《水电厂机电设备运行与管理》是高职高专机电类专业统编教材,是根据全国水利水电高职教研会制定的《水电厂机电设备运行与管理》课程教学大纲编写完成的。《水电厂机电设备运行与管理》共分10个单元,**介绍了水电厂机电设备运行与管理的规章制度、组织措施、技术措施,进水口闸门、主阀、水轮机与调速器的运行及事故处理,水轮发电机、励磁与保护装置的运行及事故处理,变压器与保护装置的运行及事故处理,配电装置中电气设备的运行及事故处理,电气主接线的操作及事故处理。此外。对厂用电系统与厂用电动机、油气水系统、直流电源与uPs电源系统、计算机监控系统的运行及事故处理等也做了简要的介绍。
《水电厂机电设备运行与管理》可作为高等职业技术学院水电站动力设备与管理专业的机电运行教材.也可作为水电行业职工的在职培训教材或中等职业技术学校的教材,以及水电厂机电运行人员和管理人员的学习参考书。

第二单元 进水口闸门、主阀、水轮机与调速器运行及事故处理
主要岗位工作任务
进水口闸门的操作;主阀的运行监视和检查,主阀的运行操作,主阀事故处理;水轮机水车室的巡视检查,水轮机的运行监视,水轮机事故处理,水轮机试运行的操作,水轮机试运行中的检查和监视;调速器的运行监视和巡视检查,调速器的操作,调速器事故处理。
进水口闸门、主阀(球阀或蝶阀)、水轮机及调速器是水电站中重要的机械设备,进水口闸门的作用是在检修水轮机或水轮机主阀时断流。主阀的作用是作为机组的后备保护,机组检修时截断水流而不影响其他机组的正常运行。水轮机的作用是把水能转换成旋转的机械能,为水轮发电机提供原动力。调速器的作用是开启、关闭水轮机活动导叶以及调节活动导叶的开度,达到控制流入水轮机的水流量的目的。
**节 进水口闸门的运行与操作
一、进水��闸门的作用和要求
水电站的进水口闸门,主要用途是在检修水轮机或水轮机主阀时断流,在非常事故情况下关闭水轮机的进水口,所以闸门的启闭设备及闸门的水封必须良好。为使闸门能正常运行,闸门应定期维护和定时检查,其内容有:
(1)要注意观察闸门有无歪扭,止水设备是否完好,漏水是否严重,启闭设备运转是否正常,有无异常声响和别劲;传动机构是否磨损,连接螺栓特别是地脚螺栓有无松动;制动设备是否灵活;润滑油是否充足;**防护设备是否完整。
(2)闸门的水下部分,应在闸门吊起和水位下降较低时抓紧进行观察,淹没较深的闸门,必要时可潜水检查。
(3)有钢丝绳装置的起吊闸门,应检查钢丝绳悬吊两端接头是否牢固,钢丝有无扭转、打结、锈蚀、断丝,防锈黄油有无变质、脱落;吊起时通过滑轮有无压边及偏角过大,以及松紧是否适度,两端钢丝绳是否一样松紧。如发现不正常现象应及时调整。
钢丝绳外表黏附灰尘、沙粒,不仅影响润滑脂的作用,而且还会加速钢丝绳的磨损,因此露天装置的启闭机,其钢丝绳的卷筒上应设罩壳,不绕筒的部分应设置防尘套保护。经常淹没在水下部分的钢丝绳(特别是水上、水下交替部分),往往易于锈蚀断裂,为了延长钢丝绳的使用寿命可调头使用。对于不合格的钢丝绳应予调换。
(4)金属结构闸门特别是钢板组合的闸门,应注意观察有无变形、气蚀和磨损,并注意其表面油漆有无脱落、生锈。如油漆脱落过甚,生锈严重,应除锈、油漆。
(5)铆接的金属闸门,应观察、检查铆钉有无松动,如有松动应进行处理。
(6)运行期间应对闸门及启闭设备等金属结构经常擦洗,定期加油保养,发现有不良现象,如漏水等,若在丰水期不能解决,在枯水期一定要设法处理。开机前应保证闸门和启闭设备处于良好状态。
(7)闸门和启闭设备一般2—3年油漆整修一次,以防表面腐蚀,油漆时一般用防锈漆。
(8)应加强对电动闸门电器部分的管理和维护,使之随时可以开启和关闭。
(9)闸门在开启和关闭时,应注意极限位置的闸门指示器,否则会引起事故。*常见开、关过渡的故障有丝杆顶压弯曲和启闭机台的破坏。
(10)为了防止冰冻,保证闸门的**,在冬季要经常开闸放水,使水面流动不易冻结,对冬季不运行的闸门,闸门内不能存水,以防结冰膨胀冻裂闸门。较大水库的闸门,以不要拉出水面过冬为好。
(11)进水闸、沉沙池前后容易发生泥沙淤积,应定期清淤。
二、进水口闸门的操作
