武汉大学电气学院宜昌实习报告
电气工程学院2012级生产实习论文
学生姓名：
学号：
实习类型：
实习地点：
2015年7月
1 前言
对于实习，对于大三即将迈入大四的我们还是有点陌生。但是本学期，学院把实习安排在教学计划的一个重要的环节。实习是大学里必不可少的一课，它提供一个机会给我们，让我们去校验自己的知识是否正确，是否离实际太远，是否真正能派上用场，更重要的是通过实践去得知自己的知识是否足够。通过简单的实习，让学生向技术人员学习相应的单位管理知识和实际操作过程，进一步巩固课堂所学的专业知识，了解并熟悉本专业的现代化技术和组织现场管理方法。为毕业后参加实际工作打好基础。针对本专业培养专业人才，让学生们认识到自己的专业前景，具有积极的作用。实习是一个很关键的学习内容，也是一个很好的锻炼机会。对于我们来说，平常学到的都是书面上的知识，而实习正好就给了我们一个在投身社会工作之前把理论知识与实际设计联系起来的机会，实习作为学校为我们安排的在校期间一次全面性、总结性的教学实践环节，它既让我们看到实际的中设计生产状况，也我们在就业之前“实战预演”，我们可以从中看到的不仅仅是一个厂房的生产运作过程，还有大量实际设计方面的知识，以及我们还十分缺乏的实际经验都包含在每个生产设计过程中，通过实习能够使我们更好的完善自己。
主要实习内容分为葛洲坝水利发电厂、三峡水利发电厂及葛洲坝500kv换流站三个阶段。
主要的时间安排如下：
第一天，校内教室。了解实习要求及安全事项及安排住宿等。
第二天，葛洲坝及三峡水利枢纽概况介绍。一次设备、电器接线图等。
第三天，坐车前往葛洲坝电厂。安排住宿，熟悉上课地点和实习地点。
第四天，实习准备工作，办出厂证，落实实习计划。入厂安全教育，电厂机构介绍。
第五天，葛洲坝及三峡水利枢纽详细介绍。葛洲坝电厂电气一次部分介绍。
第六天，参观二江电厂，葛洲坝及三峡水利枢纽模型、水轮机模型。
第七天，220kv开关站介绍，参观220kv开关站、二江泄洪设施。
第八天，葛洲坝电厂继电保护系统介绍。
第九天，参观大江电厂，微机电液调速器介绍。
第十天，500kv开关站介绍，葛洲坝电厂典型事故分析，参观500kv开关站。
第十一天，总结和考核，实习结束。
实习只有短短的几天，但无论是对我的设计还是今后的工作，都带来了很大的帮助。
2 实习单位简介
2.1葛洲坝工程
2.1.1简介
葛洲坝水利枢纽位于湖北省宜昌市境内的长江三峡末端河段上，距离长江三峡出口南津关下游2.3公里。它是长江上第一座大型水电站，也是世界上最大的低水头大流量、径流式水电站。1971年5月开工兴建，1972年12月停工，1974年10月复工，1988年12月全部竣工。坝型为闸坝，最大坝高47米，总库容15.8亿立方米。总装机容量271.5万千瓦，其中二江水电站安装2台17万千瓦和5台12.5万千瓦机组；大江水电站安装14台12.5万千瓦机组。年均发电量140亿千瓦时。首台17万千瓦机组于1981年7月30日投入运行。
2.1.2相关数据
建设地点：湖北宜昌
所在河流：长江
控制流域面积：1000000平方公里
多年平均流量：14300 立方米/秒
设计洪水流量：86000 立方米/秒
总库容：15.8 亿立方米
装机容量：271.5 万千瓦
主坝坝型：混凝土闸坝
最大坝高：47米
坝顶长度：2606.5米
坝基岩石：砂岩、粉砂岩、砾岩
坝体工程量：580万立方米（一期混凝土）
主要泄洪方式：泄水闸
枢纽达筑物自左岸至右岸为：左岸土石坝、3号船闸、三江冲沙闸、混凝土非溢流坝、2号船闸、混凝土挡水坝、二江电站、二江泄水闸、大江电站、1号船闸、大江泄水冲沙闸、右岸混凝土拦水坝、右岸土石坝。
图2.1 葛洲坝工程全景图
2.1.3工程效益
发电方面
