【正文】 閥才能進行關閉。當機組在運行中發(fā)生事故，進水閥在接到事故關機信號后，只需鎖錠退出就可在水輪機導葉沒有完全關閉的情況下進行動水關閉。十. 水輪機調(diào)節(jié)基本知識1. 水輪機調(diào)節(jié)的任務為了保證用戶用電的質(zhì)量，當今的電力系統(tǒng)對電能的頻率和電壓都要求保持在額定值附近的某個范圍。按規(guī)定，系統(tǒng)頻率應保持在50Hz，其偏差不得超過177。，對于大容量系統(tǒng)，頻率的偏差不得超過177。但由于電力系統(tǒng)的負荷是不斷變化的，存在周期為幾秒至幾十分鐘的負荷波動，這種不可預見的負荷波動幅值可達電力系統(tǒng)總容量的2%~3%。此外，一天之內(nèi)系統(tǒng)負荷有早、晚兩個高峰和中午、深夜兩個低谷，這種負荷變化基本上是可以預見的。電力系統(tǒng)負荷的不斷變化將導致系統(tǒng)頻率的波動。因此，必須根據(jù)負荷的變動不斷地調(diào)節(jié)水輪發(fā)電機組的有功功率輸出，并維持機組的轉(zhuǎn)速（頻率）在規(guī)定的范圍內(nèi)，這就是水輪機調(diào)節(jié)的基本任務。隨著系統(tǒng)負荷的改變，可相應地改變導水機構的開度以使水輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速維持在某一預定值，或按某一預定的規(guī)律變化。這一過程就是水輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，簡稱水輪機調(diào)節(jié)。水輪機調(diào)節(jié)的任務是通過調(diào)速器來完成的。調(diào)速器可分為手動調(diào)節(jié)和自動調(diào)節(jié)兩種，現(xiàn)在絕大多數(shù)電站裝設的均為自動調(diào)節(jié)器。自動調(diào)節(jié)的原理方塊圖如下：通常把測量、加法、放大、執(zhí)行和反饋等的元件稱為自動調(diào)節(jié)器，機組被稱為調(diào)節(jié)對象或被控對象。導水機構通常放在機組之內(nèi)，被調(diào)節(jié)對象加上自動調(diào)節(jié)器稱為水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)。2. 調(diào)速器的作用及基本要求1) 自動或手動調(diào)整機組的轉(zhuǎn)速；2) 自動或手動啟動、停機或事故停機；3) 當機組并列運行時，自動分配各機組之間的變動負荷。水輪機自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)已被調(diào)節(jié)參數(shù)（調(diào)頻）的偏差作為調(diào)節(jié)導葉開度的依據(jù)。所以在負荷變動時，總是先產(chǎn)生一定的轉(zhuǎn)速偏差，然后在調(diào)節(jié)器的作用下，逐步消除這一偏差。這一過程稱為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的過渡過程（調(diào)節(jié)過程）。與之對應的是，調(diào)節(jié)系統(tǒng)各參數(shù)（轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)信號、導葉開度等）不隨時間而變化的工作狀態(tài)稱為平衡狀態(tài)（穩(wěn)定狀態(tài)）。水輪機調(diào)速系統(tǒng)對調(diào)速器的要求首先是必須保證閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性；其次是水輪機調(diào)速系統(tǒng)必須保證在各種不同工況下均可靠運行?？傮w來說，就是具有較小的轉(zhuǎn)速死區(qū)、高品質(zhì)的調(diào)節(jié)指標、良好的速動性，以及滿足調(diào)保計算的要求。3. 調(diào)速器的分類調(diào)速器的分類大致有以下幾種：現(xiàn)在大中型水電站廣泛應用的為PID型微機調(diào)速器。4. 水輪機調(diào)速器的基本構成無論是哪種類型的調(diào)速器，其基本構成原理都是一致的，只是實現(xiàn)手段、功能強弱不同而已，到目前為止，所有的調(diào)速器的基本構成均如圖102所示。1) 測量元件。在調(diào)速器中主要是測量機組轉(zhuǎn)速。微調(diào)中以硬、軟件結合進行數(shù)字測頻。2) 綜合元件。將測頻元件、反饋元件送來的信號加以綜合，并將綜合后的信號作為調(diào)節(jié)信號送給放大元件。微調(diào)中是由軟件來控制。3) 放大元件。將綜合元件送來的調(diào)節(jié)信號加以放大，以操作執(zhí)行元件。