水电站油气水系统docx.docx
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第一节油系统
一、油系统的作用及基本组成
1、油系统的作用
油系统是水电站主要辅助系统之一，大型水电站用油量可达数百吨乃至数千吨，中小型水电站也有数十吨到数百吨。
为了保证如此大量的油经常处于良好状态，以完成其各种任务，需要有油供应维护设备组成的油系统。
油系统设置的作用如下：
（1）接收新油：
接收新油包括接收新油和取样试验。
水电站用油可以用油槽车或油桶运来，接收新油采用自流或压力输送的方式，视该电站储油罐的位置高程而定。
每次到的新油，一律要按相应油类标准进行全面试验。
（2）储备净油：
在油库随时储存有合格的、足够的备用油，以便万一发生事故需要全部换用净油，或者设备正常运行的损耗补充。
（3）给设备充油：
对新装机组、设备大修后或设备中排出劣化油后，需要充油。
（4）向运行设备添加油：
油系统在运行中由于下列原因油量不断的损耗，而需要添油：
油的蒸发和飞溅；油罐和管件不严密处的漏油；定期从设备中清除沉淀物和水分；从设备中取油样。
（5）从设备中排出污油：
设备检修时，应将设备中的污油通过排油管用油泵或自流排到油库的运行油罐里。
（6）油的监督、维护和取样化验：
对新油进行分析鉴定是否符合国家规定标准；对运行油进行定期抽样化验，观察其变化情况，判断运行设备是否安全；新油、再生油、污油进入油库时，都要试验记录，所有进入油库的油在注入油罐前均需要通过压滤机或真空滤油机，以保证输油管和储油罐的清洁；对油系统进行技术管理，提高运行水平。
（7）油的净化处理。
（8）废油的收集及处理：
废油需要按牌号分别收集、储存于专用的油罐中，不允许废油与润滑脂相混，以免再生时带来困难，废油应尽快送到油务管理部门进行再生处理。
2、油系统的组成
水电站油系统对电站安全、经济运行有着重要的意义。
油系统是用管网将用油设备与储油设备、油处理设备连接成一个油务系统。
油系统由以下部分组成：
（1）油罐：
储存临时的废油和净油以及当机组检修时、油净化时的油；
（2）油处理设备：
设有净油设备及输送设备如油泵、压力滤油机、滤纸烘箱、真空净油机、真空泵、油过滤器等；
（3）油化验设备：
设有化验仪器、设备、药物等；
（4）油吸附设备：
用于变压器的硅胶吸附器；
（5）管网：
油系统设备及用户连接起来的管道系统；
（6）测量及控制元件：
用以监视和控制用油设备的运行情况；元件有温度信号器、压力信号器、油位信号器、油混水信号器等。
3、水电站用油种类及作用
水电站机电设备在运行中，如调速器操作，机组及辅助设备润滑，电气设备绝缘和消弧等，都需要各种性能的油品。
由于设备的特性、要求和工作条件不同，使用油的种类和作用也不同。
水电站用油通常分为润滑油和绝缘油两大类。
前者包括润滑油和润滑脂两类。
润滑油分为：
（1）透平油，又称汽轮机油。
在GB11120-89《透平油（汽轮机油）》中，国产透平油有32#、46#、68#和100#四种牌号，牌号的数值表示油在40C时的运动粘度（单位为：
mm2/s））目前水电站常用的国产透平油牌号有32#和46#两种，且通常选择防锈型的。
透平油在设备中的主要作用是润滑、散热和液压操作，在机组轴承中的作用是润滑和散热，在调速系统以及进水阀、调压阀、液压操作阀中是传递能量的介质，实现液压操作。
（2）机械油，俗称机油。
机械油的粘度较透平油大，主要供电动机、水泵轴承、机修设备和起重机等润滑用。
机械油牌号主要表示其粘度的大小，由于不同地域，不同季节对机械油的粘度要求不同，机械油牌号主要分为冬季用油牌号、夏季用油牌号以及冬夏季通用油牌号，其中用得较多的是5W/40（适用气温-25~+40°C）。
