153小型水力发电站自动化设计规定.doc
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1、中华人民共和国行业小型水力发电站自动化设计规定Specification on atomation design ofsmall hydropower stationSL229-2000主编单位:福建省水利水电勘测设计研究批准部门:中华人民共和国水利部施行日期:2000年7月1日中国水利水电出版社2001北京中华人民共和国水利部关于批准发布小型水力发电站自动化设计规定SL229一2000的通知水国科2000224号部直属各单位,各省、自治区、直辖市、计划单列市水利(水电)厅(局),新疆生产建设兵团水利局:根据部水利水电技术标准制定、修订计划,由水利部水利水电规划设计总院主持,以福建省水利水电勘
2、测设计研究院为主编单位修订的小型水力发电站自动化设计规定,经审查批准为水利行业标准,并予以发布。标准的名称和编号为:小型水力发电站自动化设计规定SL229一2000。本标准实施后取代小型水力发电站自动化设计规定SDJ337一89。本标准自2000年7月1日起实施。在实施过程中,请各单位注意总结经验,如有问题请函告主持部门,并由其负责解释。标准文本由中国水利水电出版社出版发行。二000年六月十四日前言根据水利部1997年对水利水电勘测设计技术标准修订工作的安排,由水利部水利水电规划设计总院委托福建省水利水电勘测设计研究院负责对SDJ337一89小型水力发电站自动化设计规定进行修订工作。SL229
3、一2000小型水力发电站自动化设计规定主要包括以下内容:总则;水电站控制方式;机组及辅助设备自动化;励磁系统;检测和信号;安全自动装置;控制屏(台)的选择。对SDJ337一89进行修改的主要部分,包括以下几个方面:增加励磁系统章节;增加水电站控制方式新规定;增加电制动、弹性金属塑料瓦,微机监测和计算机监控等新技术条文;对原章节的部分技术条文进行删改和补充对章、节、条的编号和编排格式进行修改。本规定解释单位:水利部水利水电规划设计总院本规定编写单位:福建省水利水电勘测设计研究院本规定主要起草人:杨仁泉 吴健 许秋生1总则101 SL229一2000小型水力发电站自动化设计规定是在调查和总结我国小
4、型水力发电站(以下简称水电站)自动化运行经验的基础上,根据近年来的科学进步,新技术、新产品的产生和发展需要修定的。102 SL229一2000适用于水电站总装机容量为50MW及以下,电压等级为110kV及以下的新建水电站。扩建、改建工程和单机容量在IMW以下的新建水电站可参照执行。103水电站自动化设计应满足水电站安全发电、保证电能质量和经济运行,同时要以减少运行人员和改善劳动条件为原则。104水电站自动化系统设计应可靠、技术先进。选用的自动化元件应是结构合理、灵敏度高、性能稳定、运行维护方便、能满足安全运行要求的产品。新技术和新产品须经鉴定后方可采用。105小型水力发电站自动化设计,除应符合
5、SL229一2000外,尚应符合国家现行的有关标准的规定。12水电站控制方式201水电站自动化设计可根据电站特点、运行方式和电力系统对水电站自动化要求等因素选用以下控制方式:1 分散值班控制方式;2 少人值班控制方式;3 无人值班(少人值守)控制方式。202分散值班控制方式应能完成如下功能:1 在开机条件具备的情况下,能由一个指令实现机组自动开机和正常停机,事故时能自动停机;2 机组主要运行参数(如电压、频率)可由自动调节器进行调整;3 运行工况采用仪表盘监视;4 自动控制可由机电式逻辑电路实现。203少人值班控制方式应能完成如下功能:1 中央集中控制室能以一个指令完成机组开机、并网或停机,发