(一)进水口闸门的开启
(1)进水隧洞内应无人工作。检修工作票应全部收回。
(2)开启前应对起吊电动机、卷扬机、钢丝绳、电源等做详细的检查,确认无误。
(3)压力钢管排水阀及钢管进人孔都应关闭。
(4)备用机组的主阀、旁通阀、水轮机的导叶均应全关。
(5)开启压力钢管旁通阀使压力管道充水,并开启压力管道的通气阀,将压力钢管内的空气排尽。等待压力钢管的水压力表指示与水头相符。
(6)待压力钢管充满水后,投入闸门电动机的操作电源,开启进水口闸门。
(二)进水口闸门的关闭
(1)各水轮机导叶应在全关位置。
(2)各机组的主阀(球阀、蝶阀)应在全关位置。
(3)投入进水口闸门电动机的操作电源,将进水口闸门关到全关位置。
(4)关闭闸门后,做一次全面的检查工作,然后做好防止误开的保险工作。
第二节 主阀的运行及事故处理
一、主阀的作用
安装在水轮机进水口与压力管道之间的阀门称为主阀,其作用如下:
(1)作为机组的后备保护。当机组甩负荷又遇调速器发生故障不能动作时,主阀可以在动水情况下关闭切断水流,防止机组飞逸转速时间超过允许值,避免事故的扩大。
(2)对于较高水头水电站,导叶漏水是不可避免的,特别是经过一段时间后,导叶间隙发生变化,使漏水量增加。导叶关闭时,一般的漏水量为*大流量的2%—3%,严重时可达5%以上。主阀的水封要比导叶好得多,所以当机组较长时间停机时,应关闭主阀,以减少水量损失。
(3)装有几台机组的电站,一般都由一根总引水管引水,同时供几台机组发电。每台机组前都安装一个主阀,这样当某台机组需检修时,只需关闭该机组的主阀即可,而不影响其他机组的正常发电。
(4)引水管很长的引水式电站,设置主阀后,当机组暂停运行时可只关闭主阀,而不必关上游的进水口闸门,使长的引水管道中处于充水等待工作状态,待再次开机时,就节省了压力管道充水的开机准备时间。
二、主阀的技术要求
对主阀的技术要求如下:
(1)结构简单,工作可靠,操作方便。
(2)尽可能减轻重量,减小外形尺寸。
(3)应有严密的止水性能,减少漏水。
(4)主阀及其操作机构应有足够的机械强度。
(5)在动水情况下能迅速关闭,使机组飞逸转速时间不超过允许值。一般情况下机组飞逸转速时间不允许超过2 min,*好在30~50 S内关闭。仅作检修用的主阀,其关闭时间可以长一些(这种主阀一般在静水中动作,不作事故时的快速关闭之用)。
(6)由电动机操作的主阀,在开、关到位时,应由行程开关进行限制,以免开过头或关过头而损坏主阀及零部件。
(7)主阀一般只在全开或全关位置,通常不作调节水轮机的进水流量之用,以免造成过大的水力损失,以及影响流量的稳定。
三、主阀的种类及优缺点
水电站常用的主阀有蝶阀和球阀。
(一)蝶阀
在水电站中,水头不超过150 m的情况下蝶阀使用*广泛。
1.蝶阀的分类
横轴式蝶阀的活门轴是水平的,接力器和操作设备装置在阀的一侧或两侧,结构较为简单。因水压力的合力**在阀轴**线以下,所以阀体离开中间位置时就有自动关闭的倾向。横轴接力器和操动机构占的空间较大,操作、维护和保养都不如竖轴式方便。
竖轴式蝶阀的活门轴位置是垂直的,其接力器和操作机构都装在阀体的上部,由于需要装置轴向推力轴承,因而在结构上较横轴式复杂。但从布置上看,竖轴式布置较为紧凑。由于操作设备装在阀体上部,因而操作、监护和检修都比较方便,水电站中经常使用。
2.蝶阀的主要结构
蝶阀的结构主要由圆桶形阀体、平板形或透镜形活门、止水装置、轴承、操作机构和旁通阀等组成。
3.蝶阀的优点
与其他阀门比较,蝶阀具有外形尺寸小、重量轻、构造简单、造价低廉、能动水关闭等优点。由于转动活门体积小,所需操作力矩不大,故适用于机组快速关闭的保护。
4.蝶阀的缺点
水封不如其他主阀严密,漏水量较大,机组运行中,活门会引起水头损失和空蚀现象。
(二)球阀
球阀一般适用于150m以上的高水头电站。随着水力资源的不断开发,水轮机的利用水头不断提高,作用在主阀上的压力也愈来愈大。当水轮机的工作水头超过150m时,主阀若采用蝶阀,其结构复杂,漏水及水头损失也更加严重。为满足更高水头的需要,必须改变主阀的结构,可采用球阀。
