水电站自动化课程设计说明书1.docx

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水电站自动化课程设计说明书1

目录

摘要2

引言3

任务与分析3

电站所给资料3

一、电站油系统油压装置的自动控制3

1、油压装置的作用3

2、油压装置自动控制应满足的要求4

3、设计方案4

3.1油压装置的断续运行6

3.2油压装置的备用泵投入6

3.3油压装置的手动操作6

3.4油压装置的其他操作6

二、电站低压气系统压缩空气装置的自动控制6

1、低压气系统装置的作用6

2、低压气系统空气压缩装置的自动控制应满足的要求6

3、设计方案7

3.1自动操作10

3.2备用投入10

3.3手动操作10

3.4其他操作10

三、电站排水装置的自动控制10

1、水电站的排水装置的作用10

2、油压装置自动控制应满足的要求10

3、设计方案11

3.1自动操作11

3.2备用投入13

3.3手动操作13

结论14

参考文献14

课程设计成绩评定表15

摘要

本说明书主要介绍了水电站辅助系统的工作原理、设计方法及其自动控制电气接线图的绘制。

主要内容包括水电站油压装置、低压空气压缩装置和排水装置所满足的控制要求及设计操作方案和它们的自动控制电气接线图。

系统的阐明了水电站相关辅助设备装置的自动控制电气接线图的绘制方法和步骤。

关键词：

油压装置、低压空气压缩装置、排水装置、自动控制电气接线图

引言

水电站的自动化，就是要是水电站产生过程的操作、控制和监视，能够在无人（或少人）直接参与的情况下，按预定的计划或程序自动地进行。

由于水电站的生产过程比较简单，这就为水电站实习自动化提供了方便的条件。

同时为了使水轮发电机组能够迅速的开停机、改变工况和调节出力，更因该让水电站实现自动化。

水电站实现自动化后能过提高工作的可靠性和运行的经济性；保证电能的质量；提高劳动生产率、改善劳动条件和减少运行人员等

任务与分析

根据水电站的资料和参观查阅相关的资料，熟悉所做系统的工作原理，并拟定合理的系统方案，再根据拟定的系统方案，完成自动控制电气原理接线图，并编写相关说明书。

电站所给资料

设计水头Hr=73m；

平均水头Hpj=81.18m；

最大水头Hmax=88.64m；

最小水头Hmin=67.76m；

电站总装机容量Npl=75MW；

机组两台；

油压装置型号YZ—4.0—4.0；一台；

空气压缩机型号V-3/8-1；两台；

排水泵型号IS150-125-250A；两台；

一、电站油系统油压装置的自动控制

1、油压装置的作用

油压装置是水电站水力机组操作不可缺少的重要辅助设备，他产生并贮存高压油，供机组操作只用，是机组启动、停机、调整负荷等操作的能源。

主阀和进水口闸门液压操作系统的压力油，通常也是由油压装置供给的。

2、油压装置自动控制应满足的要求

油压装置的自动控制，不论其接线如何不同，都应该满足一下要求：

机组在正常运行或事故情况下，均应保证有足够的压力油来操作机组及主阀，特别是在厂用电消失的情况下，应有一定的能源储备；

不论机组是处于运行状态还是处于停机状态，油压装置都应经常处于准备工作状态，即油压装置的自动控制是独立的，是按本身预先规定的条件自动进行的；

机组操作过程中，油压装置的投入或切除应自动地进行，即不需要运行人员参与；

油压装置应设备用油泵电动机组，当工作油泵发生故障时，备用油泵应能自动投入，并发出报警信号；

、油压装置发生故障，油压下降至事故油压时，应能迫使机组事故停机。

3、设计方案

此次设计要求:

油泵采用断续、备用、手动三种方式运行。

根据系统的工作原理，先拟定如下方案。

其中1M为工作油泵电动机，2M为备用泵电动机。

如图1和图2。

图1油压装置机械液压系统图

图2油压装置自动控制接线图

3.1油压装置的断续运行

此时将1QC切换到自动位置。

当油压槽油压降到油压下限时，压力信号器4BP动作，其接点4BP1闭合使重复继电器2KAM励磁，2KAM1闭合使1MF励磁，并通过其辅助动合接点1MF2闭合而自保持，动合接点1MFa、b、c闭合使油泵电动机1M起动，油泵向压油槽打油。