设计装机容量271.5万千瓦，多年平均发电量157亿度，实际运行结果，最大出力和多年平均发电量均可超过设计值，与火电比较，每年可节约原煤约1000万吨左右，大体上相当于3～5个荆门热电厂（装机容量62.5万千瓦）、一个平顶山煤矿（1979年年产量1047万吨）、一条焦枝铁路（综合通过能力约1100万吨）的功能。
电量
葛洲坝水利枢纽工程具有发电、改善峡江航道等效益。它的电站发电量巨大，年发电量达157亿千瓦时。相当于每年节约原煤1020万吨，对改变华中地区能源结构，减轻煤炭、石油供应压力，提高华中、华东电网安全运行保证度都起了重要作用。仅发电一项，在1989年底就可收回全部工程投资。
航运方面
葛洲坝工程建成后改善了川江200公里三峡峡谷航道条件，淹没了100公里内的青滩、泄滩等急流滩21处，崆岭等险滩9处，取消单行航道和绞滩站各9处，使这一航道的水面比降降低，航道流速减小，为航运发展提供了有利条件，航运安全度增加，宜昌至巴东的航行时间缩短区间；航运成本降低及小马力船拖带量提高。但也增加船舶
（队）过坝的环节和时间。三条船闸设计年通航时间320天。每于过闸时间51～57分钟（大船闸）和30～40分钟（中船闸），三江航道汛期停航流量60000立方米/秒（施工期45000立方米/秒），实际运行结果，船闸和航道的设计指标，除下游航道在枯水季设计航深外，可达到设计值并略有提高。
水位改善
葛洲坝水库回水110至180公里，由于提高了水位，淹没了三峡中的21处急流滩点、9处险滩，因而取消了单行航道和绞滩站各9处，大大改善了航道，使巴东以下各种船只能够通行无阻，增加了长江客货运量。自1981年6月通航以来，作为配合三峡工程建造的反调节航运梯级工程，极大地改善了长江三峡区域120公里水域的通航条件，大量货船从此安全畅通地出入川江。1982年葛洲坝船闸货物通过量不到400万吨，之后每年有所增加，1994年突破1000万吨。
水利工程
葛洲坝水利枢纽工程施工条件差、范围大，土石开挖回填达7亿立方米，混凝土浇注1亿立方米，金属结构安装7．7万吨。建成后发挥了巨大的经济和社会效益，提高了中华人民共和国水电建设方面的科学技术水平，培养了一支高水平的进行水电建设的设计、施工和科研队伍，为我国的水电建设积累了经验。
2.2三峡水利枢纽
2.2.1简介
三峡水电站是世界上规模最大的水电站，也是中国有史以来建设最大型的工程项目。而由它所引发的移民搬迁、环境等诸多问题，使它从开始筹建的那一刻起，便始终与巨大的争议相伴。三峡水电站的功能有十多种，航运、发电、种植等等。三峡水电站1992年获得中国全国人民代表大会批准建设，1994年正式动工兴建，2003年六月一日下午开始蓄水发电，于2009年全部完工。
三峡水电站大坝高程185米，蓄水高程175米，水库长2335米，总投资954.6亿元人民币，安装32台单机容量为70万千瓦的水电机组。三峡电站最后一台水电机组，2012年7月4日投产，这意味着，装机容量达到2240万千瓦的三峡水电站，2012年7月4日已成为全世界最大的水力发电站和清洁能源生产基地。
图2.2三峡水利枢纽全景图
2.2.2工程效益
三峡工程主要有三大效益，即防洪、发电和航运，其中防洪被认为是三峡工程最核心的效益。
防洪
历史上，长江上游河段及其多条支流频繁发生洪水，每次特大洪水时，宜昌以下的长江荆州河段（荆江）都要采取分洪措施，淹没乡村和农田，以保障武汉的安全。在三峡工程建成后，其巨大库容所提供的调蓄能力将能使下游荆江地区抵御百年一遇的特大洪水，也有助于洞庭湖的治理和荆江堤防的全面修补。
发电
三峡工程的经济效益主要体现在发电。该工程是中国西电东送工程中线的巨型电源点，所发的电力将主要售予华中电网的湖北省、河南省、湖南省、江西省、重庆市，华东电网的上海市、江苏省、浙江省、安徽省，以及南方电网的广东省，可缓解我国的电力供应紧张局面。
