SL 229-2000 小型水力发电站自动化.设计规定.pdf

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1、中华人民共和国行业标准小型水力发电站自动化设计规定发布实施中华人民共和国水利部发布中华人民共和国行业标准小型水力发电站自动化设计规定主编单位 福建省水利水电勘测设计研究院批准部门 中华人民共和国水利部施行日期 年 月 日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 的通知水国科 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

2、发电站自动化设计规定 本标准实施后取代 小型水力发电站自动化设计规定本标准自 年 月 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 年六月十四日前言根据水利部 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 小型水力发电站自动化设计规定 进行修编工作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 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

3、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目次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 的选择本标准的用词和用语说明总则小型水力发电站自动化设计规定 是在调查和总结我国小型水力发电站 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适用于水电站总装机容量为 及以下电压等级为 及以下的新建水电站 扩建

4、改建工程和单机容量在 以下的新建水电站可参照执行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小型水力发电站自动化设计 除应符合 外尚应符合国家现行的有关标准的规定水电站控制方式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分散值班控制方式少人值班控制方式无人值班 少人值守 控制方式分散值班控制方式应能完成如下功能在开机条件具备的情况下

5、能由一个指令实现机组自动开机和正常停机 事故时能自动停机机组主要运行参数 如电压 频率 可由自动调节器进行调整运行工况采用仪表盘监视自动控制可由机电式逻辑电路实现少人值班控制方式应能完成如下功能中央集中控制 室能以一个指令完成机组开机 并网或停机 发电 调相工况顺序自动转换 事故时应能自动停机运行工况集中监视 实现对全厂的重要运行参数自动巡回检测和登录自动调整机组有功功率和无功功率机组附属设备 全厂辅助设备应自动控制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无人值班 少人值守 控制方式应能实现如下的功能符合 条的全部功能要求根据电力系统要求 由调度所或集中控制点实

6、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经济运行能适应远动化的要求自动控制宜配置可靠的计算机监控系统来实现机组及辅助设备自动化水轮发电机组自动化水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机组自动控制基本要求以一个指令完成机组的开机或停机根据系统要求 以一个指令完成发电转调相或进行相反操作开机过程中 应能进行相反的操作机组内部事故应动作事故停机或同时关闭进水阀 或快速闸门 外部事故可动作空载运行或事故停机事故停机引出继电器自保持回路应由手动解除水电站的发电机层应设紧急停机按钮或事故停机按钮无人值班 少人

7、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油系统的下列装置应装设油位信号器调速器和进水阀压油装置的油罐推力轴承和导轴承的油槽重力油箱和漏油箱发电机轴承润滑油系统自动控制应满足下列要求采用内循环冷 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 应自动投入备用油源弹性金属塑料瓦的轴承润滑油系统 当其油槽油位降低时可发出信号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水轮

8、发电机组应在开机同时打开冷却水电磁液压伐或启动冷却水泵组 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下列水轮发电机组的部位应装设温度监视装置推力轴承和导轴承的轴瓦和油空气冷却器的进风和出风发电机定子线圈及铁芯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机组机械制动装置在停机过程中 当机组转速下降到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 不宜解除制动机组采用电气制动装置时 可在机组转速下降到 额定转速左右时投入电气制动 待机组转速继续下降到 额定转速以下时投入机械制动

9、装置 机组停转后解除制动推力轴承采用弹性金属塑料瓦的机组 机械制动装置投入的转速允许低于 的额定转速冲击式机组 当机组转速下降到 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具有高压油减载装置的机组 停机过程机组转速下降到额定转速时 投入高压油减载装置 机械制动装置投入的转速可降低到 额定转速作调相运行的水轮发电机组 宜设调相压水装置水轮发电机组应装设下列水力机械事故保护事故停机同时关进水阀 或快速闸门机组过速事故停机过程剪断销剪断事故停机轴承温度过高水轮机导轴承润滑水中断重力油箱油位过低油压装置油压过低水轮发电机组应装设下列水