当油压恢复到工作压力上限时，2BP闭合使1KAM励磁，1KAM1断开，1MF失磁油泵电动机停止工作。

若油压再次下降到工作油压下限时，4BP1再次闭合，重复以上操作，实现油泵电动机断续运行的自动控制。

3.2油压装置的备用泵投入

不论什么原因，油压装置以油压低于油压过低线时备用泵自动投入。

备用泵电动机2M的起动是由3BP的接点控制的，油压过低时3BP1接点闭合，使3KAM励磁，3KAM2闭合使2M起动（2QC已处于备用状态），向压油槽打油。

此时3KAM3由于3KAM励磁而闭合，报警信号回路接通，发出报警信号。

3.3油压装置的手动操作

此时压油槽的油压由值班人员靠压力表监视。

当发现油压降到工作压力下限时，值班人员将切换开关1QC或2QC切换到手动位置，使1MF或2MF励磁，油泵电动机1M或2M起动，向压油槽打油。

当油压达到工作油压上限时，将1QC或2QC切换到停止位置，油泵电动机即停止工作。

3.4油压装置的其他操作

若电动机的绕组过热，则1KH或2KH动作其接点KHa或KHc打开，使1MF或2MF失磁，电动机1M或2M停机，起过热保护作用，并发出信号。

当压油槽的油压低于事故油压时，压力信号器1BP1接点闭合，发出事故停机命令，迫使机组事故停机。

二、电站低压气系统压缩空气装置的自动控制

1、低压气系统装置的作用

电站中的低压气系统装置是水电站水力机组操作不可缺少的重要辅助设备，它为油压装置压力油槽、水轮机组调相运行、机组停机时的制动装置、安装检修时风洞工作及设备吹扫清污等供气。

2、低压气系统空气压缩装置的自动控制应满足的要求

低压气系统应满足如下操作；①自动向充气罐充气，维持储气罐的气压在规定的范围内；②在空压机启动或停止的过程中，自动关闭或打开空压机的无负荷启动阀，对水冷式空压机，还应自动供给和停止冷却水；③当储气罐的气压下降到工作压力下限时，备用压气机应自动投入，并发出报警信号；④当压力过高或压气机出口温度过高时发出报警信号

3、设计方案

此次设计要求:

两台V-3/8-1X型空压机，一台主用，一台备用。

根据系统的工作原理，先拟定如下方案。

采用两台V-3／8-1型空气水冷式压缩机，一台工作，一台备用。

三只储气筒中，两只用于调相压水用供气，另一只用于供机组制动用气，以保证制动气的源的可靠性。

为了实现自动控制，装设了四只压力信号器1~4BP；两只无载启动电磁阀2YV、4YV以及冷却水开启、关闭电磁阀1YV、3YV。

此外还有过热保护温度信号器1BT、2BT。

设1M为工作压气电动机，2M为备用压气电动机。

如图3、4和5。

图3低压空气压缩装置机械系统图

图4低压空气压缩装置自动控制接线图1

图5低压空气压缩装置自动控制接线图2

3.1自动操作

此时应将1QC切换到自动位置。

当储气罐的压力降低到工作压气机起动压力时，压力信号器1BP动作，其接点1BP1闭合，重复继电器1K励磁，其接点1K3闭合自保持；1K1闭合使磁力启动器1MF励磁，其接点1MFa、b、c闭合，工作压气机的1M起动。

1MF1闭合使1YV0励磁，打开冷却水电磁阀；同时1KT励磁，其接点1KT1延时闭合，使无载启动阀关闭线圈2YVc励磁，2YV关闭压气机及向储气罐供气。

当储气筒内气压上升到额定压力上限时，2BP动作，2BP1打开，使1K失磁，其接点1K1断开1MF失磁，电动机1M停止工作。

同时1MF2闭合使无载起动阀开启线圈2YV0励磁，打开2YV，为下次起动准备条件，并排除汽水分离器中的凝结水。

此外1MF2闭合还使1YVc励磁，以及关闭冷却水电磁阀1YV。

3.2备用投入

若储气筒压力下降到备用压气机起动压力值时，则使3BP2闭合，使2K励磁，其接点2K2闭合使2MF励磁，因2QC事先已切换到备用位置，故压气机2M起动，并发出报警信号。

