1主阀的自动控制与运行doc-武汉电力职业技术学院教案
水电站机组自动化运行与监控课程标准
《水电站机组自动化运行与监控》课程标准一、课程属性课程名称：水电站机组自动化运行与监控所属专业：机电设备运行与维护专业（水电站方向）课程类别：专业课课程总学时：128（52+28+44+4）（52学时为讲练一体，28学时在水电站仿真机上训练，44学时在校内水电站综合自动化实训中心完成，4学时为课程结业综合考核）课程教学模式：学中做，做中学，教学做练一体。
二、课程设计思路根据教改试点专业机电设备运行与维护专业的课程体系，《水电站机组自动化运行与监控》课程以培养学生对水电站机组自动化系统运行、分析能力和解决运行实际问题的能力为主线，贯穿水电行业对学生的职业素养的要求，以水电站机组自动化系统的各个控制系统为载体构建项目，围绕水电站发电生产工作过程，瞄准水轮发电机组值班员、水电厂自动装置检修工两个工种职业标准，教学内容按项目进行了有机的整合、序化，形成基于水力发电工作过程的项目式学习领域课程。
整个课程按照项目，由简单到复杂，由局部到整体，先是学中做，后是做中学，分为7 个学习情境。
三、课程的地位与作用《水电站机组自动化运行与监控》是本专业的核心课程，是“双证书课程”，与・・・・・“水轮发电机组值班员”、“水电站自动装置检修工”职业标准所要求的核心知识、技能相对应，与学生毕业后从事的水电站运行值班员、维护工等岗位无缝对接。
是学生对前续课程的综合和专业落脚点之一，是走向本专业岗位学习的必经之路。
本课程的前续课程包括：《水电站》、《PLC控制技术》、《水力机组辅助设备》、《水轮机》、《发电机与电气一次设备》，为后续课程《水电站综合自动化运行与维护》 服务。
本课程除水电站机组自动化系统认知外包括：水轮发电机辅助设备油、水、气 系统的自动化运行，机组现地控制单元的自动化运行，调速系统的自动化运行，励 磁系统的自动化运行，公用设备的自动化运行，上位机监控系统的自动化运行等 6 大部分。
油系统的主要作用主要有机组的润滑、散热及液压操作。
水轮机主阀(球阀)自动控制
2013年度本科生毕业论文水轮机主阀（球阀）自动控制院－系：工学院专业：电气工程及其自动化年级：学生姓名：学号：导师及职称：2013年4月2013 Annual Graduation Thesis of the College UndergraduateHydraulic turbine main valve (ballvalve) controlDepartment:engineering instituteMajor:Electrical engineering and automationGrade:Student’s Name:Student No.:Tutor:April, 2013毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名：日期：毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解红河学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。
有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。
学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。
保密的论文（设计）在解密后适用本规定。
作者签名：指导教师签名：日期：日期：毕业论文（设计）答辩委员会(答辩小组)成员名单为了满足水电站机组运行与检修的需要，在水电站的引水系统和水轮机的过流系统中，不同位置应装设相应的闸门或阀门对水流加以控制，如进水口的工作闸门和检修闸门、尾水管出口的检修闸门和水轮机蜗壳前的阀门等。
通常将装设在水轮机蜗壳前的阀门称为主阀(又称进水阀)。
水轮机进水球阀是水轮发电机组的取水咽喉所在，对水轮发电机组在运行中的安全运行有着重要的意义。
电力系统自动装置电子教案及讲义