10、力机械故障保护轴承温度升高空气冷却器温度升高轴承油槽油位不正常机组冷却水中断油压装置油压降低导水叶剪断销剪断集油槽油位不正常漏油箱油位过高重力油箱油位降低水轮机顶盖水位过高开 停机未完成备用冷却水 润滑水投入水力机械操作回路电源消失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水轮发电机电气保护应按有关继电保护规程执行无人值班 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装置构成双重保护辅助设备自动化进水阀 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

11、启的控制程序进行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动控制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

12、载起动 经延时关闭空载起动阀后 再向贮气罐内充气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 备用技术供水泵的起动同 条渗漏排水泵组的控制回路宜按 条装设切换开关并宜按自动轮换工作制的方式工作全厂集水井应装设水位信号器 水位升高时 启动工作排水泵 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励磁系统

13、水轮发电机宜采用自并激静止整流励磁系统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静止整流励磁系统应满足以下基本要求调节器应设有相互独立的手动和自动调节通道整流装置提供的励磁容量应有一定的裕度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水轮发电机自动励磁调节器应满足当电力系统发生故障 机端正序电压下降到 额定电压时 励磁顶值电压倍数不应低于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 额定

14、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励磁系统应具备手动零起升压功能励磁系统应装设自动灭磁装置及灭磁开关 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励磁系统宜装设下列信号稳压电源消失或故障信号起励不成功信号强行励磁信号励磁绕组回路过电压信号功率整流桥熔丝熔断信号触发脉冲消失信号自动 手动 切换装置动作信号欠励磁限制器动作信号励磁过电流限制器动作信号功率柜风机电源故障信号过励限制器动作信号电压互感器断线保护动作信号励磁控制回路电源消失信号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口检测和信号检测检测仪表

15、准确度等级要求发电机 发电机 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 级直流回路的仪表 综合准确度不应低于 级接于变送器的二次侧仪表 准确度不应低于 级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对于一般的频率测量 宜采用测量范围为 的指针式频率表 测量基本误差的绝对值不应大于 监视电力系统频率的频率表应采用测量范围为 的数字频率表 ?测量基本误差的绝对值不应大于电能计量表计 除厂用电外 主要电力设备和线路的有功电度表不低于 级 月平均用电量 万 及以上的输配电线路可用 级 无功电度表不低于 级仪表附件和配件的准确度等级应符合表 要求表仪

16、表的准确级仪表的附件和配件 分流器和变送器互感器 中间互感器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 左右 对于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水电站非电气量检测内容水库水位或前池水位下游尾水位消防水池水位拦污栅压力差有局部开启要求的闸门位置电站水头机组流量机组轴承温度机组转速油压装置压力 油罐压力压缩空气贮气罐压力发电机定子线圈及铁芯温度空气冷却器的冷 热风温度变压器油温度机组的振动和摆度水

17、电站自动巡回检测装置应检测如下内容检测机组规定部位温度和变压器油温检测全厂重要的电气量和非电气量无人值班 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有远动要求的全厂微机巡检装置应具备远动的通信接口水电站可采用工业电视系统对全厂重要部位进行监视信号水电站信号系统包括位置状态信号和事故及故障信号位置及状态信号宜按下列内容装设发电机运行状态进水阀门 蝶阀 球阀 闸阀 位置断路器 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对于采用微机监测或计算机监控的水电站 条的位置信号宜包括检修用的隔离开关事故及故障信号采用的中央音响信

18、号系统应满足下列要求具有完好性试验应能重复动作 并能手动 自动复归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 故障延时动作试验时应自动解除遥信发送回路和事故停钟回路能手动或经 延时后自动解除音响由计算机监控系统来实现时应具有自诊断功能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

19、对象信号灯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无人值班 少人值守 的水电站 主要设备发生事故或故障时应能直接起动远动装置或计算机监控装置发出遥信信息 信息自动登录 并向厂内外值守人员告警无人值班 少人值守 的水电站应在中控室设置集中火灾报警装置 在下列位置应装设火灾报警探测器水轮发电机本体主变压器 油浸式厂用变压器 近区变压器及隔离变压器高 低压配电室 继保室 中控室 通信室和计算机室等电缆层 电缆间及其通道油处理室 油库及易燃易爆场所等安全自动装置电源水电站宜采用