截至2012年底，三峡电站历年累计发电量达到6291.4亿千瓦时，相当于减排二氧化碳4.96亿吨，减排二氧化硫595万吨，为节能减排做出了积极贡献。
航运
三峡蓄水前，川江单向年运输量只有1000万吨，万吨级船舶根本无法到达重庆。三峡工程结束了“自古川江不夜航”的历史，三峡几次蓄水使川江通航条件日益改善。2009年，通过三峡大坝的货运量有7000万吨左右。自2003年三峡船闸通航以来，累计过坝货运量突破3亿吨，超过蓄水前22年的货运量总和。
3 实习内容
3.1实习安全与纪律
第一天，葛洲坝电厂的培训人员给我们详细介绍了入厂安全教育、厂纪教育、生产现场危险源及防范措施告知：
实习安全：
1、电力生产企业在安全上遵循的原则（安全第一，预防为主）
2、实习安全又包括人生安全及设备安全。对于前者，首要的是保持安全距离，安全距离从人离设备的最近点算起，不同电压等级的设备有不同的安全距离，不同电
表1安全距离
强调在事先不知道设备运行状态的条件下，应将设备视为运行中的设备。
3、生产现场严禁任何人动任何设备，不得进入“警戒区”。
4、三不伤害，不伤害自己、不伤害他人、不被他人伤害。
5、实习着装要符合要求，如工作服和安全帽等。
实习纪律：
实习人员需要遵守实习单位的规章制度，自觉接受保卫人员检查，不得擅自离队等。
3.2葛洲坝水利枢纽工程介绍
第二天以及第三天，我们在相关人员的带领下了解了整个葛洲坝水利枢纽工程的概况，并在安全距离下参观了水力发电厂的生产过程。
3.2.1葛洲坝水迹枢纽工程概况
水准点
葛洲坝水利枢纽工程是举世瞩目的大型水利枢纽工程。大坝全长2606米，最大坝高53.8米。北抵江北镇镜山，南接江南狮子包，雄伟高大，气势非凡。其工程体系包括大江电厂、二江电厂、二江电厂200kV开关站、葛洲坝500kV开关站等。杨工骄傲地告诉我们，葛洲坝大坝由毛主席1970年12月26日，亲自赞成兴建此坝。
主要参数：
大坝型式：闸坝(厂房
大坝全长：2606.5m直线坝)
厂房型式:河床式电站
大坝高度:40m
坝顶（坝面）高程：70m
设计上游蓄水水位: 66m
校核水位:67m
实际运行水位:64-66.5m
水库总库容:15.8亿立方米
设计落差(水头):18.6m
最大落差:27m
总装机容量:271.5万kW
总装机台数:21台
二江电厂:17万kW?2+12.5万kW ?5=96.5万kW
大江电厂:12.5万kW 14=175万kW
全部机组过负荷运行总容量:288万kW
设计年发电量：140.9亿kWh
实际年发电量：152亿kWh- 162亿kWh
我们先是参观了大江电厂的生产情况，大江电厂发电机与主变压器的连接方式采用扩大单元接线方式，即一台主变有两台发电机扩大单元界线的发电机引出线上必须接断路器，一个单元接线上发电机的台数不能太多，一般2台最多3台。大江有40台机组，7台变压器。
3.2.2葛洲坝电厂主要动力设备
葛洲坝电厂水轮机参数
葛洲坝电厂发电机参数
主变压器型号及参数
3.3 500KV开关站介绍
第三天，我们学习和参观了大江电厂的500kv开关站。
3.3.1 500kv开关站接线方式
接线方式：采用3/2接线（见下图）
选择3/2 接线方式，是基于开关站重要性考虑的。因为开关站进出线回数多，且均是重要电源与重要负荷，电压等级高、输送容量大、距离远，母线穿越功率大（最大2820 MVA），并通过葛洲坝 500kV换流站与华东电网并网，既是葛洲坝电厂电力外送的咽喉，又是华中电网重要枢纽变电站。
3.3.2开关站布置型式
分相中型三列布置（户外式）
3.3.3开关站有关配置