（3）压缩机油。
除供活塞式空气压缩机润滑外，还承担活塞与气缸壁间的
密封作用。
它能在温度t<180C的高温下正常工作。
（4）润滑脂，俗称黄油。
供滚动轴承及机组中具有相对运动部件之间的润滑，也对机组部件起防锈作用。
润滑脂有各种类型，其中锂基润滑脂的剪切安定性、耐热性、抗水性和防锈性均较好，价格适中，在水电站中广泛应用。
绝缘油主要用于水电站电气设备中，作用是绝缘、散热和消弧。
水电站常用的绝缘油有：
（1）变压器油。
用于变压器及电流、电压互感器，起到绝缘和散热作用。
（2）开关油。
用于断路器，有绝缘和消弧作用。
（3）电缆油。
用于充油电缆。
GB2536-90《绝缘油（变压器油）》中，国产绝缘油中变压器油有10#、25#及45#三种牌号，开关油有45#，牌号的数值表示油的凝固摄氏温度值（负值）。
绝缘油一般选用25#绝缘油；在月平均最低气温不低于-10C的地区，如无25#绝缘油时，可选用10#绝缘油；当月平均最低气温低于-25E的地区，宜选用45#绝缘油。
电缆油有35#、110#和330#三个牌号，数字表示适用于电压等级以kV计的充油电缆，330#适用于110kV以上高压充油电缆。
以上述各类油中，以透平油和变压器油用量最大，为水电站的主要用油。
二、油系统投运前的检查项目
（1）根据设计图纸，对电动机一次回路的熔断器、开关、电缆头和电动机进行检查。
（2）查看电气回路及电动机的电气试验的绝缘电阻、直流电阻等试验结果是否合格，是否符合国际标准。
（3）电动机外壳接地是否良好。
（4）对照设计图纸，检查电动机控制回路各压力继电器接点整定值及触点是否正确。
（5）手动、自动切换“开关”位置正确。
（6）检查油泵启动的卸荷阀动作正常，机体动转自如。
（7）检查试验泵安全阀动作正常。
（8）压力油槽油位正常，汽油比例合理。
一般气占2/3，油占1/3。
（9）油样化验确认合格。
（10）管路颜色正确。
（11）管路阀门编号正确。
（12）检查管路各阀门操作正常，位置正确，管路无泄漏现象。
油取样化验按表8-2中透平油和绝缘油标准进行。
三、油系统投入运行与停止运行
1、油系统的操作程序
对于水电站油系统，为检查系统拟订是否合理和说明运行操作方式，在油系统设计中，制订了油系统操作程序表，列出了主要工作项目的操作程序和流程，结合图8-1某水电站的透平油系统图，其操作程序如表8-3所示。
表8-3透平油系统操作程序表
1运行油罐接受新油油槽车，26，24，2CY（1#），4（7），T2（T3）
2运行油罐新油自循环过滤T2（T3）
6
（9）,
LY,
4（7）,T2（T3）
3运行油罐新油存入净油罐T2（T3）
5
（8）,
ZJB,
1,T1
4向设备供油清油罐至推力轴承T1,
2,
2CY（
2#）,
11,12
至下导轴承T1,2,2CY（2#）,11,
15
至水导轴承T1,2,2CY（2#）,11,
18
至油压装置T1,2,2CY（2#）,11,
21
5设备排油推力轴承至运行油罐14,
27,
10,
2CY（
2#）,4（7）,T2（T3）
下导轴承至16，27，10，2CY（2#），4（7），T2（T3）
水导轴承至19，T4，2CY（3#），22，10，4（7），T2（T3）
油压装置至20，27，10，2CY（2#），4（7），T2（T3）
6运行油自循环过滤T2（T3），6（9），LY，4（7），T2（T3）
7运行油过滤后送至净油罐T2（T3），5（8），ZJB，1，T1
8运行油罐排污T2（T3），6（9），2CY（2#），23，25，油槽车
9对污油泵清洗T1,3,污油泵，23,25,油槽车水电站绝缘油系统的操作程序与透平油系统相似。
