电气工程专业关于葛洲坝实习报告.docx
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电气工程专业关于葛洲坝实习报告
葛洲坝实习报告
1实习计划
1.1实习时间
2011年8月14日～30日
1.2实习地点
中国湖北宜昌市葛洲坝水力发电厂
1.3实习安排
我们电气工程及其自动化专业的实习，将从广州出发乘17个小时的火车到达我国著名的水电之乡——宜昌。
参观了长江流域最为宏大的两座水利枢纽工程——三峡和葛洲坝。
根据安排，虽然只有短短的一个星期，但紧凑、充实的安排，仍让我们大开眼界、受益匪浅。
整个葛洲坝工程体系包括大江电厂、二江电厂、二江电厂200kV开关站、葛洲坝500kV开关站、换流站等工程组成，本次的实习亦主要围绕这些工程展开。
同时，我们也去参观了三峡大坝的船闸和坝面的工程。
实际实习安排如表1-1
表1-1葛洲坝实习实际日程
时间
安排
地点/内容
8月15日上午
讲座
安全教育暨葛洲坝、三峡水利枢纽工程介绍
葛洲坝电厂电气一次部分
8月16日上午
讲座
介绍葛洲坝二江电厂220KV开关站
8月17日上午
讲座
介绍葛洲坝大江电厂500KV开关站
8月17日下午
参观
葛洲坝二江电厂厂房及220kv开关站主接线、变电所、电气设备
8月18日上午
参观
葛洲坝大江电厂220KV开关站变电所、中央控制室
8月19日上午
参观
三峡大坝船闸、工程建设
8月20日上午
参观
葛洲坝550kv开关站
8月21日
结束
返校
2实习内容
2.1安全教育暨葛洲坝、三峡水利枢纽工程介绍
2.1.1实习的安全与纪律
1、电力生产企业在安全上遵循的原则：
（1）安全第一、预防为主。
安全是电力生产企业永恒的主题。
（2）实习安全
实习安全二个主要方面：
1）人身安全
a）进入生产现场必须戴安全帽；
b）进入生产现场必须与导电体保持足够的安全距离；
c）在不知道设备状态的情况下，将其看作运行中的设备
d）三不伤害原则：
不伤害自己，不伤害他人，不被他人伤害
对于不同电压等级的电气设备（带电体），在设备不停电的情况下，安全距离如表2-1所示：
表2-1不同电压等级的安全距离
额定电压等级
安全距离
500kV
5m
330kV
4m
220kV
3m
110kV
1.5m
35kV
1m
10kV及以下（含发电机13.8kV）
0.7m
注：
在事先不知设备的工作状态情况下,需将设备视为运用中的设备（全部带有电压、部分带有电压或一经操作即带有电压的设备）；对机械旋转部位、运动部位也必须保持足够的安全距离。
2）设备安全。
要保证设备安全，对实习人员必须做到：
a）在生产现场，严禁任何人动任何设备；
b）生产现场严禁吸烟、携带火种；
c）任何人不得进入厂房或生产现场的“警戒区”；
d）遇有检修试验或设备操作等情况，实习人员必须绕道而行；
e）生产场所严禁照相、录音与录影；
f）严禁实习人员将包、袋及照相、录影设备、器材等带入厂房内；
g）禁止实习人员动用生产场所的电话机。
2、实习纪律
1）所有实习人员必须遵守实习接待单位的有关各项纪律与规章制度，服从接待方的管理；
2）进出生产现场应佩带实习证或出示其它有效实习证件，自觉接受保卫人员的检查；
3）在无接待单位接待实习人员带领、监护情况下，任何实习人员均不得进入生产现场；
4）现场参观、实习过程中，任何实习人员均不得脱离自己所在的编队。
3、实际生产事故
由于一些人不遵守安全生产规程，葛洲坝经常发生一些安全生产事故，例如：
安装栏杆掉下水的，检修母线发生触电事故等等。
杨工通过一个个鲜活的例子给我们敲响了警钟，让我们认识到准备安全规程，进行安全生产的重要性。
2.2葛洲坝水利枢纽工程介绍
1970年12月30日开工，边勘测，边设计，边施工。
1980年12月24日葛洲坝电厂成立。
1981年1月截流，7月首台机组运行，1983年9月二江7台机组全部发电。
1986年6月大江首台机组运行，1988年12月大江14台机组全部发电。
总投资48.48亿元。
葛洲坝电厂现装机21台，共291万千瓦。
二江7台机组共102万千瓦，大江14台机组共188.8万千瓦。
其中1、2＃机为大机，17万千瓦；3、14＃机经增容后为13.4万千瓦；4－21＃机为小机，12.5万千瓦。
葛洲坝电厂历年累计发电量达3455亿千瓦时，是我国第一座发电量达到3000亿千瓦时的电站。
葛洲坝电厂多年平均发电量157亿千瓦时。