6、电、调相工况顺序自动转换,事故时应能自动停机;2 运行工况集中监视,实现对全厂的重要运行参数自动巡回检测和登录;3 自动调整机组有功功率和无功功率;4 机组附属设备、全厂辅助设备应自动控制;5 自动控制可由可编程控制器或机电式逻辑电路实现,巡回检测宜选用微机监测装置。204无人值班(少人值守)控制方式应能实现如下的功能:1 符合203条的全部功能要求;2 根据电力系统要求,由调度所或集中控制点实现对水电站主要设备的控制和机组运行参数的调整,需要时实现电站的自动2经济运行;3、能适应远动化的要求;4、自动控制宜配置可靠的计算机监控系统来实现。33机组及辅助设备自动化31水轮发电机组自动化311水
7、轮发电机组的自动控制设计应考虑机组不同型式和结构、调速器型式、自动化元件配置、配套附属设备和运行方式等因素。312机组自动控制基本要求:1 以一个指令完成机组的开机或停机;2 根据系统要求,以一个指令完成发电转调相或进行相反操作;3 开机过程中,应能进行相反的操作;4 机组内部事故应动作事故停机或同时关闭进水阀(或决速闸1);外部事故可动作空载运行或事故停机;5 事故停机引出继电器自保持回路应由手动解除;6 水电站的发电机层应设紧急停机按钮或事故停机按钮。313无人值班(少人值守)的水电站影响机组设备安全的故障信号可经延时后动作停机。314油系统的下列装置应装设油位信号器:1 调速器和进水阀压
8、油装置的油罐;2 推力轴承和导轴承的油槽;3、重力油箱和漏抽箱。315发电机轴承润滑油系统自动控制应满足下列要求:1 采用内循环冷却的机组,冷却水应在开机的同时获得,冷却水中断时应立即投入备用水源;2 外循环冷却的机组,必须在开机前获得润滑油;润滑油中断时,应自动投人备用油源;3、弹性金属塑料瓦的轴承润滑油系统,当其油槽油位降低时4可发出信号。316采用水润滑的导轴承,应在给出开机指令的同时投入润滑水,当确认有水后,才允许起动机组;应保证润滑水的连续性,当润滑水中断时,应立即投入备用水源,润滑水管上应装设反映供水状态的示流信号装置。317水轮发电机组应在开机同时打开冷却水电磁液压阀或启动冷却水
9、泵组,机组冷却水管总管的排水侧应装设反映供水状态的示流信号装置。318下列水轮发电机组的部位应装设温度监视装置:1、推力轴承和导轴承的轴瓦和油;2、空气冷却器的进风和出风;3、发电机定子线圈及铁芯。319轴流式水轮机顶盖排水,当设有两台排水泵时宜采用自动轮换工作制。3110发电机组应装设机械制动装置,亦可同时装设电气制动装置。3111机组机械制动装置在停机过程中,当机组转速下降到35额定转速以下时应投入制动装置,机组停止转动后解除制动。贯流式机组停机后,若无停机锁锭装置,不宜解除制动。3112机组采用电气制动装置时,可在机组转速下降到60额定转速左右时投人电气制动,待机组转速继续下降到10额定
10、转速以下时投入机械制动装置,机组停转后解除制动。3113推力轴承采用弹性金属塑料瓦的机组,机械制动装置投人的转速允许低于20的额定转速。3114冲击式机组,当机组转速下降到70额定转速左右时,投入反喷嘴制动装置,机组停止转动后解除制动。3115在停机过程中当导水叶剪断销剪断时,制动后不应解除制动。3116具有高压油减载装置的机组,停机过程机组转速下降到90额定转速时,投入高压油减载装置,机械制动装置投入的转5速可降低到10额定转速。3117作调相运行的水轮发电机组,宜设调相压水装置。3118水轮发电机组应装设下列水力机械事故保护:1 事故停机同时关进水阀(或快速闸门):l)机组过速;2)事故停