开关站共6串，每串均作交叉配置。（交叉配置：一串的2回线路中，一回是电源或进线，例一回是负荷或出线。）1－6串的出线分别是：葛凤线、葛双 1回、葛双2回、葛岗线、葛换2回、葛换1回。
3.3.4发电机与主变压器的连接方式，有关设备的型号参数
（1）连接方式
采用扩大单元接线方式。
由于主变压器连接 2台发电机，且1－3串进线由二台主变压器并联，所以在发电机出口母线上设置了断路器。这样当一台发电机故障时，仅切除故障发电机，本串上其他发电机仍能正常工作，最大限度保证了对系统供电的可靠性。
（2）有关设备的型号参数
主变压器（国产）型号与参数
并联电抗器的型号与参数
3.3.5厂用6kV系统与发电机的配接方式有关设备的型号与参数
厂用6kV系统接线方式：采用单母线分段方式
3.4 220kv开关站介绍
3.4.1接线方式
接线方式：双母线带旁路，旁路母线分段。（如下图）
接线特点：旁路母线分段。
220kv开关站接线图
3.4.2开关站的主要配置：
出线8回：1－8E（其中7E备用）；
进线7回：1－7FB（FB：发电机－变压器组）；
大江、二江开关站联络变压器联络线2回；上述各线路各设置断路器一台、加上母联及2台旁路断路器，共19台断路器。
母线：圆形管状空心铝合金硬母线，主母线分别设置电压互感器（CVT）及避雷器（ZnO）一组。
3.4.3开关站布置型式
分相中型单列布置（户外式）
3.4.4厂用6kV系统与发电机组的配接方式
采用分支接线方式，分支接线是机组与主变压器采用单元接线或扩大单元接线方式下获得厂用电的一种常用方法。在有厂用分支的情况下，为保证对厂用分支供电可靠性，必须作到：
1）发电机出口母线上设置隔离开关；
2）隔离开关安装位置应正确。
葛洲坝二江电厂的厂用分支就是按照上述原则进行配置的，因此，具有所要求的可靠性。（葛洲坝电厂将该分支上的降压变压器称为“ 公用变压器”）。
为提高对厂用分支供电的可靠性，在 3F －6F出口母线上加装了出口断路器。这样当机组故障时出口断路器跳闸切除故障，主变压器高压断路器不再分闸，不会出现机组故障对应 6kV分段短时停电情况。
3.5葛洲坝电厂继电保护系统
3.3.1 概述
1、继电保护装置的定义：
当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障或危及其安全运行的事件时，需要向运行值班人员及时发出警告信号，或是直接向所控制的断路器发出跳闸命令，以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。
实现这种自动化措施、用于保护电力元件的成套硬件设备，一般通称为继电保护装置；用于保护电力系统的，则通称为电力系统安全自动装置。
2、继电保护的基本任务：
(1)当被保护的电力系统元件发生故障时，将故障元件及时从电力系统中断开，使其损坏程度减少到最小，保证无故障电力设备继续正常运行。
(2)反应电气设备的不正常运行状态，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同(例如有无经常值班人员)，发出信号，以便值班人员进行处理。
3、继电保护装置的基本要求：
对电力系统继电保护的基本性能要求有可靠性、选择性、快速性、灵敏性。这些要求之间，有的相辅相成、有的相互制约，需要针对不同的使用条件，分别进行协调。（1）可靠性。包括安全性和可信赖性。安全性是指不应该动作的故障不应误动；可信赖性是指应该动作的故障不应拒动。这是对继电保护的最基本要求。
（2）选择性。保护装置选择故障元件的能力。即只切除故障设备或线路，终止故障或系统事故的发展，以保证无故障部分正常运行。
（3）快速性。指保护装置应以最快速度动作于断路器跳闸，以切除故障设备或线路，保证系统稳定。