机组年利用小时为5800小时/年（我国水电厂平均水平在3000小时/年左右，火电厂约6300小时/年）
葛洲坝水利枢纽工程主要数据如下表2-2
表2-2葛洲坝水利枢纽工程简介
项目
规格
项目
规格
大坝型式
闸坝（直线坝）
总装机容量
271.5万kW
厂房型式
河床式电站厂房
总装机台数
21台
大坝全长
2606.5m
过负荷运行容量
288万kW
大坝高度
40m
设计年发电量
140.9亿kW·h
坝顶高程
70m
实际年发电量
152～162亿kW·h
设计上有蓄水水位
66m
总发电量
3000亿kW·h
校核水位
67m
省内电价
0.159元/kW·h
实际运行水位
64～66.5m
省外电价
0.220元/kW·h
水库总库容
15.8亿立方米
设计年利用小时
5190h
设计落差
18.6m
水库回水距离
180km
最大落差
27m
保证出力
76.8万kw
其中水库回水距离就是改善通航条件的里程,由此带来的效益,即为通航效益。
大坝简图如图2-1。
图2-1葛洲坝大坝简图
2.2.1大江电厂主接线介绍
大江电厂为扩大单元接线方式，共4个扩大单元14台机组。
500KV开关站采用3/2接线方式，六条进线六条出线，其中4条进线由大江厂房引入，2条进线通过联变从二江厂房引入，1条出线（葛凤线）送到武汉凤凰山，2条出线（葛双I、葛双II）送到荆门的双河变电站，再由姚双线与河南的姚孟电厂连接，1条出线（葛岗线）送到湖南的岗市变电站，2条出线（葛换I、葛换II）与换流站相连，再经超高压直流输电送到上海的兰桥换流站，与华东网相连。
单元式接线方式，220KV开关站采用双母线带分段旁母运行方式。
一机一变一线共7台机7条出线，1个母联，2个旁路，2台联络变压器。
7条出线分别为：
葛雁（小雁溪）线、葛陈（陈家冲）线、葛远（远安）线、葛坡（长坂坡）线、葛桔（桔城变）线、葛白I（白家冲）回线、葛白II回线。
接线方式：
3/2接线，交叉配置
布置型式：
分相中型三列
发电机与主变接线方式：
扩大单元接线
接线方式：
双母线带旁路、旁路母线分段
接线特点：
旁路母线分段
布置型式：
分相中型单列
厂用电6kv系统与发电机的配接
要求做到：
发电机出口母线上设置隔离开关；隔离开关安装位置应正确
2.3三峡水利枢纽工程介绍
三峡工程大坝坝址选定在宜昌市三斗坪，在已建成的葛洲坝水利枢纽上游约40公里处。
坝址区河谷开阔，两岸岸坡较平缓，江中原有一小岛（中堡岛），具备良好的分期施工导流条件。
枢纽建筑物基础为坚硬完整的花岗岩体。
修建了宜昌至工地长约28公里的专用高速公路及坝下游4公里处的跨江大桥——西陵长江大桥。
还修建了一批坝区码头。
坝区具备良好的交通条件。
拦河大坝为混凝土重力坝，坝长2309米，坝顶高程185米，最大坝高181米。
泄洪坝段位于河床中部，总长483米，设有22个表孔和23个泄洪深孔，其中深孔进口高程90米，孔口尺寸为7×9米；表孔孔口宽8米，溢流堰顶高程158米，表孔和深孔均采用鼻坎挑流方式进行消能。
电站坝段位于泄洪坝段两侧，设有电站进水口。
进水口底板高程为108米。
压力输水管道为背管式，内直径12.40米，采用钢筋混凝土受力结构。
校核洪水时坝址最大下泄流量102500立方米/秒。
水电站采用坝后式布置方案，共设有左、右两组厂房和地下厂房。
共安装32台水轮发电机组，其中左岸厂房14台，右岸厂房12台，地下厂房6台。
水轮机为混流式，机组单机额定容量70万千瓦。
建筑物通航建筑物包括永久船闸和升船机（技术公关中，计划用螺旋杆技术取代原计划的钢缆绳提升技术），均位于左岸。
永久船闸为双线五级连续梯级船闸。
单级闸室有效尺寸为280×34×5米（长×宽×坎上最小水深），可通过万吨级船队。
升船机为单线一级垂直提升式设计，承船厢设计有效尺寸为120×18×3.5米，一次可通过一条3000吨的客货轮。
承船厢设计运行时总重量为11800吨，总提升力为6000牛顿。
，通航，发电。
（1）防洪
兴建三峡工程的首要目标是防洪。
三峡水利枢纽是长江中下游防洪体系中的关键性骨干工程。
经三峡水库调蓄，在上游形成库容为393亿立方米的河道型水库，可调节防洪库容达221.5亿立方米，能有效地拦截宜昌以上来的洪水，大大削减洪峰流量，使荆江河段防洪标准由现在的约十年一遇提高到百年一遇。