2．压力油系统投入运行与停止运行水电站压力油系统主要用于调速器的操作,实现对机组开停机以及水轮机导水叶开度的控制,如图8-2为某大型混流式机组调速器压力油路示意图。
压力油系统由压力油泵、压力油槽、集油槽及其管路组成。
油库的油经过管道进入集油槽8中,经压油泵9加压后进入压力油槽10中,压力油槽内油占1/3,高压气占2/3。
部分水电站还有采用压力油操作的球阀（或蝴蝶阀）压力油系统,与图8-2相似,压力油系统主要用于开启或关闭球阀（或蝴蝶阀）。
压力油系统的投入运行与停止运行：
（1）检查控制电源正常，各阀门和控制开关位置正确。
（2）油泵控制第一次切“手动”位置，启动电动机和油泵，并检查是否运转正常。
（3）油泵控制切向“自动”位置，升高和降低油压，检查油泵自动启动和自动停止状况，并记录时间长短。
（4）水轮发电机组开机运行时切换开关放“自动”位置。
一台放“主用”一台放“备用”。
（5）机组停机热备用时，本装置仍投入运行，只有机组和调速器（或主阀）大修时才停止运行，切除电源停运，并关闭主供油阀。
四、油系统巡视检查与事故处理
1、油系统运行中的巡视检查
（1）检查油泵电源正常，各自动化测量元件信号正确，控制元件动作正常
（2）检查油泵自动工作情况，启动是否过于频繁，异常时记录启动间隔时间是否超常。
（3）检查备用油泵是否频繁启动，如果是频繁启动，应加强检查管路及调速器管路系统是否漏油、泄油。
（4）检查压力油槽中油气比例是否合理，否则补高压气进行调整。
（5）集油槽油位、机组轴承油位是否在正常范围内。
油量不足，应由专责人员按操作程序向轴承供油。
（6）检查调速器以及润滑用油管路有无漏油、渗油，各阀门位置正确。
（7）电动机及其电气回路检查，用鼻子闻、耳朵听、眼睛看，电动机和油泵运转声音正常，无异味。
（8）定期由检修专责油务人员，对运行中的油取样化验检查，也可以同机组轴承用油取样化验同时进行。
取样化验按表8-2标准进行。
（9）检查电动机回路有无断相运行情况发生。
如有，应及时停油泵，更换供电回路熔断器等，或调整接触器触头压紧度。
2、压力油装置常见故障及事故处理
（1）油压降低处理
1）检查自动、备用泵是否启动，若未启动，应立即手动启动油泵。
如果手
动启动不成功，则应检查二次回路及动力电源。
2）若油泵在自动控制状态下运转，应检查集油箱油位是否过低，安全减载阀组是否误动，油系统有无泄漏。
3）若油压短时不能恢复，则把调速器油泵切至手动，停止调整负荷并做好停机准备。
必要时可以关闭进水闸门停机。
4）如遇压力油罐泄漏事故或压力油罐爆破事故，将造成调速器无法关机的严重事故时，必须果断关闭主阀，将水轮机组停止下来，同时按紧急停机流程处理。
（2）压力油罐油位异常处理
1）压力油罐油位过高或过低，应检查自动补气装置工作情况，必要时手动补气、排气，调整油位至正常。
2）集油箱油面过低，应查明原因，尽快处理。
3、漏油装置异常处理
（1）漏油箱油位过高，而油泵未启动时，应手动启动油泵，查明原因并尽快处理。
（2）油泵启动频繁且油位过高时，应检查电磁配压阀是否大量排油及接力器漏油是否偏大，联系检修人员处理。
（3）油泵故障，应联系检修人员处理。
第二节气系统
一、气系统的作用及基本组成
1、压缩空气系统的作用
空气具有极好的弹性（即可压缩性），经压缩后，是储存压力能的良好介质。
压缩空气使用方便、安全可靠，易于储存和运输，因此，在水电站得到了广泛应用，无论在机组运行中还是在检修和安装过程中，均需使用压缩空气。
（1）压缩空气系统在水电站中的应用
1）水轮机调节系统及进水阀操作系统的油压装置用气；
2）机组停机时制动用气；
3）机组调相运行时转轮室充气压水及补气；
4）维护检修及吹污清扫用气；
5）水轮机主轴检修密封及进水阀空气围带用气；
