葛洲坝水利枢纽及三峡水利枢纽实习报告姚春桂2010 年 3 月 1 日至 3 月 6 日，我们南京理工大学动力工程学院电气工程及其自动化专业的全体同学来到了葛洲坝水利枢纽进行了为期 6 天的生产实习。实习内容包括以下几个方面：一、安全教育来到这里上的第一堂课就是安全教育，电力生产企业在安全上遵循的原则是安全第一、预防为主。作为实习人员，对于这里的电气设备基本不熟悉，所以更应该注意安全，大家听得十分认真。实习安全包括两个方面：人身安全和设备安全。人身安全包括以下几个方面：(1) 进入生产现场必须戴安全帽；(2) 进入生产现场必须与导电体保持足够的安全距离；(3) 所有水工建筑物的栏杆、护栏（包括临时设置的遮拦或围栏）严禁任何实习人员翻越、攀爬、骑坐，楼梯禁止上下等。设备安全包括以下几个方面：(1) 在生产现场，严禁任何人动任何设备；(2) 生产现场严禁吸烟、携带火种；(3) 禁止实习人员动用生产场所的电话机等。从以上老师对于我们实习人员的安全要求中我明白了安全是电力生产企业永恒的主题的意义。二、葛洲坝及三峡水利枢纽总体介绍此后，杨诗源老师还向我们介绍了葛洲坝水利枢纽工程。大坝型式：闸坝(直线坝)； 厂房型式:河床式电站厂房；大坝全长： 2606.5m；大坝高度:40m;坝顶（坝面）高程：70m;设计上游蓄水水位: 66m;校核水位:67m;实际运行水位:64-66.5m;水库总库容:15.8 亿立方米;设计落差(水头):18.6m;最大落差:27m;葛洲坝水利枢纽工程示意图如图 1。图 1 葛洲坝水利枢纽工程示意图二江电厂:17 万 kW2+12.5 万 kW 5=96.5 万 kW，大江电厂:12.5 万 kW 14=175 万 kW。总装机容量:271.5 万 kW，总装机台数:21 台，全部机组过负荷运行总容量:288 万 kW。设计年发电量：140.9 亿 kWh， 实际年发电量：152 亿kWh- 162 亿 kWh;对社会累积贡献:截至 2004 年 5 月 29 日,总发电量突破 3000亿 kWh。三峡水利枢纽工程介绍。大坝型式：混凝土重力坝(直线坝 )；厂房型式:坝后式（全封闭） ；大坝全长：2309.47m；最大坝高:183m（高坝） ；坝顶（坝面）高程：185m;设计上游蓄水水位: 175m（枯水期） 、145m （丰水期） ；水库总库容:393亿立方米（对应 175m 水位） ，其中预留防洪库容 221.5 亿立方米(对应 145m 水位)，可削减洪峰流量：2700 立方米/s-33000 立方米/s;最大落差:113m。单机容量:70 万 kW，左岸电站:70 万 kW 14=980 万 kW，右岸电站:70 万 kW 12=840 万 kW，总装机容量:1820 万 kW，总装机台数:26 台，设计年发电量：847 亿 kWh。负荷分配：华东 700 万 kW，广东 300 万 kW，华中820 万 kW。以上是对葛洲坝水利枢纽和三峡水利枢纽的总体介绍，通过这些数据让我认识到了大型水利枢纽工程的三大效益：通航效益、发电效益、灌溉效益。三、葛洲坝水利枢纽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。二江电厂电气一次部分1220kV 开关站的接线方式及有关配置 1）接线方式：双母线带旁路，旁路母线分段，如图 2 所示。图 2 220kV 开关站电气主接线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。3）开关站的主要配置：出线 8 回 ：18E（其中 7E 备用） ；进线 7 回 ：17FB（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：单元接线3厂用 6kV 系统与发电机组的配接方式：分支接线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： 1）发电机出口母线上设置隔离开关； 2）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。4.厂用 6kV 系统的接线方式及有关配置1）厂用 6kV 系统的接线方式：单母线分段二江电厂厂用 6kV 母线共 4 段，各段编号分别为 3、4、5、6，与各自供电变压器（公用变压器）所连接的发电机编号对应。如图 3 所示图 32）有关配置单母线分段方式用作厂用电接线，基本是一种固定模式。 因为厂用电电压等级相对较低、送电距离很近、输送容量小，单母线分段接线结构简单、操作方便、同时也具备良好经济性，所以只要不设置机压母 线的电厂，几乎都采用该接线方式。