20、蓄电池直流系统作为控制保护自动装置和事故照明电源蓄电池组的电压可采用 或 对无人值班 少人值守 水电站宜采用阀控式密封铅酸蓄电池蓄电池容量应按满足全厂事故停电时的用电容量及满足最大冲击负荷容量选择 事故放电时间按 计算 对无人值班 少人值守 的电站 停电时间可按 计算水电站微机巡检装置可采用交流 电源 并配置不间断电源系统作为它的备用电源 计算机监控系统应配置可靠的不间断电源系统 不间断电源系统的蓄电池放电时间按 条考虑安全自动装置具有两个电源及以上的厂用电系统应装设备用电源自动投入装置 备用电源自动投入装置动作应符合下列要求应保证在失去电压母线电源断开另一段母线有电压应只动作一次参加调频及事

21、故备用的水电站 可装设低频启动装置 备用机组宜按自动准同步或自动自同步方式投入系统 并带满负荷 对于正在调相运行的机组应自动转为发电运行并带满负荷 对正在运行的机组应自动带满负荷 系统有要求时 应设置高频切机装置水轮发电机组正常情况下宜采用准同步方式 系统事故情况下可采用自同步方式水电站应在下列断路器设置同步点发电机出口发电机 双线圈变压器组高压侧发电机 三线圈变压器组各电源侧双线圈变压器高压侧或低压侧 三线圈变压器各电源侧母线分段 对侧有电源的馈线 旁路装有断路器的 及以上线路和重要的 线路宜装设三相一次自动重合闸装置对无人值班 少人值守 的电站 当工作电源恢复后 应自动复归备用电源自动投换

22、装置自动联锁发电机采用准同步方式并列时 准同步回路应装设防止非同步合闸的闭锁装置发电机采用自同步方式并列时 灭磁开关应与发电机断路器联动 并在自同步并列过程中闭锁励磁消失保护备用电源自动投入装置应有防止工作电源电压互感器一次侧或二次侧断线引起自动装置误动作的措施水电站采用变压器 线路组接线 因变压器内部故障 线路断路器跳闸时 应闭锁自动重合闸装置接入系统的双线圈升压变压器 当其中一侧断路器设置同步点时 应有防止另一侧断路器非同步合闸的措施隔离开关的操作 应有与相应断路器机械的或电气的联锁装置电压互感器一次侧隔离开关断开后 二次侧回路应有防止电压向一次侧反馈的措施水电站采用计算机监控系统并保留常

23、规控制方式时 计算机控制回路与常规控制回路应有闭锁措施无人值班 少人值守 控制方式的水电站 火灾自动报警系统与自动灭火系统宜联动控制屏台的选择水电站控制屏 台 的型式 可根据电站规模 机组台数及控制方式选用控制室内各屏 台 外形尺寸 布置方式应满足有关规程要求分散值班控制方式的水电站 宜采用控制屏少人值班控制方式的水电站 可设置中央控制台 宜将操作开关 测量仪表 模拟信号布置在中央控制台上 也可将其中一部分器具布置在增设的信号返回屏上 如采用计算机监控系统时 可用计算机操作台代替中央控制台无人值班 少人值守 的水电站 中央控制室内宜设置计算机操作台 也可设模拟信号返回屏本标准的用词和用语说明为

24、便于执行本标准 对要求严格程度不同的用词说明如下表示很严格 非这样做不可的正面词采用 必须 反面词采用 严禁表示严格 在正常情况均应这样做的正面词采用 应 反面词采用 不应 或 不得表示允许稍有选择 在条件许可时首先应这样做的正面词采用 宜 反面词采用 不宜 表示有选择 在一定条件下可以这样做的 采用 可本标准用语说明如下标准条文中 条 款 之间承上启下的连接用语写法 宜采用符合下列规定 遵守下列规定 或 符合下列要求 等在标准条文中引用本标准中的其他条文时 应采用 符合本标准的规定 等典型用语在标准条文中引用本标准中的其他表 公式时 应采用 按本标准表 的规定取值 或 按本标准公式 计算 等典型用语相关标准应采用 除应符合本标准 规范或规程 外 尚应符合国家现行的有关标准的规定 典型用语