组成及负荷分类厂用电的特点、组成及负荷分类 第二节第二节 厂用电接线厂用电接线第七章第七章 电气设备倒闸操作电气设备倒闸操作第八章第八章 发电机运行发
11、电机运行 第一节第一节 仿真水电站发电机技术参数仿真水电站发电机技术参数 第二节第二节 发电机的运行发电机的运行 第三节第三节 检修后机组开机前的准备检修后机组开机前的准备 第四节第四节 正常状态下的操作维护正常状态下的操作维护 第五节第五节 特殊状态下的运行操作特殊状态下的运行操作 第六节第六节 发电机电气事故及故障处理发电机电气事故及故障处理第九章第九章 变压器运行变压器运行 第一节第一节 仿真变压器技术参数仿真变压器技术参数 第二节第二节 变压器的运行及操作维护变压器的运行及操作维护 第三节第三节 变压器的事故处理变压器的事故处理第十章第十章 配电装置运行配电装置运行 第一节第一节 仿真
12、水电站主要配电设备技术参数仿真水电站主要配电设备技术参数 第二节第二节 配电装置的运行维护配电装置的运行维护 第三节第三节 配电装置的事故处理配电装置的事故处理第一节 水电仿真系统辅助设备运行一、闸门系统二、油系统三、气系统四、供水系统五、排水系统低压空压机手动启动向储气罐充气低压空压机手动启动向储气罐充气操作项目：1#1#低压空压机手动启动向储气罐充气低压空压机手动启动向储气罐充气步骤操 作 内 容备 注1接值长或值班长操作令2检查315罐排污阀0325确已关闭3检查313罐排污阀0312确已关闭4打开阀门03075打开阀门03086打开阀门03107打开阀门03238检查1#空压机的控制保
13、险确已合上9检查1#空压机的空气开关确已合上续前表10检查1#空压机的机械无异常11检查1#空压机的喷油、冷却水供水正常12将控制箱上的1号控制开关打在“手动”位13将控制箱上的减载控制开关打在“减载”位，停10秒，并检查空压机运行正常14将控制箱上的减载控制开关打在“运行”位，并检查空压机运行正常15检查罐315、313压力表指示均上升16观察罐315、313压力表指示到“上限”时，将控制箱上的1号控制开关打在“停车”位17将控制箱上的减载控制开关打在“停运”位第二节第二节 水电仿真系统机组开停机（常规方式）水电仿真系统机组开停机（常规方式）一、1#机组自动开机自动准同期并列机组自动开机自动
14、准同期并列 1、流程图 2、控制接线 3、步骤二、1#机组自动解列停机机组自动解列停机 三、1#机组手动开机手动准同期并列机组手动开机手动准同期并列 四、1#机组手动停机操作机组手动停机操作五、机组调速器运行方式切换五、机组调速器运行方式切换 1#1#机组自动开机自动准同期并列机组自动开机自动准同期并列投入投入031开关控制熔断器开关控制熔断器检查并投入检查并投入1#机灭磁开关、转子电压表、水机直流操作电源操作熔断器机灭磁开关、转子电压表、水机直流操作电源操作熔断器检查检查1#机组水力机械保护、发变组保护压板确已投入机组水力机械保护、发变组保护压板确已投入合上合上1#机发变组机发变组10KV系
15、统的所有隔离开关，并给上所有系统的所有隔离开关，并给上所有PT的高低压熔断器，的高低压熔断器，再给上再给上031断路器的合闸熔断器。断路器的合闸熔断器。拔出导叶接力器锁定，并检查拔出导叶接力器锁定，并检查031断路器在断开位、机组无事故，机组制动断路器在断开位、机组无事故，机组制动器落下。操作机组启动准备开关器落下。操作机组启动准备开关46QK至启动位置，并检查机组至启动位置，并检查机组1#机模拟黄机模拟黄灯亮。灯亮。操作操作1#机组启停开关至开机位置，发出开机脉冲机组启停开关至开机位置，发出开机脉冲监视监视1#机蝴蝶阀自动开启，机蝴蝶阀自动开启，1#机冷却水电动阀自动打开，机冷却水电动阀自动