6）机组轴承气封、发电机封闭母线正压用气；
7）水轮机尾水管强迫补气用气；
8）灯泡贯流式机组发电机舱密闭增压散热用气；
9）水泵水轮机压水调相和水泵工况压水启动用气；
10）配电装置、发电机空气断路器用气；
11）在寒冷地区闸门、拦污栅等处防冻吹冰用气。
（2）使用压缩空气的设备用气压力
1）供液压操作的油压装置压力油槽用气：
额定工作压力一般为2.5MPa,大型机组选用4Mpa或6Mpa。
目前国内调速器最高油压已达16Mpa；
2）机组停机过程中的制动用气：
额定压力0.7MPa；
3）水轮发电机组调相运行时转轮室压水用气：
额定压力0.7MPa；
4）机组、设备在安装、检修中的风动工具及设备吹扫清污用气：
额定压力
0.7MPa；
5）水轮机主轴检修围带密封充气、发电机封闭母线微正压用气：
额定压力
0.7MPa；
6）蝴蝶阀止水围带充气：
工作压力应比阀门承受的水压力高（0.2〜0.4）MPa；
7）灯泡贯流式机组发电机舱密闭增压散热用气：
一般为0.7MPa；
8）前池或压力管道进口拦污栅处防冻吹冰用气：
额定压力0.7MPa；
9）大中型机组水轮机强迫补气：
一般为0.7MPa；
10）气动配电装置中的空气断路器及气动隔离开关操作和灭弧用气：
工作压力一般为2〜2.5MPa。
但为了设备空气干燥的需求,压缩空气的额定压力应为工作压力的3〜4倍,甚至更高。
根据电站用气设备实际所需用气压力不同,工作性质及要求不同,将水电站的压缩空气系统进行分类：
①厂内高压气系统，》2.5MPa,主要供厂内油压装
置压力油槽充气用；②厂内低压气系统，0.7MPa；③厂外高压气系统，2〜4MPa；④厂外低压气系统，0.7MPa。
当然，也有将水电站组成的压缩空气系统以压力不同分为高、中、低压气系统的。
2、压缩空气系统的任务和组成
水电站压缩空气系统的任务，就是及时、可靠地供给用气设备所需的气量，同时满足用气设备对气压、清洁和干燥的要求。
压缩空气系统由四个部分组成：
（1）空气压缩装置。
包括空气压缩机、电动机、储气罐和气水分离器。
（2）供气管网。
由干管、支管和管件组成。
管网将气源和用气设备联系起来，输送和分配压缩空气。
（3）测量和控制元件。
包括各种类型的自动化元件，如压力继电器、温度信号器、电磁空气阀等。
其主要作用是监测、控制，保证压缩空气系统的正常运行。
（4）用气设备。
如油压装置的压力油罐、制动闸、风动工具等。
3、典型水电站气系统
高、低压综合的水电站压缩空气系统，如图8-2所示。
该水电站装机容量为
4Xl0000kW、油压装置额定工作压力2.5MPa、高压压缩空气系统的额定工作压力2.8MPa。
低压气系统的供气对象主要是机组制动，而吹扫用气和其他设备用气另设置储气罐，且作为制动供气的备用，两者连接的管路上设有单向阀，以保证其他设备不占用制动供气。
低压压缩空气系统的额定压力为0.7MPa。
在高压气系统建立压力时，先由低压压缩空气系统通过©25mm干管向高压压缩空气系统作预充气到0.7MPa。
这样，可以减少高压压缩空气系统建立气压的时间，也可提高压缩空气系统效率。
二、气系统投运前的检查项目
（1）根据设计图纸，对高、低压气机一次供电回路的开关、熔断器和电动机进行外部检查。
（2）电动机各项电气试验，包括定子绕组直流电阻值、对地绝缘电阻值等项目试验应全部合格。
（3）电动机外壳接地良好，电源正常。
（4）电动机自动控制回路的检查，压力继电器整定值及接点检查。
（5）空气压缩机本体检查，包括卸荷阀动作检查合格，空气过滤器检查合
（6）空气压缩机输出气管及阀门按编号进行检查，各阀门处于正确的关或开位置。
（7）确认压力储气罐压力试验合格。
（8）如果是水冷式空气压缩机，启动时，冷却水压应正常。