对发电厂来讲，厂用电就是“生命线” ，必须具有足够高可靠性。然而，单母线分段接线方式可靠性并不高，为解决这一技术上矛盾，一般的、普遍采用的配置原则是：（1）电源配置原则 各分段的电源必须相互独立，且获得电源方向不得单一。二江电厂厂用6kV 系统 4 段母线的电源分别取自 36F 分支，4 台机组同时故障停电的概率几乎为零，满足各分段供电电源独立的原则。（2）负荷配置原则 同名负荷的双回路或多回路必须连接于母线的不同分段上。二江电厂400V 配电室 1P、2P、3P 配电盘、220 kV 开关站 31P 配电室的电源分别通过两台降压变压器（51B 与 52B、53B 与 54B、55B 与 56B、71B 与 72B）作为双回路由 6 kV 母线供电，两台降压变压器按照上述负荷配置原则分别连接于 6kV 母线4、5 两分段上。（3）段间配置原则 分段与分段间应具备相互备用功能或设置专门备用段。二江电厂采用的是分段互为备用方式。5. 发电机中性点的接地方式：经消弧线圈接地6.主变压器绝缘防护措施1）分别在主变压器高、低压侧装设避雷器，防大气（雷击）过电压。高压侧避雷器动作值是：340390kV；低压侧避雷器动作值是：3339kV。2）在主变压器中性点装设避雷器与放电保护间隙。避雷器的动作值是：170190kV；放电保护间隙动作值（击穿电压）按照额定电压（220kV）一半整定，既可以防止大气过电压，也可以防范当主变压器中性点不接地运行方式下高压侧发生单相接地而引起的中性点位移过电压（零序过电压） 。大江电厂电气一次部分1. 500kV 开关站接线方式及有关设备配置1）接线方式：3/2 接线，如图 4图 4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 2820 MVA） ，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，另一回是负荷或出线。 ）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。16 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。16 串的进线分别是：8B 与 10B 并联引线、12B 与 14B 并联引线、16B 与 18B 并联引线、20B 引线（上述各变压器共连接大江电厂 14 台发电机组） 。例外两条进线是二江电厂 220kV 开关站与大江电厂 500kV 开关站两台联络变压器（251B、252B）的高压侧引出线。251B、252B 为三绕组变压器，为使系统潮流分布合理、经济， 251B、252B 设计为有载调压方式。由于高压额定电压等级为 500kV、中压绕组额定电压等级为 220kV，变比很小，故将二二者选为自耦式。2. 发电机与主变压器的连接方式及有关设备的型号参数1）连接方式：扩大单元接线。由于主变压器连接 2 台发电机，且 13 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。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。3）制动电阻安装部位制动电阻共 2 组，分别通过断路器与隔离开关连接于 10F、18F 的出口母线上。应该指出的是，虽然不是每台发电机均设置制动电阻，但由于全部发电机组皆通过主变压器及 500 kV 开关站并联在一起，所以制动电阻对全部发电机组均起制动作用。4.厂用 6kV 系统与发电机的配接方式1）配接方式：分支接线由于发电机与主变压器采用扩大单元接线方式，且发电机、主变压器容量较大，因此厂用分支或 6kV 母线短路时短路电流很大，从保护有关设备、选用轻型分支断路器等技术、经济原因出发，在厂用分支(变压器高压侧)串入了电抗器，以限制短路电流。5.厂用 6kV 系统接线方式及有关设备型号参数1)接线方式：单母线分段。如图 5 所示图 52)有关配置为保证对厂用负荷供电可靠性，分别在分段断路器 60708、60910 设置BZT。25B 与 26B、27B 与 28B 分别工作在互为“暗备用”运行方式下。6.500kV 开关站站用 6kV 系统的接线方式及有关配置1）接线方式：单母线分段，如图 6图 62）有关配置分别在 61211 与 61213 分段断路器设置 BZT。变压器 35B、36B 分别从 251B、252B 获得电源，且为有载调压方式，这样既可以保证供