3.3手动操作

此时压气机的起动和停止不是由压力信号器控制，而是由值班人员根据压力表读数直接切换1QC或2QC起动1M或2M，实现储气筒压力的稳定。

3.4其他操作

低压气控制系统中海包括了各种保护和信号监视，包括；①备用压气机投入时，2K4闭合，2SL信号灯亮；②压气机排气管温度过高时，1BT或2BT闭合，使1KAS或2KAS励磁，其接点1KAS1或2KAS1断开，使1M或2M停止工作，同时由于1KAS2或2KAS2闭合，信号灯4SL与5SL亮③储气筒压力过高时，4BP动作使信号继电器KS励磁，其接点KS1闭合，信号灯3SL亮；④电源消失时，KMK动作，其接点闭合1SL信号灯亮。

低压气自动控制接线图中所有的操作都是借助于压力信号器1~4BP、中间继电器1~2K和切换开关1QC、2QC以及磁力启动器1~2MF来实现的。

三、电站排水装置的自动控制

1、水电站的排水装置的作用

水电站的排水装置，是用于排除厂房渗漏水和生产污水的。

是为了保证运行安全，使厂房不至潮湿和被淹。

2、油压装置自动控制应满足的要求

水电站排水装置时用于排除厂房渗漏水和生产污水的，积水井自动排水装置应满足如下要求：

①自动起动和停止工作水泵，维持集水井水位在规定范围内；②当工作水泵发生故障或来水量大增，使集水井水位上升到备用泵起动水位时，应自动投入备用水泵；③当备用水泵投入使用时，应同时发出报警信号。

3、设计方案

该电站采用来两台IS150—125—250水泵排水，一台主用，一台备用，两台切换运行。

根据系统的工作原理，先拟定如下方案。

以1#水泵为工作泵，2#水泵为备用泵。

如图6和7。

图6排水装置机械系统图

3.1自动操作

此时切换开关1QC切换到自动位置。

当集水井水位上升到工作水泵起动水位时，电极1、4导通，使中间继电器1K励磁，其接点1K1闭合使1MF励磁，闭合1MF接点，起动1M排水。

当集水井水位下降到水泵停止水位时，1K失磁，1M停止工作，如果水位再次上升到工作水泵起动水位时则重复以上操作。

从而自动维持集水井水位在规定范围内。

图7排水装置自动控制接线图

3.2备用投入

切换开关2QC切换到备用位置。

当工作泵故障或来水来量大增，使集水井水位上升到备用泵起动水位时，电极3、4导通使2K励磁，其接点2K1闭合自保持，2K3闭合使2MF励磁，从而使2#水泵起动排水，同时接通信号回路，发出报警信号。

当水位下降到停泵水位时，2K失磁，2M停止运转。

3.3手动操作

在检修或需要手动控制集水井水位时，将1QC或2QC切换到手动位置，即可直接启动1M或2M排水。

当水位下降到停泵水位时，将开关切换到停止置，即可停止1M或2M，实现手动控制。

结论

通过本次课程设计，深入了解了水电站辅助设备的工作原理，并能够根据相关资料拟定合理的系统方案并完成自动控制电气原理接线图。

不仅加深了我的理论知识，还让我学到了一定的理论联系实际的设计思想及其他方面的的知识，如CAD绘图、word排版编辑等。

我认为通过此类的课程设计有助于培养我们专业知识的分析能力和解决工程问题的能力，为我们今后走上工作岗位打下必要的方法和实践基础。

参考文献

[1]范秀华主编：

水力机组辅助设备，水利电力出版社，1987年。

[2]水电部部颁标准：

水利水电工程制图标准（SDJ209—82）,水利电力出版社，1983年。

[3]华北电力学院.电力系统自动化原理与技术.北京：

电力工业出版社。

[4]压缩空气站设计规程（TJ29—78）:

中国建筑工业出版社，1978年。

[5]廖培鸿.发电厂的计算机控制.电力系统自动化.1983（4）:

64～73。

[6]许正亚.电力系统自动装置.北京：

电力工业出版社，1981。

课程设计成绩评定表