（9）低压气机启动时应自动打开卸荷排气阀，实现空载启动，经一定时间才自动关闭并带负荷正常运转。
三、气系统投入运行与停止运行
1、低压气机的投入运行与停止运行
（1）首先将空压机电动机启动回路的切换开关放“手动”位置，进行手动启动，观察电动机和空压机运转情况，检查卸荷阀动作正常，空载启动运转正常。
（2）检查电动机和空压机及全部管路和阀门有无漏气、泄气现象。
（3）“手动”位置运行正常后，将切换开关切向“自动”位，一台机放“主用”，另一台机放“备用”。
（4）进行空压机“自动”停机试验，压力在0.7MPa时应自动停机。
（5）进行备用机“自动”启动试验，压力下降到0.5MPa时，备用机自动
启用，两台空压机同时运转。
（6）进行“主用”机启动试验，压力下降到0.6MPa时，“主用”机自动启动。
（7）一般1~2个月将两台空压机“主用”和“备用”状态定期互换，以使两台机的工作时间相近。
2、高压气机的投入运行与停止运行
高压气机一般用手动操作，操作时注意声音、气压是否正常，管路及阀门工作情况。
四、气系统巡视检查与事故处理
1、气系统运行中的巡视检查
1）定期对高压气机进行手动开机运转检查。
2）低压气机较长时间未自动启动运转时，应切换至手动状态进行运转检
查。
（3）自动启动过程中，监视启动间隔时间是否异常。
（4）检查各压力表指示情况，压力继电器接点动作情况。
（5）检查管路各阀门位置正确，有无漏气现象。
（6）定期对储气罐及气水分离器进行排污，发现含水量和含油量过大时，应及时查明原因并进行处理。
（7）检查润滑油是否正常。
（8）检查气体压力正常。
（9）检查冷却水压力正常。
（10）检查油槽油位正常，油质合格。
（11）检查转动声音正常，有无振动。
（12）检查空气过滤器正常。
（13）定期将低压气机的“主用”和“备用”轮换切换。
（14）检查机组制动回路管路阀门位置是否正确，机组自动制动电磁空气阀3YAM、4YAM位置是否正确。
（15）调相机运行时，检查巡视低压气和转轮室压水情况，并监视低压气机启动运转情况有无异常，压力是否正常。
（16）压力油槽油气比失调，需要补高压气时，必须报告主管，并写好操作票，由一人进行操作，一人进行监护。
（17）检查空压机进出口管路温度是否过高，过高时，报告主管，分析处理。
2、气系统常见故障及处理
（1）当空压机在运转中出现异常响声或振动声时，其原因及处理方法如下：
1）低压机检修后阀室中活塞顶点与缸盖调整间隙太小，吸气阀安装位置不对或元件松弛，阀片或弹簧损坏。
此时应立即停止空压机运行，按要求做好检修安全措施。
2）气缸内检修后遗留金属碎片，连杆衬套和活塞环过度磨损，此时应通知检修人员分解检查更换处理。
3）曲轴箱内连杆瓦和滚子轴承过紧或曲轴挡油圈松脱，飞轮未装紧或键配合过松，应通知检修人员分解检查更换处理。
4）空压机和电动机基础螺丝松动，调整紧固基础螺丝。
（2）空压机在运转中温度异常升高时，其原因及处理方法如下：
1）润滑油严重变质，特别是润滑油油量严重不足，应更换或补充新的润滑油。
2）活塞、轴承严重磨损或轴瓦烧毁，使润滑油油温升高，此时应立即停机，做好措施通知检修分解处理。
3）吸排气网被堵或吸气阀未全开，吸气阀关闭不严、漏气，使效率降低或用气量过大，运转时间过长，此时应清扫吸气网或全开吸气阀，分解调整更换吸排气阀，调整临时用气，关紧系统排气阀，消除漏气点。
4）冷却水中断或冷却水量不足，水路内部积垢堵塞，此时，应检查水阀和自动给水阀位置正确，分解清扫冷却系统使水路畅通。
（3）空压机运行效率降低，送气时间过长时，其原因及处理方法如下：
1）吸气网堵塞或吸气阀未全开，此时，应检查清扫吸气网，全开吸气阀。
2）吸排气阀阀片弹簧损坏或卡住漏气时，此时，应通知检修部门检查处理。