一、教案简介本教案主要介绍电力系统自动装置的基本原理、结构和应用。
通过本章的学习，使学生掌握电力系统自动装置的基本概念，了解其重要性，以及认识不同类型的自动装置。
二、教学目标1. 了解电力系统自动装置的定义和作用；2. 掌握电力系统自动装置的基本原理和结构；3. 熟悉常见电力系统自动装置的类型和应用。
三、教学内容1. 电力系统自动装置的定义和作用；2. 电力系统自动装置的基本原理；3. 电力系统自动装置的结构类型；4. 常见电力系统自动装置的应用案例。
四、教学方法1. 采用讲授法，讲解电力系统自动装置的基本概念、原理和结构；2. 采用案例分析法，分析常见电力系统自动装置的应用实例；3. 进行课堂讨论，激发学生对电力系统自动装置的兴趣和思考。
五、教学评价1. 课堂问答：检查学生对电力系统自动装置基本概念的理解；2. 课后作业：巩固学生对电力系统自动装置的知识掌握；3. 课程报告：培养学生对电力系统自动装置应用案例的分析能力。
六、电力系统自动装置的分类教学目标：1. 了解电力系统自动装置的分类；2. 掌握各种自动装置的功能和特点；3. 能够分析不同类型自动装置在电力系统中的应用。
教学内容：1. 按功能分类的自动装置：如保护装置、控制装置、测量装置等；2. 按工作原理分类的自动装置：如电磁式、电子式、固态式等；3. 按应用领域分类的自动装置：如电力系统、电力电子设备、分布式能源等；4. 各种自动装置的功能和特点分析；5. 不同类型自动装置在电力系统中的应用案例。
教学方法：1. 采用讲授法，介绍各种自动装置的分类及其特点；2. 通过案例分析，使学生了解不同类型自动装置在实际电力系统中的应用；3. 开展小组讨论，引导学生思考各类自动装置的优势和局限性。
教学评价：1. 课堂问答：检查学生对电力系统自动装置分类的理解；2. 课后作业：巩固学生对各种自动装置功能和特点的记忆；3. 小组报告：评估学生对不同类型自动装置应用案例的分析能力。
主断路器控制电子教案
2、FZJ得电自持电路
230（+）→1ZK →231 →1.2DSK→ 401→ 1.2ZKZ2→404 →LWZJ正→405 →（QDK正+FZJ 正）→409 →FZJ线圈 →300
FZJ得电后，通过FZJ正、 FZJ反使各种故障信号 清除。尤其是：401 → FZJ正→411 →1、 2ZJDJHF线圈→300
为什么会合不上呢？ 如何应急处理？ 复习：机车主断路器 的作用是什么？
新课讲授：一主断路器合闸支路各联锁作
用
1. 2. 3. 4. 5. 1、2ZKZ2:自复式合闸扳钮，按下不松手时闭合，松 手后自动返回断开。 LWZJ正:保证合闸时各调速手柄均在零位，才允许合 闸。 FZJ反：防止故障重合闸。 QDK反：防止人为重合闸 2FYJ：确保总风风压在450KPa以上时才能分合闸。
复 习 小 结
• 回忆讲课思路，提出重难点。 1、主断路器合闸支路各联锁的作用。 2、主断路器合闸控制过程。 3、主断路器合闸电路故障的应急处理。
作业
1.画图识记主断路器合闸控制支路。 2.说明主断路器合闸的条件。 3.写出按下合闸扳钮不松手的合闸控制过 程。
二、主断路器合闸的条件
• 1各调速手柄均在零位，LWZJ线圈得电 • 2总风风压大于等于450KPa,2FYJ正闭合 • 3主断路器处于正常断开位,QDK反闭合
三按下合闸扳钮1、2ZKZ2不松手 时的电路
• 1、230（+）→1ZK →231 →1.2DSK→ 401→ 1.2ZKZ2→404 →LWZJ正→405 →FZJ反 →406 →QDK反 →408 →QDH线 圈→407 →2FYJ正→300 QDH线圈得电后，主断隔离开关闭合， QDK 反联锁断开QDH线圈;QDK一正联锁闭合接 通402-403为分闸作准备，另一正联锁闭 合接通405-409使FZJ得电并自持。
中等职业学校电气运行与控制专业教学指导方案
中等职业学校电气运行与控制专业教学指导方案一、课程名称：电气运行与控制二、课程代码：EEC三、适用年级：高中一年级四、学时安排：本课程总学时为100学时，分为理论学习和实践操作两部分。
