第九章水电站继电保护和监控系统的运行.ppt

第九章水电站继电保护和监控系统的运行.ppt

《第九章水电站继电保护和监控系统的运行.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第九章水电站继电保护和监控系统的运行.ppt（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第九章第九章水电站继电保护和监控系统的运行水电站继电保护和监控系统的运行第一节第一节熟悉二次网络对电力安全生产运行的重大意义熟悉二次网络对电力安全生产运行的重大意义一次系统的设备的安全生产运行，需要我们进行监测和控制，他们的运行状况我们不可能去手模或直观其内部，这就要依靠我们常说的二次系统设备及其组成的继电保护控制、测量、信号系统，由继电保护、控制、测量、信号所组成的系统称二次系统。

二次系统网络比一次系统更多更庞大，并且难于直观。

从回路上说，二次回路比一次回路多得多，也复杂的多。

二次设备及其系统就象一个人的眼睛、鼻子和神经系统，它能感知一次设备及其系统的异常情况，并按设计的程序逻辑关系自动指挥一次设备自动的动作。

它利用一次设备在故障时两大特性：

即一次系统故障时，立即出现电压下降和一次电流增大的这个特征，将采取到的这两个信息立即作出处理和反应。

常规的二次监控系统是由多个有触点的电磁继电器及附属设备组成的，它是一种传统的继电保护和监测自动控制系统，它由电磁式继电器构成自动控制回路，主要完成顺序控制，由电磁式继电器构成水电站继电保护装置。

常规自动控制系统是针对特定的控制对象而构成，如：

断路器控制，水轮机开机和停机控制，蝴蝶阀开阀和关阀控制等。

不同的控制对象它的控制系统也不同，当控制对象的保护种类及控制顺序要改变时，则要改变自动控制回路。

常规保护和常规控制是一种传统的方式，有可动的触点，比较直观，但是常规自动控制的弱点是调节性能较差，难以实现对水电站机电设备的完全自动调节和巡回检测，并且，设备较大，屏的数量多，占用场地也大。

这就是它的局限性。

相对于传统的有触点的继电保护和自动控制系统而言，用微机保护代替常规的电磁式继电器的保护已成为发展趋势，并得到广泛应用。

而用计算机监控系统代替常规的电磁式继电器组成的传统控制方式也成为发展趋势，最新发展的计算机监控系统主要特点是将各项功能设计成有输入或输出的积木式模块。

这些模块具有基本的逻辑功能。

采用模块化结构的计算机监控系统，不仅满足硬件设计的灵活性要求，而且便于维护，当计算机监控系统的某一模块出现故障时，可以方便地用备用模块更换即可，发展趋势是采用标准模块和接口系统，使集成度大大提高，减少控制屏柜数量，利用硬件软化，把原来由常规自动控制系统硬件完成的功能改由软件来完成，不仅不影响自动控制系统功能，而且，还将增加控制系统功能，有的甚至是常规传统自动控制系统无法实现的功能。

第二节第二节常规继电保护及监控系统的运行常规继电保护及监控系统的运行一、新安装的常规继电保护及监控系统投入运行前的检查一、新安装的常规继电保护及监控系统投入运行前的检查1）检查屏柜的名称及二次设备编号是否正确。

2）确认每个继电器已经调试合格。

3）检查直流系统送出到控制保护二次用直流电源供电正常，直流电压正常。

4）检查每个一次单元保护控制直流二次电源熔断器完好，如：

1B主变压保护控制屏上的二次回路直流电源保护熔断器是否完好。

5）核对检查每个单元的每一种保护的整定值是否符合设计值。

如：

1B主变的差动保护电流整个定值，各侧过流保护动作电流整定值及其时限整定是否符合设计值。

6）确认各处单元保护控制二次电路对地绝缘电阻值合格，一般直流控制母线不小于10欧姆，支路不小于0.5到1欧姆。

7）将中央音响屏上中央音响试验按纽投入，检查全部光字牌灯炮是否完好，音响回路动作是否正常。

8）在端子排处，用短接交流继电器触点办法检查模拟全电站各单元的每种保护模似动作正确，直至发出音响讯号，要逐一进行模拟试验检查。

9）检查全电站所有断路器控制回路跳合闸动作正常，属于同期点的开关，如：

204、206、208、500、502、404、406等同期点继路器，在没有带电条件下，用连接片或专用切换开关短接同期继电器TJJ触点的办法，检查同期回路合闸是否正常。