球阀在开启状态,其活门圆筒的过水断面与压力管道断面相等,因此水力损失很小。这对消除球阀过流时的振动、提高水轮机的效率都是有利的。
球阀在关闭状态时,其承受水压的工作面为球面,与平面结构相比,不仅能承受较大的水压力,而且漏水量也大大减少。此外,球阀在动水操作过程中,水阻力矩很小,只有摩擦力矩的5%左右,因而有利于紧急动水事故情况下关闭,且振动较小。这就是在较高水头情况下采用球阀的主要原因。
四、球阀的运行监视和检查
(1)当采用自动补气方式时,检查相关阀门应在全开位置或在全关位置,三通阀在通气位置。
(2)集油槽油位在上、下限之间,油位压力转换开关接线完好,油泵电动机完好,工作可靠。
(3)球阀油压装置复压,油泵操作箱切换开关两台油泵置“自动”位置,箱内接线及继电器完好,信号电源开关投入。
(4)压油槽油面在上、下红线之间,压力在2.3~2.5 MPa,压力变送器完好,无损坏,工作可靠。
(5)检查球阀液压操作柜内的电磁配压阀操作灵活,无卡阻、锈蚀现象,油压表及油压表控制阀开启,指示正确,接线完好。
(6)检查球阀各液压阀位置正确。
(7)漏油装置置于自动位置,工作可靠,操作箱内接线完好。
(8)油、水管路及接力器无漏油现象。
(9)球阀油压装置微机测控仪工作可靠,微机监控装置PLC和LCU及球阀操作柜球阀位置指示灯指示正确。球阀自动测控装置工作正常。
……

前言
绪论
**单元 水电厂机电设备运行管理任务与规章制度认知
**节 机电设备运行任务、生产组织与调度认知
第二节 机电设备运行管理制度认知
第三节 事故处理一般原则认知
复习思考题
第二单元 进水口闸门、主阀、水轮机与调速器运行及事故处理
**节 进水口闸门的运行与操作
第二节 主阀的运行及事故处理
第三节 水轮机的运行及事故处理
第四节 调速器的运行及事故处理
复习思考题
第三单元 水轮发电机、励磁与保护装置运行及事故处理
**节 发电机的运行方式
第二节 水轮发电机组的验收
第三节 水轮发电机组的正常运行
第四节 水轮发电机常见故障及处理
第五节 发电机励磁装置的运行及事故处理
第六节 发电机保护装置的运行及事故处理
复习思考题
第四单元 变压器与保护的运行及事故处理
**节 油浸式变压器结构
第二节 变压器的允许运行方式
第三节 变压器的验收及试验
第四节 变压器的正常运行操作、监视与维护
第五节 变压器保护运行与操作
第六节 变压器故障处理
复习思考题
第五单元 配电装置中电气设备的运行及事故处理
**节 断路器的运行及事故处理
第二节 隔离开关的运行及事故处理
第三节 电流互感器的运行及事故处理
第四节 电压互感器的运行及事故处理
第五节 防雷装置与接地装置的运行及事故处理
第六节 母线与绝缘子的运行及事故处理
复习思考题
第六单元 电气主接线的操作及事故处理
**节 电气主接线及其运行方式
第二节 电气一次系统的倒闸操作
第三节 电气主接线的事故处理
复习思考题
第七单元 厂用电系统与厂用电动机的运行及事故处理
**节 厂用电系统及其运行方式
第二节 厂用电系统的操作及事故处理
第三节 异步电动机的运行方式
第四节 异步电动机的操作及运行维护
第五节 异步电动机异常运行及事故处理
复习思考题
第八单元 油气水系统的运行及故障处理
**节 油系统运行及事故处理
第二节 压缩空气系统运行及事故处理
第三节 技术供水系统运行及事故处理
第四节 排水系统运行及事故处理
复习思考题
第九单元 直流系统与uPs电源的运行及事故处理
**节 直流系统的运行及事故处理
第二节 交流不停电电源(uPS)的运行及事故处理
复习思考题
第十单元 计算机监控系统的运行及事故处理
**节 计算机监控系统概况
第二节 计算机监控系统基本运行规定
第三节 计算机监控系统的运行方式
第四节 计算机监控装置的运行监视和检查
第五节 计算机监控系统的基本操作
第六节 计算机监控系统的故障和事故处理
复习思考题
附录1 **种工作票
附录2 第二种工作票
附录3 事故应急抢修单
附录4 水力机械工作票
附录5 变电站(发电厂)倒闸操作票
参考文献