理论学习：60学时，分为6个模块，每个模块10学时。
实践操作：40学时，通过实际操作让学生熟悉电气运行与控制的相关技能和操作方法。
五、课程目标：1.了解电气系统的基本原理和常用设备；2.掌握电气设备的操作和维护方法；3.能够进行简单的电气故障排除；4.培养学生的动手实践能力和团队合作精神。
六、教学内容和重点：1.模块一：电气原理基础（10学时）-电流、电压、电阻、电功率的基本概念；-电路的基本构造和分析方法；-电气设备的分类和功能；-安全用电和电气事故的预防。
2.模块二：电气设备与仪表（10学时）-电气控制设备的分类和特点；-仪表的种类和使用方法；-典型电气设备的结构和工作原理。
3.模块三：电气系统的运行与维护（10学时）-电气系统的运行方式和注意事项；-电气设备的维护和保养；-常见故障的排除方法。
4.模块四：电气安全与应急处理（10学时）-电气事故发生的原因和危害；-电气安全规范和操作要求；-电气事故的应急处理措施。
5.模块五：PLC控制与编程（10学时）-PLC原理和编程基础知识；-PLC控制系统的组成和工作流程；-常见PLC控制方案和应用案例。
6.模块六：电气安装与调试（10学时）-电气设备的安装方法和步骤；-电气系统的调试流程和技巧；-计算机辅助维护和管理方法。
七、教学方法：1.理论学习阶段采用讲解和讨论相结合的方式，提高学生的理论分析能力；2.实践操作阶段采用实验室和现场操作相结合的方式，让学生亲自操作并解决问题；3.课堂上注重激发学生的学习兴趣，鼓励学生提问和思考，促进互动交流。
八、教材参考：2.相关的电气设备和仪表相关技术手册。
九、考核方式：1.理论知识考核：以笔试方式进行，占总成绩的60%；2.实践操作考核：以实际操作和实验报告方式进行，占总成绩的40%；3.实践操作过程的纪律和安全表现也作为评价的参考指标。
电力系统自动装置电子教案及讲义
电力系统自动装置电子教案及讲义授课内容：一、电力系统自动化的主要任务：（1）保证电能质量：频率、电压、波形。
通过有功功率的调节保证频率；无功功率的调节保证电压。
（2）提高系统运行安全性。
通过计算机程序化的事故预想，能够实现对系统当前的运行状况进行详细的安全分析，确定具有足够承受事故冲击能力的运行方式。
（3）提高事故处理能力。
一旦电力系统中发生事故，迅速正确地处理事故，是减小事故损失、尽快恢复正常运行的保证。
通过安全自动装置实现局部的故障处理。
（4）提高系统运行经济性。
在系统安全运行、保证用户有合格电能质量前提下，整个电力系统是处在最经济的运行状态，其发电成本是最小的。
二、电力系统自动化技术包括的内容：电力系统自动装置，电力系统调度自动化。
1、电力系统自动装置包括：1）保证同步发电机并列操作的正确性和安全性的自动并列装置；2）保证电压水平，提高电力系统的运行稳定性的自动调节励磁AER ；保证系统频率水平且使系统负荷在同步发电机之间实现最优经济分配的自动调频；3）反事故安全自动装置自动重合闸ARD；备用电源和备用设备自动投入ATS；自动按频率减负荷AFL及自动解列、电气制动、水轮发电机自动起动及自动切负荷、火电厂事故减出力、水电厂事故切机等，如图1-1为电力系统安全自动装置配置：图1-1电力系统自动装置配置示意图2、电力系统调度自动化：1）对实时数据进行收集和处理，保证电能质量，保证系统安全和经济运行。
2）对事故的实时预想以选择合理的最优运行方式；系统事故发生后，提供正确的事故处理措施。
因此，电力系统调度自动化是一项效果显著、经济效益高、提高系统安全经济运行水平的技术措施。
三、主要学习内容及计划课时1、同步发电机的自动并列装置（10+2课时）保证了并列操作的正确性和安全性，而且减轻了运行人员的劳动强度，加快并列操作的过程。
ZZQ-5 自动准同步装置；数字式并列装置2、同步发电机的自动调节励磁装置AER（18+2）调整同步发电机励磁系统的励磁电流维持发电机机端电压；分配并列运行发电机间无功功率，保证系统运行时的电压水平；提高电力系统的稳定性；3、电力系统频率和有功功率自动调节（4）通过调整发电机的有功出力保证电力系统正常运行时有功功率的自动平衡，使系统频率在规定范围内变动。