（4）灵敏性。指对其保护范围内发生最小故障和不正常状态的反应能力。
继电保护越灵敏，越能可靠地反映要求动作的故障或异常状态；但同时，也更易于在非要求动作的其他情况下产生误动作，因而与选择性有矛盾，需要协调处理。
4、继电保护的发展历程
晶体管保护集成保护微机保护
微机保护优点：调试方便，配置灵活，原理先进，结构紧凑，可靠性高，可与后台系统进行数据交换。
5、继电保护的构成
一般情况而言，整套继电保护装置是由测量部分、逻辑部分和执行部分组成的，其原
理结构图如下图所示。
输入信号逻辑部分输出信号
整定值
继电保护原理结构图
3.3.2发变组保护介绍
目前，葛洲坝电厂大江、二江所采用的都是能达公司跟华中科技大学联合研制的WYB 系列微机型发电机、变压器保护装置。
所不同的是由于大江、二江电厂接线方式的差异，二江电厂是将发电机、变压器保护合二为一，并且采用双重化配置，而大江电厂将发电机保护与变压器保护分开配置。WYB系列微机型发电机、变压器保护装置的构成：
1、管理机系统
2、功能子系统（1－5个，根据容量及类型定）
3、出口层（包括非电量保护）
各系统层在电气结构上均相对独立，必须的联接处均经光电隔离。
3.5葛洲坝水轮机调速系统介绍
3.5.1 葛洲坝电厂调速器类型
葛洲坝电厂有21台轴流转桨式水轮发电机组，水轮机调速器为双调节水轮机调速器既具有两个调节机构的水轮机调速器。
机组运行的最优效率工况式取决于导叶开度和轮叶角度得配合关系，因为这类水轮机的转动力矩除与导叶有关外，轮叶角度也是确定水轮机动力矩的因素。水轮机在不同的稳定工况时，轮叶应该按照导叶开度改变自己的角度，形成合理的组合关系，才可以获得较好的效率工矿。
从葛洲坝电厂现有的21台数字式水轮机调速器的主要控制核心部件来来，葛洲坝电厂调速器可以分为三类，具体类型如下所示：
1、葛洲坝电厂3F～7F
SJ-721A双微机水轮机调速器，采用美国英特公司生产的Isbc88/25单板机微型计算机为控制核心，准16位。
SJ-721A双微机水轮机调速器由南瑞集团电控所生产。
2、葛洲坝电厂19F
PCC智能双重调节水轮机调速器，采用B&R公司的2500系列的可编程计算机控制器作为控制的硬件平台，PCC主机采用高性能的32位RISC精简指令集CPU。PCC智能双重调节水轮机调速器具有完全相同的两套控制系统。
PCC智能双重调节水轮机调速器宜昌能达公司生产。
3、葛洲坝电厂1F、2F、8F～18F,20F、21F
WBST-A（Q)型可编程步进电机式水轮机调速器，采用日本三菱公司的A系列或Q系列可编程控制器（PLC）作为控制的硬件平，成功的应用步进电机取代电液转换器，取消了传统的电--液伺服系统，克服了模拟放大电路存在的各种问题，特别是取消了电液转换器，消除了由于电液转换器引起的一系列问题。WBST-A（Q)型可编程步进电机式水轮机调速器是单系统。
WBST-A（Q)型可编程步进电机式水轮机调速器由宜昌能达公司生产。
3.5.2调速器工作原理
1、自动开机
调速器无故障时，将导/轮叶置自动状态，水头按当前实际水头设定（或者由自动水位装置给定测得的水头值），锁锭在拔出状态，紧急停机电磁阀在复归位置，轮叶在起动开度位置（轮叶起动开度根据用户提供参数在软件中设置），机组具备开机条件，由中控室或机旁盘发开机令给调速器，调速器接收到开机令后，使步进电机向开启方向旋转，过程如下：
1）导叶开至第一起动开度，机组转速开始上升。轮叶全关。
2）当机组频率≥45Hz时,导叶回关到第二起动开度，PID参与调节，机组自动跟踪网频，如果无网频信号或网频故障时，机组自动跟踪50HZ。
2、自动运行
1）空载运行，导叶在自动状态，机组在频率模式下运行