11、机过程剪断销剪断。2事故停机: 2 事故停机:1)轴承温度过高;2)水轮机导轴承润滑水中断;3)重力油箱油位过低;4)油压装置油压过低。3119水轮发电机组应装设下列水力机械故障保护:1 轴承温度升高;2 空气冷却器温度升高;3 轴承油槽油位不正常;4 机组冷却水中断;5 油压装置油压降低;6 导水叶剪断销剪断; 7 集油槽油位不正常;8 漏油箱油位过高;9 重力油箱油位降低;10 水轮机顶盖水位过高;11 开、停机未完成;12 备用冷却水、润滑水投人;13 水力机械操作回路电源消失。3120水力机械事故应先动作关闭导水叶,在导水叶关至空载位置时跳开发电机断路器,并执行正常停机程序。3121水
12、轮发电机电气保护应按有关继电保护规程执行。3122无人值班(少人值守)的水电站必要时可增设轴振动和摆度保护。机组过速保护应采用取自不同信号源的两种转速信号6装置构成双重保护。32辅助设备自动化321进水阀(蝴蝶阀、球阀、闸阀)自动控制应能按一个控制指令完成开阀、关阀的自动控制。开启时应按先平压、后开启的控制程序进行。322进水阀的自动控制应作为机组开机、停机控制的一个程序,由正常开、停机控制指令联动完成。紧急事故关阀指令应能直接动作关阀。323水电站的快速闸门应在中控室或主机室设置紧急关闭闸门的控制按钮。324调速器的油压装置油压应保持在规定的工作压力范围内。压力油泵电动机应根据工作压力实现自
13、动控制。325辅助设备控制接线中的切换开关宜设有手动、自动、备用和断开四个位置;采用自动转换工作制时宜设手动、自动、断开三个位置。326贮气罐或供气管道压力应保持在规定的工作压力范围内,空压机应根据工作压力实现自动控制。空压机出气管温度过高时应动作停泵并发出信号。327空压机采用水冷却时,应先自动检查有水时才开机;停机时切除冷却水。空压机起动一般以空载起动,经延时关闭空载起动阀后,再向贮气罐内充气。328采用单元技术供水的发电机组,全厂设有一台公用的备用供水泵组。当总技术供水管水压下降时自动起动备用供水泵并自保持,同时发出信号。329采用集中技术供水的发电机组,工作水泵宜与各台机组的开机联动。
14、备用技术供水泵的起动同328条。3210渗漏排水泵组的控制回路宜按32.5条装设切换开关。并宜按自动轮换工作制的方式工作。3211全厂集水井应装设水位信号器,水位升高时,启动工作7排水泵。当水位过高时应自动起动备用排水泵组并发出信号。3212水电站辅助设备互为备用的电动机宜采用自动轮换工作制。3213当辅助设备采用可编程控制器控制时,可编程控制器可采用分散设置。无人值班(少人值守)的水电站可编程控制器宜集中设置。84励磁系统401水轮发电机宜采用自并激静止整流励磁系统。402励磁系统应满足发电、调相、同步、电制动、成组调节等各种工况的要求。403静止整流励磁系统应满足以下基本要求:1 调节器应
15、设有相互独立的手动和自动调节通道;2 整流装置提供的励磁容量应有一定的裕度;3 励磁系统应装设过电压和过电流保护及转子回路过电压保护装置。404水轮发电机自动励磁调节器应满足:l 当电力系统发生故障,机端正序电压下降到80额定电压时,励磁顶值电压倍数不应低于16。2 应能限制由于水轮发电机转速升高而引起的过电压。当需大量降低励磁电流时,应能快速减磁或快速灭磁。405水电站宜采用残压起励为主、直流起励为辅的起励方式。它励起励不成功时,应自动启动保护切除起励回路并发出信号;起励成功,机端电压上升至20额定电压时,投入自动电压调节单元,同时切除起励回路,调节机端电压至额定值406励磁系统应具备手动零
16、起升压功能。407励磁系统应装设自动灭磁装置及灭磁开关二对采用三相全控桥的励磁系统宜采用逆变灭磁作为正常跳闸时的灭磁方式,自动灭磁开关作为事故时的灭磁方式。408励磁系统宜装设下列信号:1 稳压电源消失或故障信号;2 起励不成功信号;3 强行励磁信号;4 励磁绕组回路过电压信号;95 功率整流桥熔丝熔断信号;6 触发脉冲消失信号;7 自动(手动)切换装置动作信号;8 欠励磁限制器动作信号;9 励磁过电流限制器动作信号;10 功率柜风机电源故障信号;11 过励限制器动作信号;12 电压互感器断线保护动作信号;13 励磁控制回路电源消失信号。409采用计算机监控水电站的励磁系统应留有计算机控制的接
