刘焕虎：非电量保护课件

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1、非电量保护一水机保护部分（一）水机保护介绍水机保护是当机组在启停和运行过程中发生危及设备和人身安全的故障时，自动采取保护或联锁措施，防止事故产生和避免事故扩大，从而保证人和设备的安全不受损害或将损害降到最低限度。水机保护分为事故停机保护和紧急事故停机保护，事故停机保护又分为水力机械事故停机和电气事故停机，由现地控制单元(LCU)逻辑实现，保护动作跳机组出口断路器、灭磁开关，给调速器停机令，投事故停机电磁阀；紧急事故停机保护由现地LCU和继电器硬接线冗余实现，有的电站取消水机保护硬接线回路，设置专用独立后备保护PLC，既提高可靠性，又便于维护和修

2、改，保护出口关快速门、投事故停机电磁阀、投事故配压阀、跳机组出口断路器和投过速限制器。（二）水力机械常见故障根据多年运行经验分析，水力机械常见故障有：1、轴承（上导、推力、下导和水导）温度升高。水轮发电机的导轴承大多采用油润滑水冷却方式，通常是由于冷却效果不良（冷却水压低、冷却水中断及润滑油质劣化等）引起，如果不及时消除，将会引起轴承温度升高，甚至造成烧瓦事故。2、事故低油压。由于机组压油系统的压油泵故障、管路漏油甚至跑油等故障，导致压油系统油压下降，此时一旦发生机组事故，调速器因油压不足，不能及时快速关闭水轮机导水叶，就会引起机组过速甚至发生

3、飞逸，使机组遭到重大破坏。3、导叶剪断销剪断。传动机构发卡、活动导叶之间夹杂异物等情况发生时，可能引起导叶在调整过程中剪断销剪断，导致导叶开度不一致。流过水轮机的水力不平衡，使机组振动加大。尤其是在机组事故过程中发生导叶剪断销，使机组停机时间过长，影响机组事故的正常处理。4、机组过速。运行中的水轮发电机突然甩掉所带负荷，由于调速器关闭导叶时间较长和机组转动惯性的作用，将会引起机组转速升高。机组转速超过额定转速，有可能导致发电机部件损坏。5、水轮机震动过大。水轮机长期振动过大会导致机组连接部件松动和疲劳，甚至造成断裂。（三）小浪底机组水力机械保护

4、的配置为了提高机组在各种控制方式和各种工况下运行的可靠性，我厂在发电机层机旁设置了独立于控制系统的常规水力机械保护屏。位于发电机层每台机控制盘柜的最左侧；其直流电源取自机组的直流配电盘。水力机械保护及故障信号系统一般包括：水力机械故障信号、水力机械事故停机保护、紧急事故停机保护。（1）水力机械故障信号机组在运行过程遇有下列情况之一时，即发出故障信号：上导、推力、下导、水导轴承及发电机热风温度过高；上导、推力、下导、水导油位油槽油位异常；压油装置集油槽油位异常（压油罐）、油温异常；剪断销剪断；水机振动大保护。（筒阀控制柜报警灯）上述异常现象出现时

5、间短，且不影响水轮发电机的正常运行，因此保护动作后，只通过相应的信号继电器发出报警，提示运行人员尽快查明故障性质，消除异常后，手动解除故障信号。我厂已将上述大多数监测信号引入计算机监控系统，除轴承过热报警外，在水机保护屏中没有其他故障报警的相关接线。（2）水力机械事故停机保护1、轴承（上导、、推力、下导和水导）过热。该保护配置一般分两级，第一级温度为报警值，超过该值即发出轴承瓦温过高报警信号；第二级温度为跳闸值，超过该值即发出轴承瓦温过高跳闸信号，同时动作于机组停机、灭磁、跳开关。运行人员一旦发现轴承温度过高报警，应立即检查各部水压是否正常，并

6、将机组负荷倒空，设法尽快使机组恢复正常。我厂上导、下导、推力轴承过热接点由发电机测量屏送来，水导轴承过热接点由水轮机性能屏送来（详见附图《水力机械保护系统图》）。当各导轴承温度达到跳闸值时，由水机保护屏直接出口停机、跳开关或者只发信号，两动作结果可通过切换片选择。我厂计算机监控系统实时采集各部轴承各瓦温度值，实践证明，已能够判断报警信号的真实性，为防止误跳机，切换片投在信号位。图1:各导轴承油温、瓦温报警值、跳闸值瓦温上导推力下导水导报警60556060跳闸65606565油温报警50505060油温高高限55555570跳闸逻辑图：水导瓦改过

7、，其他相邻。水导瓦跳闸判断逻辑：相对的两块瓦同时达到跳闸值。上导、推力、下导瓦跳闸判断逻辑：相临的两块瓦同时达到跳闸值。2、压油罐事故低油压、低油位。为了防止机组压油系统油压过低时，遇到机组事故而引起发电机过速，水轮发电机均设有事故低油压保护。但是压油系统油压过低，只是说明调速器操作油压不足，调整导叶速度较慢，并不影响机组的正常运行，因此，一般水电厂的事故低油压保护出口均按选择性出口，通常由连片切换，或导为空载，或选择停机、灭磁、跳开关。后者一般为容量较小的水轮发电机采用；而大、中型水轮发电机为提高运行可靠性，一般选择导空载方式。事故低油压保护

8、动后，运行人员应尽快查明故障原因并消除，如果无法处理，则及时联系调度停机处理。我厂压油罐压力达到事故低油压值时，由压油装置动力单元接线柜送来信号，水机