第一章电力系统运行控制及其自动化概论
2021年7月30日星期五
内容提要
一.电力系统运行控制的复杂性 二.运行控制目标及分级体系 三.电网调度自动化系统 四.电网调度自动化技术的发展 五.智能电网与智能电力系统
2
一.电力系统运行控制的复杂性
1.1 电力系统是复杂的大系统
1.1.1 以销定产，即发即用，功率平衡
2.4.1 负荷预测 2.4.2 编制运行方式* 2.4.3 指挥倒闸 2.4.4 指挥事故处理 2.4.5 电网经济调度 2.4.6 综合计划
27
2.4.1 编制运行方式（P8-10）
（1）制定发电计划 （2）制定检修计划 （3）做好能源安排 （4）制定接线方式 （5）进行潮流计算 （6）进行安全分析
10
电网调度
通信服务器
应用服务器
数据采集和传输
RTU
RTU
RTU
发电
输电
变电
配电
用电
调速器(PG)、发动机励磁调节器(QG) 、调相机励磁调节器(QO) 、 变压器分接头(V2) 、断路器(C, PL) 、静止补偿器(QO)等
11
二.电网运行控制目标及分级体 制
2.1 安全、优质、经济、环保的目标
动态 稳定
环取有效措施
未考虑低压电网故障对稳定的影响
15.7 14.8 5.7 8.6
合计
71.9
12
美加8.14大停电事故简介（1）
2003.8.14 美、加大停电范围卫星图
13
美加8.14大停电事故简介（2）
停电地区包括美国密西根、俄亥俄、宾夕法尼亚、纽约、康涅狄格、 新泽西北部、马萨诸塞、佛蒙特8州和加拿大安大略、魁北克2省等 14
1主阀的自动控制与运行doc-武汉电力职业技术学院教案
液压系统的工作有两个任务，一是操作蝶阀、旁通阀和锁锭接力器，二是保持液压站的油压压力、油位正常。VY1为总供油电磁阀，在操作接力器时，VY1打开。液压站提供的压力油通过双控四通电磁换向阀的换向实现蝴蝶阀、旁通阀和锁锭的开启与关闭。这里采用带有定位机构的二位四通电磁换向阀,由直流电磁铁操作,可以防止误操作,提高系统运行的可靠性。
阀门控制信号：就地开、关阀信号，远方开、关阀信号。由4个按钮实现，需要开入点4个。
液压站的控制需要知道油泵的控制方式、运行状态和回油箱油位等信息，需要如下输入信号作为控制和监测信号：。
油泵的控制方式：1、2#油泵手动、自动方式（如即不在手动方式，也不在自动方式，则为停止方式），采用二位选择开关来实现，需要开入点4个。
油泵的运行信息：1、2#油泵的主接触器、旁路接触器、软启动装置的状态信息，共需要8个输入点。
4.你可以选择一个什么样的PLC，考虑液压系统的油泵电机的控制方式？
共需要输入信号32个，根据PLC控制系统设计要求，要求输入点数有一定冗余，因此选择CPU226模块和EM223开关量扩展模块。
三相电源经过空气开关QF，连接主回路交流接触器KM，然后接至软启动装置ATS-48D38Q的L1、L2、L3端，软启动装置ATS-48D38Q的T1、T2、T3端输出到电机，在软启动装置的驱动电源输入和输出之间并联了一个旁路接触器，在电机启动前，旁路接触器断开，在电机启动结束后，旁路接触器接通。虽然此时部分电流从旁路接触器流至电机，但软启动装置对电机仍具有各种保护作用。
控制方式信号：触摸屏控制、控制柜按钮控制、远方控制、本地控制。控制方式采用二位选择开关来实现，需要开入点4个。
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授课时间:年月日星期授课序号:1
课题
主阀的自动控制与运行
教学方式
引导文法
教具
PPT、ＰLC、主阀模拟程序
教学
目标
掌握主阀的类型、适用电站、控制方式
能描述主阀及其旁通阀的控制流程；
能设计简单的主阀控制装置的硬件及ＰLC程序,进行模拟调试;
能分析判断主阀系统的一般故障；
重点
难点
重点：主阀及其旁通阀的控制流程，主阀控制装置的硬件结构及PLＣ控制流程。
旁通阀和锁锭的操作和上述过程类似
3.任务单附图1中要检测哪些输入开关量、要输出哪些开关量 ?