遇千年一遇的特大洪水，可配合荆江分洪等分蓄洪工程的运用，防止荆江河段两岸发生干堤溃决的毁灭性灾害，减轻中下游洪灾损失和对武汉市的洪水威胁，并可为洞庭湖区的治理创造条件。
（2）航运
三峡水库将显著改善宜昌至重庆660公里的长江航道，万吨级船队可直达重庆港。
航道单向年通过能力可由现在的约1000万吨提高到5000万吨，运输成本可降低35-37%。
经水库调节，宜昌下游枯水季最小流量，可从现在的3000立方米/秒提高到5000立方米/秒以上，使长江中下游枯水季航运条件也得到较大的改善。
（3）发电
三峡工程最直接的经济效益就是发电。
平衡当代中国高速发展经济与严重能源短缺的矛盾，清洁的可以再生的水电资源无疑是最优的选择。
三峡水电站总装机容量1820万千瓦，年平均发电量846.8亿千瓦时。
它将为经济发达、能源不足的华东、华中和华南等地区提供可靠、廉价、清洁的可再生能源，对经济发展和减少环境污染起到重大的作用。
所提供的电力资源，如果以火电来算，就意味着要多修建10座180万千瓦级的火电厂，平均每年多采掘原煤5000万吨。
除废渣影响环境外，每年还将排放大量形成全球温室效应的二氧化碳，造成酸雨的二氧化硫，有毒气体一氧化碳和氮氧化物，还会产生大量的飘尘、降尘等；火电厂和弃渣场大规模的占地将从华东、华中这本来就人多地少的地区夺去更多的土地。
这不仅使中国今后将承受更大的环境所带来的压力，也对全球环境造成不利的影响。
2.4葛洲坝电厂电气一次部分
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。
毫不另外，葛洲坝电厂的电气设备也包括了一次、二次设备两大部分。
2.4.1二江电厂电气一次部分
1、220kV开关站的接线式及有关配置
（1）接线方式：
双母线带旁路，旁路母线分段（如图2-3所示）
断路器（开关）作用：
1）正常情况下用于接通或断开电路；
2）故障或事故情况下用于切断短路电流。
隔离开关（刀闸）作用：
1）设备检修情况下，将检修部分与导电部分隔开一个足够大的（明显可见的）安全距离，保证检修的安全；
2）正常情况下，配合断路器进行电路倒换操作；
3）电压等级较低、容量较小的空载变压器及电压互感器用隔离开关直接投切。
旁路母线与旁路断路器的作用：
检修任一进线或出线断路器时，使对应的进线或出线不停电。
检修任一进线或出线断路器时，用旁路断路器代替被检修断路器，并由旁路母线与有关隔离开关构成对应进线或出线的电流通路。
（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
图2-2二江电厂电气一次部分接线图
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：
1－8E（其中7E备用）；
进线7回：
1－7FB（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。
（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、机组及主变压器型号与参数
（1）发电机与主变压器连接方式：
采用单元接线方式。
（2）机组及主变压器型号与参数：
1）水轮机参数见表2-3：
表2-3葛洲坝电厂水轮机参数
机组编号
1-2#
3-7#
型号
ZZ560-LH-1130轴流转
桨式（双调）
ZZ500-LH-1020轴流转
桨式（双调）
额定转速
54．6r/min
62.5r/min
飞逸转速
120r/min
140/min
额定水头
18.6m
18.6m
最大水头
27m
27m
额定流量
1130m3/s
825m3/s
叶片数量
4片
5片
叶片重量
40t
22.5t
转轮直径
1130cm
1020cm
制造厂家
东方电机厂
哈尔滨电机厂
2）发电机参数见表2-4：
表2-4葛洲坝电厂发电机参数
机组编号
1-2#
3-7#
型号
TS1760/200-110
SF125-96/15600
额定功率
170MW
125MW
额定电压
13.8kV
13.8kV
额定电流
8125A
5980A
额定功率因数
0.875（L）
0.875（L）
定子接法
5Y
3Y
额定转子电压
494V
483V
额定转子电流
2077A
1653A
磁极对数
55
48
制造厂家
东方电机厂
哈尔滨电机厂
3）主变压器型号及参数
表2-5主变压器型号及参数
编号
1－2＃
3－7＃
型号
SSP3-200000/220