微調(diào)中由電路與液壓部分聯(lián)合完成。4) 執(zhí)行元件。根據(jù)放大后的調(diào)節(jié)信號，操作導水機構，改變導葉開度。執(zhí)行元件一般均指水輪機接力器。5) 反饋元件。用于保證調(diào)節(jié)的適度性和穩(wěn)定性。微調(diào)中均采用位移傳感器完成信號反饋。十一. 廠用電系統(tǒng)概述1. 水電站廠用電系統(tǒng)的組成水電站機電輔助設備用電及照明用電稱為水電站的廠用電。廠用電絕大部分使用交流電，少量使用直流電。水電站廠用電系統(tǒng)是全部廠用電力網(wǎng)絡、廠用配電裝置和廠用電的交、直流電源等所構成的總體。水電站廠用電負荷由以下幾部分組成：1) 一類負荷：重要的機械及監(jiān)控、保護、自動裝置等二次設備用電，比如機組潤滑系統(tǒng)、調(diào)速器壓油裝置、主變壓器冷卻系統(tǒng)、技術供水泵等。當它們停止工作后，會引起主機減少出力或停止發(fā)電，甚至可能使得主機或輔助設備損壞。因此此類負荷，允許電源中斷的時間非常短，僅為電源操作切換時間，一般不能超過10min。2) 二類負荷：次重要機械，如水輪機頂蓋排水泵、漏油泵、整流設備、吊車、照明等。當它們停止工作后，一般不會影響水電站機組的出力，可由運行人員采取措施使它們恢復工作。對于二類負荷，運行短時停電數(shù)十分鐘，但必須設法恢復。3) 三類負荷：不重要的機械，如機修廠、試驗室的用電設備等。允許較長時間停電，當它們停止工作后，可以較長時間進行修理以恢復工作，不會影響水電站的運行。水電站廠用電的作用就是能夠保證各類負荷的正常供電，在事故時能保證一類負荷的供電，以滿足水電站安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行的需要。2. 水電站對廠用電接線的基本要求1) 安全可靠、運行靈活。2) 投資少、運行費用低，接線簡單、清晰。3) 分段設置，互為備用。4) 與電氣主接線的關系。5) 整體規(guī)劃，便于擴建。大中型水電站中廠用電接線方式大多采用兩級電壓（6kV和380V）的單母線分段接線。3. 廠用電電源種類1) 由主發(fā)電機通過廠用變壓器或電抗器給廠用電系統(tǒng)供電?？煽啃愿撸词谷珡S機組停機也可從系統(tǒng)中取得電源，并且容易保證第一類廠用電動機的自啟動。目前發(fā)電機廠用電幾乎全由主發(fā)電機供給。2) 裝設獨立的廠用電電源，例如裝設小型水輪發(fā)電機組，單獨供給廠用電。這種方式多應用于某些孤立運行的水電站中，或者作為水電站廠用電的應急電源，以應對當電力系統(tǒng)發(fā)生非常嚴重事故時，廠用電系統(tǒng)不能及時供電的情況發(fā)生。3) 裝設柴油發(fā)電機作為緊急備用電源。4) 從系統(tǒng)中引入電源作為水電站的廠用電或者事故備用電源，即外來電源。4. 廠用配電裝置（一） 廠用高壓開關電器廠用電系統(tǒng)中，用于3~10kV電壓等級的開關稱為廠用高壓開關?，F(xiàn)在大部分電站廠用電系統(tǒng)都采用移開式小車開關構成的高壓成套開關柜。成套開關柜是一種按照一定的接線圖，將一、二次電氣設備組合在一起的柜式成套配電裝置。其結構緊湊、維修方便，能減少現(xiàn)場安裝工作量，提高工作效率。成套開關柜按電壓可分為高壓開關柜和低壓配電屏兩大類。高壓開關柜又有戶外用和戶內(nèi)用兩種。低壓配電屏都是戶內(nèi)裝置。（二） 廠用低壓開關電器低壓開關電器，用來切斷或接通電路的電氣。常用的低壓開關電氣有閘刀開關、自動空氣開關、接觸器和磁力啟動器等。5. 廠用直流系統(tǒng)（一） 概述水電站廠用直流電源主要作為操作、保護、信號、逆變、事故照明和機組的初始勵磁等的電源。水電站中供給二次回路的電源稱為操作電源。操作電源可以是直流也可以是交流。但由于直流蓄電池組提供的電源電壓平穩(wěn)，保護動作可靠，特別是在廠用電消失后，蓄電池組仍能短時正常供電，所以絕大多數(shù)水電站都設有直流供電系統(tǒng)。蓄電池組直流電源是由若干蓄電池串聯(lián)而成的。蓄電池的串聯(lián)個數(shù)決定于直流系統(tǒng)電源的工作電壓。水電站直流系統(tǒng)一般的電壓等級有220V、48V和110V三種。（二） 蓄電池的工作方式現(xiàn)代水電站的蓄電池一般按浮充電方式運行，即是使蓄電池與浮充電設備（充電器）并列運行，充電器除了供給經(jīng)常負荷外，還不斷以較小的電流給蓄電池充電，以補充蓄電池的自放電。除了正常處于浮充電運行方式外，充電裝置還可由主充、均充兩種運行狀態(tài)。所謂主充，就是在蓄電池端電壓低于某一定值時（一般是指初次充電或者由于充電器停電使得蓄電池放電較多后），充電器以較大的恒定電流向電池充電，當蓄電池組的電壓升高至一定值時，充電器轉(zhuǎn)入均充電過程，然后待電壓穩(wěn)定后再轉(zhuǎn)入浮充電過程。