主阀的控制系统需要如下输入信号作为控制和监测信号：
位置信号：主阀全开，主阀全关，旁通阀全开，旁通阀全关,液压锁锭拔出,液压锁锭投入，机械锁锭拔出，机械锁锭投入。上述位置信号采用各式接近传感器实现，共需要开入点8个。
控制方式信号:触摸屏控制、控制柜按钮控制、远方控制、本地控制。控制方式采用二位选择开关来实现,需要开入点4个。
压力信号：油压下限油泵启动信号，备用泵启动信号（主泵启动工作后,油压仍然下降，这时启动备用泵)，油压上限油泵停止信号，事故低油压信号，滤油器堵塞信号,主阀平压信号。油压信号采用电接点压力表或其它压力开关实现，需要开入点6个。
液压系统由液压站(有2台油泵,5个储油罐)，阀体(包含活门、旁通阀、锁定3个接力器）,4个单控电磁阀、3个双控四通电磁阀等其它液压部件构成。
液压系统的工作有两个任务，一是操作蝶阀、旁通阀和锁锭接力器,二是保持液压站的油压压力、油位正常。VY1为总供油电磁阀，在操作接力器时，VY1打开。液压站提供的压力油通过双控四通电磁换向阀的换向实现蝴蝶阀、旁通阀和锁锭的开启与关闭。这里采用带有定位机构的二位四通电磁换向阀,由直流电磁铁操作,可以防止误操作,提高系统运行的可靠性。
图 油泵电机的软启动控制
5.画出你的硬件系统图，画出你的软件框图?
略，见PPT
6.去实训室编点小程序试试吧?
学生分小组做吧
7.汇报展示与点评
引导文法、六步教学法、加上适当的讲授
讲授，与学生一起讨论方案
实验法
展示法
水电站综合实训中心、PPＴ、PLC实训室
ＰPT
1.5学时
0.5学时
1学时
1学时
1学时
附图 一
难点:主阀控制装置的硬件结构及ＰＬC控制流程。
作业
简述按自动开启的操作顺序直接手动操作各电磁阀开启蝴蝶阀的过程。
预 习 内容
课后
记载
学生听教师讲授时的表现：
学生交流活动中的表现:
今后要注意事项：
检查
意见
教学内容及过程
教学பைடு நூலகம்
方法
教学地点和教具
时间
1.主阀的类型有哪些？ 适用的电站？作用是什么?你了解它们的结构吗？
阀门控制信号：就地开、关阀信号，远方开、关阀信号。由４个按钮实现，需要开入点４个。
液压站的控制需要知道油泵的控制方式、运行状态和回油箱油位等信息，需要如下输入信号作为控制和监测信号:。
油泵的控制方式：1、2#油泵手动、自动方式（如即不在手动方式,也不在自动方式，则为停止方式),采用二位选择开关来实现,需要开入点4个。
当有蝴蝶阀的开启命令时,双控四通电磁换向阀VＹ2线圈励磁,压力油通向蝴蝶阀接力器的开启侧,蝴蝶阀开启,一直到蝴蝶阀完全打开，全开的限位开关动作,这时VY２线圈失磁,阀门开启保压电磁阀VY6动作。
当有蝴蝶阀的关闭命令时,双控四通电磁换向阀VY3线圈励磁，压力油通向蝴蝶阀接力器的关闭侧,蝴蝶阀关闭,一直到蝴蝶阀完全关闭,全关的限位开关动作。
主阀分为两种类型:球阀、胡蝶阀。
蝴蝶阀一般适用于水头在200m以下。
球阀常用于管道直径在2~３m以下,水头在2０0m以上的水电站
其作用有以下三点:
(1)岔管引水的水电站，构成检修机组的安全工作条件。
(2）停机时减少机组漏水量和缩短重新启动时间。
（3)防止飞逸事故的扩大。
结构见ＰPＴ
2.你能分析任务单附图1的主阀的液压控制系统的功能？
油泵的运行信息：１、2#油泵的主接触器、旁路接触器、软启动装置的状态信息,共需要8个输入点。
4.你可以选择一个什么样的PLC,考虑液压系统的油泵电机的控制方式?
共需要输入信号３2个,根据PＬC控制系统设计要求，要求输入点数有一定冗余,因此选择CPU226模块和EＭ2２3开关量扩展模块。
三相电源经过空气开关ＱＦ,连接主回路交流接触器ＫM,然后接至软启动装置ATＳ-４8D３8Q的Ｌ1、L２、L３端，软启动装置ＡＴＳ－４8D38Q的Ｔ1、T2、T３端输出到电机，在软启动装置的驱动电源输入和输出之间并联了一个旁路接触器,在电机启动前，旁路接触器断开，在电机启动结束后,旁路接触器接通。虽然此时部分电流从旁路接触器流至电机,但软启动装置对电机仍具有各种保护作用。