16、打开，1#机导叶开机导叶开至空载开度，机组转速上升至额定转速情况，并监视机组轴瓦温度正至空载开度，机组转速上升至额定转速情况，并监视机组轴瓦温度正常。常。待机组转速稳定后，投入待机组转速稳定后，投入031断路器的同期开关断路器的同期开关TK，检查灭磁开关，检查灭磁开关MK自动合上，自动起励正常，机端电压上升至额定电压。自动合上，自动起励正常，机端电压上升至额定电压。常规方式开机常规方式开机 操作任务操作任务 条件条件 操作步骤操作步骤：按：按1#机组自动开机自动准同期并列严格执行机组自动开机自动准同期并列严格执行（一）检查（一）检查机调柜上的锁锭投入光字牌红灯亮。机调柜上的频率表指示为45Hz
17、。机调柜上转速表指示为零。油压表指示为零。机调柜上的开度限制红针是否与实际开度黑针在零位重合，如果不重合，用开度限制手轮将开度限制红针转到与开度黑针在零位重合。1#机组自动盘上46KK锁锭控制开关在投入位置（1、2接通即左边位置）；1#机组自动盘上锁锭投入指示灯红灯亮。机调柜上锁锭投入光字牌红灯亮。机调柜上的手自动切换阀开关在停机位置。模拟屏上机调缓冲器切除电磁阀白灯不亮。（二）自动开机准备操作及现象（二）自动开机准备操作及现象 在模拟屏软画面上点击1#机调速器油压装置的总供油阀1204；在硬模拟屏上检查1#机调速器油压装置的总供油阀1204白灯亮；机调柜上的油压表指示在正常（2225kg/c
18、m2）范围内。把1#机组自动盘上46KK锁锭控制开关扳到拔出位置（1、3接通即右边位置）；把1#机组自动盘上锁锭拔出指示灯绿灯亮（41LD）；机调柜上的锁锭拔出光字牌绿灯亮。将机调柜上的手自动切换阀开关扳至自动位置，硬模拟屏上的机调手自动切换阀在自动位置的两只指示灯红灯亮。（三）发自动开机令及现象（三）发自动开机令及现象在返回控制屏上操作41QK至投入位置（1，3）。发电准备1FMD信号灯亮。在返回控制屏上操作42KK至发电位置（1，2）发自动开机令。机调柜上的导叶开度黑针随开度限制红针同步向右匀速运动到空载开度15%（1520%）；此时，开度限制红针继续移动至17%a开度位置。机调柜上的频率
19、表指示由45Hz增至50Hz额定频率左右；转速表指示由0增至100%nr（333.3 r/min）的额定转速左右；如果机组频率及转速值偏离额定值较大，可在返回控制屏上操作1#机组43KK转速调整开关（功率给定开关）对机组频率进行微调，使其接近额定值，利于机组并网。如果机组频率及转速值偏离额定值较大，也可在机调柜上操作转速调整手轮对机组频率进行微调，使其接近额定值，利于机组并网。机组并网后，开限指针指自动移动至全开100%位置（一般可整定在95%100%a）。模拟屏上机调缓冲器切除电磁阀白灯亮。机调柜上的频率表指示50Hz额定频率，转速表指示100%nr（333.3 r/min）的额定转速，基本
20、不变。在返回控制屏上操作1#机组43KK转速调整开关（功率给定开关）使机组带上所需要的有功负荷。机调柜上的开度指针移动到相应的指示位置。转速调整平衡表上的黑指针指示也移动到相应位置。也可在机调柜上操作转速调整手轮使机组带上所需要的有功负荷。机调柜上的开度指针在相应的指示位置。转速调整平衡表上的黑指针指示也移动到相应位置。注意：在开度红针移动同时，在硬模拟屏上机调原理图上的接力器开关方向指示白灯相应亮；水电仿真系统的构成水电仿真系统的构成 仿真计算机系统仿真计算机系统学员系统学员系统 教员系统教员系统水电仿真系统软件水电仿真系统软件第二节第二节 仿真对象和仿真范围及仿真程度仿真对象和仿真范围及仿
21、真程度 仿真对象仿真对象仿真范围仿真范围仿真程度仿真程度 仿真范围是从进水口到有限电网的整个水电厂生产过程，水库调度和电网只引进一些特征值。1、大型水电站、中型水电站的纯全软仿真，运行人员应该能在CRT上对全站以盘/台画面的人机对话方式进行操作。2、操作过程应能逐步显示。3、事故及故障的动作过程以应能在流程图、回路展开图上按动作顺序逐步显示。4、对电站的操作过程、事故及故障的动作过程应能逐步返回。第三节第三节 水电仿真系统的要求和功能水电仿真系统的要求和功能基本要求基本要求 系统的功能：系统的功能：监视控制监视控制 状态监视状态监视 学员环境学员环境 系统说明系统说明 仿真对象概况仿真对象概况