在正常生产中，在只有在单侧电源送电时，也必须短接同期继电器触点，才能合闸。

10）检查控制屏上的各种仪表是否都在“零”位。

11）检查一次部分各单元，每单元的每种保护的投入退出连接压板在投入位置正常。

12）检查中控室是否仅仅只有一个同期开关共同切换锁片。

13）在有重合闸装置的双电源线路按调度要求，将重合闸放无压检定或同期检定位置。

14）水轮机基础自动化元件，如：

电磁阀、液位讯号器等的现场检查。

15）调速器关闭时间整定的检查并经技术主管确认等。

16）对上级主管下达的其他检查项目进行检查核对。

二、常规继电器保护及监控系统运行中的巡视检查和异常处理。

二、常规继电器保护及监控系统运行中的巡视检查和异常处理。

（1）按规定制度，由二人定时进行巡视检查。

（2）交接班时，试验中央音响光字牌灯炮是否全部良好，并及时更换，音响回路是否完好。

（3）检查全部运行仪表指示是否正常、正确。

（4）检查全部控制开关位置正确，正在进行的检修的一次设备控制开关是否挂有警告提示牌。

（5）各断路器分闸绿灯和合闸红灯指示是否正确。

（6）各单元保护切换片投入或退出是否正确。

（7）检查正在检修的设备的二次控制回路电源保险熔断器是否拔除。

（8）二次直流保险熔断器熔断时，应戴绝缘手套及时更换。

（9）带电的电磁继电器响声是否正常。

（10）光字牌标示是否仍然清晰正确。

（11）二次带电端子是否有发黑或变色等异常情况。

（12）定时对交流各监察装置进行切换，检查各项电压或是否有单相接地现象。

（13）定期对直流系统的绝缘监察装置切换，进行接地检查。

（14）定期对直流系统的电压进行检查，并及时调整。

（15）定期检查励磁的电压表电流表是否指示正常。

（16）在出现事故或故障信号继电器掉牌时，值班人员不应马上进行复归。

应二人在场确认，并详细记录所有掉牌及光字牌讯号后，经允许方可复归掉牌。

（17）定期对发电机定子绕子的温度进行检测。

（18）定期对变压器的上层油温进行巡查检测。

（19）定期对水力机械部分的水压、气压、温度、油位进行巡视检查。

（20）注意检查电气液压调速器的平衡表指示是否在正常范围内。

（21）检查机组自动屏上各仪表指示是否正常。

检查水机各油压，温度，整定值是否正确，有无异常变化。

（22）及时记录各种异常及缺陷情况。

（23）及时检查现场的检修进度情况和安全措施（24）上级主管安排的其他检查。

第三节第三节微机继电保护和计算机监控系统的运行微机继电保护和计算机监控系统的运行一、微机保护组成一、微机保护组成由五部分组成，即信号输入电路，主要有开关量和模拟量两种信号，电流和电压是模拟信号，经变换为计算机能接受的数字脉冲信号；开关量信号经电平转换，并经整形，延时和光电隔离处理，输入计算机。

单片微机系统是微机保护装置的核心，实质是一台小型工业控制微机系统。

单个电气设备元件的主保护和后备保护都是相互独立的微机系统。

现代的微机继电保护装置均采用模块化设计，也就是说，对于成套微机保护，各种线路和发电机或变压器等一次元件的保护，都是上述五个部分的模块化电路组成的。

所不同的是软件系统及硬件模块化的组合与数量不同。

不同的保护用不同的软件来实现。

不同的使用场合按不同的模块化组合方式构成。

这样的成套保护装置对于设计、运行及维护，对调试人员，对运行值班人员都带来极大方便。

微机继电保护的硬件结构中的五个部份中，哪一个部分有故障或损坏，就只需更换或处理哪一部分的模块即可。

现场运行值班人员应根据制造厂的产品说明书要求，进行维护和值班工作。

二、机组监控系统组成二、机组监控系统组成水电站计算机监控系统是指整个水电站设备的控制，测量、监视和保护均由计算机系统来完成，它代替了常规控制设备的监视测量表计、记录设备和常规继电保护设备，完成机组的开机停机控制，断路器开关设备的控制，完成电站的优化运行、自动发电控制，自动调相控制，以及电站机组、变压器、线路等各种运行设备的参数的在线监视，越限参数报警、记录、事故语言、历史参数查询、事故记录、报表打印、人机对话，完成被监控系统设备的自检，实现对整个电站所有设备进行控制、测量、监视和保护的自动控制系统，性能大大优于常规的传统式的由带触点的电磁继电器组成的控制系统。