3）活塞环、刮油环及气缸磨损漏气，活塞顶点与缸盖间隙过大，此时，应通知检修检查处理。
4）系统漏气量过大或用气量增大，此时，应检查阀门和管路法兰消除漏气点，调整临时用气量。
（4）低压空气压缩机无法自动停机时，其原因及处理方法如下：
1）自启动电接点压力表接点粘结，此时，应断开电源开关，通知检修部门检查处理。
2）自启动中间或时间继电器粘结或断线，此时，应断开电源开关，通知检修部门检查处理。
3）低压机磁力启动器三相触头烧结粘住，此时，应断开电源开关，通知检修部门检查处理。
注意：
自动运行状态的低压机，无论出现什么故障，都应首先断开其电源再将备用低压机投至自动位置（除自动元件有缺陷外），再逐条逐项检查处理故障。
第三节供水系统
一、供水系统的作用及基本组成
水电站的供水包括：
技术供水、消防供水和生活供水。
技术供水系统是水电厂辅助设备中最基本的系统之一。
1、技术供水的作用及供水对象
技术供水又称生产供水，其主要作用是对运行设备进行冷却、润滑和密封。
技术供水的主要对象是：
发电机空气冷却器、发电机推力轴承及导轴承油冷却器、水轮机导轴承、机组主轴密封、水冷式变压器、水冷式空气压缩机、深井泵的润滑、射流泵的工作以及高水头电站主阀的操作等。
水电站各用水设备对供水的水量、水压、水质、水温均有一定的要求，其总的原则是：
水量足够、水压合适、水质良好、水温适宜。
根据我国已运行的大中型水电站机电设备用水情况分析，水量分配比例大致为：
发电机空气冷却器为70％，推力与导轴承的油冷却器为10％，水轮机导轴承（水润滑）为5％，水冷式变压器为6％，其余用水设备1％。
机组各轴承冷却器进口水压受强度限制，一般不超过0.2MPa。
2、技术供水的水源及供水方式
技术供水的水源有上游水库、下游尾水和地下水源，其中上游水库有压力钢管或蜗壳取水、坝前取水两种方式。
供水方式有自流供水、水泵供水、混合供水、射流泵供水及其他供水方式。
自流供水适用于平均水头在20~120m、水温和水质符合要求的水电厂，但水头高于40m而采用自流供水方式时要减压供水。
由于自流供水所需要的自动化设备较少，供水可靠，运行维护简单，所以现在自流供水有提高适应水头范围的趋势。
水泵供水适用于水头高于120m或低于12m的水电厂，当水头较高时，宜采用自流供水，当水头不足时，宜采用水泵供水。
射流泵供水适用于水头120~160m的
水电厂。
其他供水方式有利用电厂附近溪流自流供水、水轮机顶盖取水供水等。
3、典型水电站技术供水系统
某水电站1号机组技术供水系统如图8-3所示。
机组为悬吊式机组，推力轴承、上导轴承装设在不同的油盆内发电机无下导轴承，水导采用油冷却的巴氏合金瓦。
供水方式采用蜗壳取水并经滤水器后自流供水的方式，同时全厂设了一套水泵提水并经稳压水池供水的备用技术供水系统，在自流供水水压不足的情况下可采用备用系统保证机组的技术供水。
电动阀门YM3~YM6是倒换冷却水向的，正常时一组关闭，一组打开，如YM3、YM5全开，YM4、YM6关闭，或者与此顺序相反。
1203阀是滤水器的排污阀，也兼顾调节水轮发电机组总冷却水压的功能。
1205是公用冷却水母管与1号机冷却水总管的联络阀，正常时在关闭位置，当1204阀前的滤水器堵塞，减压阀损坏时，开启1205阀，关闭1204阀及其前面的阀门，仍不影响主机的运行。
结合图8-3，1号机组技术供水的正向流程为：
二、技术供水系统投运前的检查项目
技术供水系统新安装或检修完毕投运前，必须进行通水耐压试验，其目的是检查新安装或检修后的水系统管路各部分的连接、密封是否完好，以及水系统的耐压强度是
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