十二. 水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)概述1. 水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的基本工作原理水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)原理框圖如圖121所示：計算機系統(tǒng)通過輸入/輸出（I/O）過程通道，從水電廠生產(chǎn)過程中取得電氣量（例如電壓、電流、功率）、非電氣量（例如水位、溫度、位移、壓力）和狀態(tài)量（例如斷路器狀態(tài)、繼電保護觸電狀態(tài)）等的實時數(shù)據(jù)，經(jīng)運算分析做出調(diào)節(jié)和控制決策，并通過I/O過程通道作用于水電站的調(diào)節(jié)和控制裝置，實現(xiàn)對水電站主要設備的自動調(diào)節(jié)和控制。通過通信設備，計算機系統(tǒng)可將水電站的實時運行參數(shù)和主設備的運行狀態(tài)傳送到電網(wǎng)調(diào)度中心，同時也可接收電網(wǎng)調(diào)度中心的調(diào)度命令，改變水電站的運行方式和設備運行參數(shù)。另一方面，通過人機聯(lián)系設備，如彩色屏幕顯示器和打印機等，以圖形顯示和打印記錄等形式，為運行人員提供和記錄水電站運行的實時情況。水電站運行人員也可通過人機聯(lián)系設備，例如操作鍵盤和彩色屏幕顯示器，以人機對話的方式，對水電站生產(chǎn)進行人工控制和調(diào)節(jié)等操作。2. 水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的基本要求1) 實時響應性；2) 可靠性；3) 適應性；4) 可維修性；5) 經(jīng)濟性；6) 分散的控制對象與綜合的控制功能；7) 靈活的人機聯(lián)系功能；8) 良好的抗干擾、防振等性能。3. 水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能對于不同類型的水電站，計算機監(jiān)控系統(tǒng)的功能有所不同，一般來說應有以下功能的部分或全部。1) 電站主設備運行參數(shù)與狀態(tài)監(jiān)測；2) 機組及其他設備的自動順序操作；3) 自動發(fā)電控制（AVG）；4) 自動電壓控制（AVC）；5) 畫面顯示；6) 制表打?。?) 歷史數(shù)據(jù)存儲；8) 人機聯(lián)系；9) 事件順序記錄；10) 事故追憶和相關量記錄；11) 運行指導；12) 數(shù)據(jù)通信；13) 系統(tǒng)自檢。4. 分布處理式計算機監(jiān)控系統(tǒng)簡介分布計算機系統(tǒng)具有以下三大基本特征：1) 具有多個分布的資源。所謂分布是指物理上的分布，不一定是地理上的分布。資源包括計算機硬件、外部設施、程序和數(shù)據(jù)庫等。2) 具有統(tǒng)一的高級操作系統(tǒng)。高級操作系統(tǒng)對整個分布計算機系統(tǒng)進行統(tǒng)一控制，指導各分布的資源完成共同的任務。3) 分布的資源獨立而又相互作用。各分布資源能獨立完成一定的功能，相互之間又能以一定的方式相互配合，協(xié)調(diào)工作。整個系統(tǒng)統(tǒng)一的高級操作系統(tǒng)管理下，以盡可能少使用系統(tǒng)集中資源的方式工作。對于分布式控制型式計算機監(jiān)控系統(tǒng)，按照監(jiān)控對象設現(xiàn)地控制單元，形成分布式結構。中央控制級與現(xiàn)地單元控制級之間的通信聯(lián)系，常用的有星形和總線兩種型式。在許多實現(xiàn)無人值班（少人值守）的大、中型水電站中，廣泛應用總線型的分層分布式結構。如圖122所示。5. 計算機監(jiān)控現(xiàn)地控制單元（LCU）一般一臺機組設置一臺LCU，布置在廠房；開關站設置一臺LCU，一般布置在繼電保護及輔助屏室內(nèi)；全廠公用輔助設備設置一臺LCU，一般布置在中央控制室臨近的繼電保護及輔助屏室內(nèi)，另外還有其它一些設備需要布置相應的LCU，或者將部分簡單的設備控制功能并入上述LCU控制單元中。以上所介紹的設備系統(tǒng)已基本涵蓋水電站的主要機電設備，另外在整個水電站設備系統(tǒng)中，還包含有尾水閘門、自動消防系統(tǒng)、繼電保護設備等設備，對于地下式廠房，還必須設置通風空調(diào)系統(tǒng)，這些設備系統(tǒng)的介紹在此不再闡述，有興趣的讀者請參閱相關的專業(yè)書籍。通過以上內(nèi)容的闡述，希望能讓讀者對整個水電站的機電設備系統(tǒng)組成有一個整體性的認識，這也是本堂課程的目的所在。謝謝大家！