水电站计算机监控系统也是逐步发展起来的。

通常采用分层分布式结构，由上位机和当地控制单元两个层次组成，当地控制单元直接面向控制对象，如发电机组，变压器等。

上位机虽然没有直接面对控制对象，但对整个水电站内所有当地控制单元进行控制、管理，是水电站计算机监控系统的核心，上位机的硬件功能和软件功能好坏直接影响监控系统的性能。

上位机一般由工业控制计算机和显示器、键盘和打印机等组成。

在整个控制系统中，整个系统按结构和功能来划分，主要采用三种微机和两个层次。

工控机IPC，它是工业级的微型计算机，在水电站的监控系统中，主要作为上位计算机、前置计算机，因数据储存多，管理能力强，人机界面好，值班人员易掌握；水轮机组自动控制中则采用可编程控制器PLC，可编程控制器PLC的特点是擅长顺序控制，可编程器PLC硬件由中央处理单元cpu、存储器、输入接口电路、输出接口电路，电源、总线等组成，可编程控制器PLC大多采用模块式结构、PLC有电源模块、cpu模块、开关量输入模块、开关输出模块，A/D模块、D/A模块、计数模块、通信模块等、模块式PLC，便于灵活组成各系统，便于维护，便于更换，便于扩展，适于水轮发电机组本体的开机停机等控制；对于油泵等辅助设备，可采用整体式PLC，结构紧凑，集中在一个箱子里；单片机也是水电站监控系统用得较多的，加上一些外围电路与它一起工作，达到控制的目的，在水电站里的计算机监控系统中，温度巡检仪用单片机构成的，十分方便。

1、水电站机组的监测水电站机组的监测对象为水轮发电机组，监测内容一般有：

发电机三相电压、发电机三相电流、机组频率、有功功率，无功功率、功率因数、励磁电流、励磁电压、有功电能、无功电能、定子温度、轴承温度、轴承油位、技术供水水压、蜗壳压力、顶盖压力、尾水管压力真空、主轴的摆度、导叶开度等。

2、水电站升压站电气设备的监测水电站升压电气设备的监测分为各出线回路监测、主变压器监测和母线监测等。

（1）出线监测出线监测的对象为出线线路，监测内容一般有：

三相电压、三相电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能等。

（2）主变压器监测主变压器监测的对象为主变压器自身，监测内容一般有：

三相电压、三相电流、功率因数、有功功率、无功功率、温度等。

（3）母线监测母线监测对象为升压站内的母线，监测内容一般有：

母线三相电压、频率等。

3、水电站进水口拦污栅及上下游水位的监测

（1）水电站进水口拦污栅的监测水电站进水口拦污栅的监测内容一般有：

拦污栅前后压差。

（2）上下游水位的监测上下游水位的监测内容为水电站上下游的水位。

4、水电站辅助设备的监测水电站辅助设备的监测分为技术供水监测、高低压压缩空气监测、渗漏排水监测、调速器压力油系统监测等。

（1）技术供水监测技术供水监测的内容通常为技术供水水压。

（2）高低压压缩空气监测高低压压缩空气监测内容为高压压缩空气气压和低压压缩空气气压。

（3）渗漏排水监测渗漏排水监测内容为渗漏排水集水井水位。

5、水电站厂用电的监测水电站交流厂用电的监测内容主要是厂用变压器的三相电压、三相电流、功率因数、有功功率、无功功率、有功电能等。

水电站设备的运行状态、运行参数的自动记录、打印。

三、微机继电保护及计算机监控系统投运前的检查三、微机继电保护及计算机监控系统投运前的检查

（一）电气继电保护部分1）保护逆变直流电源熔断器已投入，电压正常。

2）各插件电路焊接完好，线头是否牢固，集成块是否插紧。

3）确认二次回路绝缘电阻合格。

4）确认各保护整定值已整定好，并确认已固化，并抽检。

5）屏柜台板信号灯、控制开关和标示检查。

6）屏后端子和引线及标示检查。

7）人机界面的显示屏、键盘和打印机检查。

8）人机界面的操作检查，利用键盘和显示屏进行主菜单和子菜单选择检查，修改定值等的检查。

9）检查屏上标志以及切换设备的标志是否完整、正确、清楚。

10）确认各屏柜外壳接地良好，接地电阻符合要求，一般2欧姆或符合制造厂的要求数值。

11）告警语音回路检查。

12）确认开关量输入回路检验正确，并查看检验记录。

13）确认每种设备单