22、 硬屏盘及编号硬屏盘及编号 仿真对象概况仿真对象概况1#机组自动开机自动准同期并列机组自动开机自动准同期并列 说明：说明：TB01-TB24为1#、2#机组均设置的故障，由于现象相同，以下未分别列出。以下故障均在常规方式下的模式。1、故障、故障TB01:机组运行中振摆监测信号故障机组运行中振摆监测信号故障原因:振摆监测传感器信号传送线路故障观察：机组振摆监测表中数据为零或出现空白，或振摆监测表中数据越报警值；对应轴承温度测点值无明显上升。处理：注意机组的实际振动情况，监视运行。2、故障、故障TB05：机组上导轴承瓦温过高：机组上导轴承瓦温过高-1原因：冷却器堵塞观察：机组上导轴承温度升高，温度
23、巡检仪指示报警值，机组轴承温度升高信号继电器动作，上导、推力冷却水中断信号继电器动作，辅助模拟屏上推力供水示流器灯熄；警铃响，“机组轴承温度升高”、“机组冷却水故障”光字牌亮；摆度监测正常；降低机组负荷，则温度升高速率也将随之有所下降；若温度持续升高，达停机值，机组轴承温度过高信号继电器动作，蜂鸣器响，“机组事故”光字牌亮，发电机主开关跳闸，机组事故停机，导叶接力器锁锭投入红灯亮。处理：密切监视机组的停机过程。第四节第四节 机组设备运行的异常处理机组设备运行的异常处理一、水轮机本体系统故障一、水轮机本体系统故障3、故障、故障TB14:机组水导轴承进水机组水导轴承进水原因：密封水中断观察：机组顶
24、盖水位越高限报警，水导油槽油位越高限报警；主轴密封水中断信号继电器动作，水导轴承油位过高信号继电器动作，警铃响，“顶盖水位过高及主轴密封水故障”、“机组油压系统系统不正常”光字牌报警；水导轴承温度升高，若进水过多则温度反而下降，一段时间以后，水导轴承温度越高限报警。处理：切换主轴密封水，密切监视机组的运行情况，或者停机过程。4、故障、故障TB19：机组发电机冷风温度过高：机组发电机冷风温度过高原因：空气冷却器堵塞观察：发电机刹车温度盘巡检仪及冷风温度指示过高，定子温度显示也偏高；空冷信号继电器动作，辅屏上空冷示流器灯熄，警铃响，控制屏上“机组轴承冷却水故障（12GP）”、“机组轴承温度过高（1
25、1GP）”光字牌亮；摆度监测正常；处理：减部分机组负荷，观察情况，监视运行。5、故障、故障TB24：机组供水压力降低：机组供水压力降低原因：供水水压不足观察：警铃响，控制屏上“机组轴承冷却水故障（12GP）”光字牌亮；辅屏上供水管压力表指示值低，其信号继电器动作；可能出现机组的轴承和空冷器温度升高，主轴密封水水压不足。处理：切换供水水源，观察情况，监视运行。6、故障、故障TB28：低压气系统：低压气系统1#气罐气压过低气罐气压过低原因：排气阀误开观察：低气压系统1#气罐气压显示值低于低限；警铃响，“低压气系统故障”光字牌亮；空压机联动；排气阀灯亮。处理：关闭排气阀，观察情况，监视运行。7、故障
26、、故障TB47：调压井闸门急降：调压井闸门急降原因：机械或其它原因现象：控制屏“调压井闸门急降”光字亮，警铃响钢管水压缓慢下降机组有功负荷缓慢下降。处理：1、报告调度，转移本电站负荷；2、解列机组，停机处理。故障故障TC03：导叶关闭不严：导叶关闭不严故障原因：导叶因磨损关闭不严。观察：机组停机完成后（风闸回落后），转轴仍有转动，导叶显示全关，仍有转速信号。处理：重新加风闸制动，向调度申请临时停机处理，检查导水机构情况。故障故障TC09：调速器油压装置压油槽油位过高：调速器油压装置压油槽油位过高故障原因：注油过多、压力信号器故障观察：压油槽油位升高，直至油位越高限，信号继电器动作，使警铃响，“机组油压系统不正常”光字牌亮。处理：调整压油槽油位。二、二、水轮机控制系统故障水轮机控制系统故障