SSP3-150000/220
额定容量
200MVA
150MVA
电压比
242±2×2.5%/13.8
242±2×2.5%/13.8
连接组号
Yo/△-11
Yo/△-11
短路电压百分数
13.1%-13.8%
13.1%-13.8%
冷却方式
强迫油循环导向风冷
（改进后）
强迫油循环导向风冷
（改进后）
制造厂家
沈阳变压器厂
沈阳变压器厂
3、厂用6kV系统与发电机组的配接方式
采用分支接线方式（仅3－6F有此分支,如图1），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。
（葛洲坝电厂将该分支上的降压变压器称为“公用变压器”）。
为提高对厂用分支供电的可靠性，在3F－6F出口母线上加装了出口断路器。
这样当机组故障时出口断路器跳闸切除故障，主变压器高压断路器不再分闸，不会出现机组故障对应6kV分段短时停电情况。
1、500kV开关站接线方式有关设备配置
（1）接线方式：
采用3/2接线（见图2-3）。
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2820MVA），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。
图2-3大江电厂电气主接线图
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，例一回是负荷或出线。
）
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。
2、发电机与主变压器的连接方式，有关设备参数
（1）连接方式
采用扩大单元接线方式（见图2-4）。
由于主变压器连接2台发电机，且1－3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。
2.5葛洲坝电厂保护介绍
主保护（满足全范围速动的保护）：
1、光纤保护2、高频距离保护（通常500KV及以上为允许式，220KV为闭锁式）
后备保护：
1、距离保护三段2、零序保护三段
1、失灵保护a单相跟跳b延时三跳c延时跳相邻断路器
2、死区保护：
当满足a跳令不返回b跳位跳开c有流这三个条件时，延时跳相
邻断路器
3、三相不一致保护：
利用断路器辅助触点，直接跳开三相
4、重合闸保护a单跳启动b单相偷跳启动
主保护：
1、变压器差动保护2、重瓦斯保护
后备保护：
1、过励磁保护2、三侧过流保护3、零序过流保护4、轻瓦斯保护（作
用发信号）
主保护：
1、发电机差动保护2、匝间保护3、横差动保护（适用于多分支定子
3实习总结
这次葛洲坝的实习虽然只有短短的一个星期，但是它让我这个一直呆在校园学理论的学生不仅见识到了这些世界性的大水电厂，而且让我了解到了外省的一些生活习惯，也更加了解了这个社会，收获颇丰。
作为一名学电气工程的学生，能够进入到葛洲坝和三峡这样的世界性大水电厂参观学习，把自己在课本学的理论知识和实际结合起来，这是一个非常难得的机会。
而且可能一辈子就仅有这一次机会了，我感觉非常的珍贵，而且对我以后找工作可能都会有很大的影响。
同时，帮我们上课的杨工也是一名十分优秀的老师，他上课诙谐幽默，能够结合电厂的实际，引经据典，有时也把葛洲坝里一些不好的现象拿出来抨击、讽刺，他讲课的内容都能深深的印在我的脑海里面。
就连平时觉得比较难以理解和记忆的东西也觉得简单了起来。
通过听课和参观，让我深刻的了解水电厂电能生产的全过程以及电气设备的构成、型号、布置方式等，对电厂生产过程有了一个比较完整的概念，通过实际理解了书本上那些主接线的连接方式和运行在现实的生产中式怎样呈现出来的；初步了解了电气二次接线，深刻了解了发电厂、变电站的主要设备；还了解了厂用电的接线方式，配电装置的布置形式及特点，并了解安全净距的意义，还了解了发电厂和变电站的防雷保护措施，杨工用“守大门”和“关门打狗”两句生动形象的话来概括了大江和二江变电站的防雷措施。
此外，还学了一些很少有书本介绍但是在实际中有应用的知识。
百闻不如一见，这次的实习不仅开阔了我的眼界，还让我学习到了如何把理论和实际结合起来，同时也了解了作为一名电气工程师的职责和初步了解了电力生产部门，为找工作打好基础。
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