17、口。1O5检测和信号51检测5 .l检测仪表准确度等级要求:1、发电机、发电机一变压器组、主变压器、馈电线路等重要电力设备和回路的交流仪表,综合准确度不应低于15级;2、直流回路的仪表,综合准确度不应低于15级;3、接于变送器的二次侧仪表,准确度不应低于10级;4、记录仪表的准确度应符合其测量对象和仪表类型所要求的准确度规定;5、对于一般的频率测量,宜采用测量范围为4555Hz的指针式频率表,测量基本误差的绝对值不应大于025Hz;监视电力系统频率的频率表应采用测量范围为4555Hz的数字频率表,测量基本误差的绝对值不应大于002Hz;6、电能计量表计,除厂用电外,主要电力设备和线路的有功电度
18、表不低于1级,月平均用电量100万kwh及以上的输配电线路可用05级,无功电度表不低于2级。512仪表附件和配件的准确度等级应符合表512要求。513仪表和互感器测量范围,宜选择在发电机、主变压器、送电线路等电力设备额定值运行时仪表指示在标度尺的23左右;11对子有可能过负荷运行的设备和回路,测量仪表宜留有适当的过负荷指示裕度。514水电站采用微机监测或计算机监控系统时,常测仪表宜直接由电流互感器、电压互感器二次测接入,也可与微机测量共用变送器。515水电站非电气量检测内容:1 水库水位或前池水位;2 下游尾水位;3 消防水池水位;4 拦污栅压力差;5 有局部开启要求的闸门位置;6 电站水头;
19、7 机组流量:8 机组轴承温度;9 机组转速;10 油压装置压力、油罐压力;11 压缩空气贮气罐压力;12 发电机定子线圈及铁芯温度;13 空气冷却器的冷、热风温度;14 变压器油温度;15 机组的振动和摆度。516水电站自动巡回检测装置应检测如下内容:1 检测机组规定部位温度和变压器油温;2 检测全厂重要的电气量和非电气量。517无人值班(少人值守)的水电站,巡回检测功能宜由电站计算机监控装置来完成。518微机巡检装置应具备越限报警、定时或召唤制表打印等功能。519有远动要求的全厂微机巡检装置应具备远动的通信接口。5110水电站可采用工业电视系统对全厂重要部位进行监视。1252信号521水电
20、站信号系统包括位置状态信号和事故及故障信号。522位置及状态信号宜按下列内容装设:1 发电机运行状态;2 进水阀门(蝶阀、球阀、闸阀)位置;3 断路器、有倒闸操作的隔离开关、厂用电系统重要的空气断路器位置。523对于采用微机监测或计算机监控的水电站,522条的位置信号宜包括检修用的隔离开关。524事故及故障信号采用的中央音响信号系统应满足下列要求:1 具有完好性试验;2 应能重复动作,并能手动、自动复归;3 事故或故障时应发出不同的音响信号,同时发出光字信号,事故瞬时动作,故障延时动作;4 试验时应自动解除遥信发送回路和事故停钟回路;5 能手动或经35,延时后自动解除音响;6 由计算机监控系统
21、来实现时应具有自诊断功能。525水电站中央控制室的事故、故障信号光字牌配置宜采用一对一方式,装设微机监测的水电站应简化常规光字牌配置。526水电站宜在主机室设置一对一的水力机械事故和故障光字信号,中控室设置该单元的水力机械事故、故障光字总信号。527水电站宜在中央控制室装设事故及故障的音响信号器具;发电机层设机组事故及故障的音响信号器具。528机组台数在三台及以上时,在发电机层应设置显示事故机组的对象信号灯。529中央控制室应设事故钟,出现事故时应自动停钟,并设有手动解除停钟的按钮。对于采用计算机监控系统的电站可不设事故钟。135210无人值班(少人值守)的水电站,中控室可不设常规的信号系统。
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