由整形板ZXB采集机组频率和系统频率的正弦波信号，经过整形、放大变成方波信号送DM455计算，将计算的数字量送入可编程控制器PCC的CPU，可编程控制器采集的机频、网频信号以及其它各种反馈信号等进行运算处理后，驱动导叶步进电机旋转；
导叶步进电机带动导叶丝杆转动，导叶丝杆将电机的转动变成引导阀芯的直线位移；导叶中间位移传感器将导叶丝杆位移信号反馈到可编程控制器；当导叶丝杆的位置与可编程控制器所要求的值相时，导叶步进电机反转使引导阀回中，导叶电--位移伺服系统完成闭环调节。
导叶丝杆的位移信号经过杠杆带动导叶引导阀，通过压力油控制导叶辅助接力器、经主配压阀放大后推动导叶主接力器移动，通过调速环控制导水叶的进水量，从而调节机组频率；同时导叶主接力器的移动经主接传感器使导叶引导阀回中，液压随动系统完成闭环调节。
导叶丝杆的位移信号经过杠杆带动导叶引导阀，通过压力油控制导叶辅助接力器、经主配压阀放大后推动导叶主接力器移动，通过调速环控制导水叶的进水量，从而调节机组频率；同时导叶主接力器的移动经主接传感器使导叶引导阀回中，液压随动系统完成闭环调节。
轮叶的运行规律由可编程控制器软件中的协联关系曲线确定，其电--位移伺服系统调节方式与导叶完全一致；其机械与液压随动系统调节方式与导叶完全一致。
2）、负载运行
断路器合上后，机组运行在开度模式、功率模式或频率模式下，在面板上或中控室增/减负荷（开度、功率给定）可调节机组出力。
在触摸屏上可增/减负荷、三种模式间可以进行无扰动切换。
3、自动停机
将负荷减到零，断路器分后，发“停机令”，使导叶步进电机向关闭方向旋转，带动导叶中间接力器、导叶杠杆及导叶引导阀，液压随动系统关闭导叶，使机组停机。轮叶根据协联曲线运行关闭至零开度，延时后回到起动开度。
4、甩负荷
自动状态下，调速器将快速关闭导叶，机组频率将自动跟踪网频；轮叶根据协联曲线运行。
手动状态下，调速器自动将导叶关至空载开度（轮叶自动时根据协联曲线运行，轮叶手动时需要人工干预手动调整）。机组频率需要人工干预手动调整。
4实习心得
4.1 实习方式
讲座教学与参观学习相结合
4.2收获与感想
通过近一周的电厂实习参观，我对电厂安全有了深刻的认识、对葛洲坝和三峡水利枢纽工程有了大致的了解，同时加深了对电气系统、继电保护等知识的了解和掌握，通过对葛洲坝500kV开关站、大江电厂、二江电厂的参观，对以上内容有了更深刻的认识，有效地将书本知识和实际情况联系起来。
另外，我还认识到了学好本专业的专业知识，对于实际操作很重要。我会不断地理解和体会实习中所学到的知识，在今后的学习和未来的工作中我将把所学到的理论知识和实践经验不断地应用到实际工作中去，只有理论指导实践，理论与实践相结合，才能更好的利用所学的知识，创造更多价值。在自己热爱的专业知识方面我感觉有了一定的收获。认识实习对我们今后在学习以及工作中起到了促进的作用，增强了我们今后工作中的竞争力，为我们能在电力行业激烈竞争下立足增添了一块基石。
通过实习，可以了解自己与理想的差距，在以后的学习中，可以有侧重地弥补某些方面的不足，所以实习比考试更能检验我们所学的知识。然而，要想出色的完成自己的工作，必须要有理论知识的支持，因此理论学习是业务实战的基础通过这次实习，我不仅将在学校的理论知识与具体的生产实践结合了起来，而且通过在水电站工作人员的讲解，让我知道了电力行业工人工作的严格要求制度，工作的艰辛，即不仅要保证自己的人身安全，而且要保障电力输送的安全，在生产的任何环节安全永远应该放在第一位。
4.3致谢
感谢葛洲坝水力发电厂给了我们这样一个实习的机会，为我们提供了参观的厂房和住宿的地方，分配师傅给我们耐心讲解引导，此外，我还要感谢我们一起去的同学，是你们的帮助让我能在这么快的时间内掌握工作技能，帮助我解决处理相关问题，包
容我的错误，让我不断进步。在此，我对你们表示崇高的敬意和诚挚的谢意。