葛洲坝水力发电厂生产实习报告
一．实习名称：葛洲坝水力发电厂生产实习
二．实习时间地点：20##年7月9日～19日，湖北省宜昌市
三．实习单位：长江电力公司葛洲坝水力发电厂
四．实习目的意义
实习是教学计划中的一个重要环节。通过单位实习，让学生向单位技术人员及工人学习单位管理知识，了解一般的操作过程，进一步巩固课堂所学专业知识，了解并熟悉本专业的现代化技术和组织现场管理方法。
与企业紧密联系，加强学生的生产实习和社会实践，改革以学校和课堂为中心的传统人才培养模式。在这样的大背景下，为积极探索“学、研、产”相结合的人才培养新途径，提高人才培养质量，生产实习成为我校我院人才培养的一个重要环节。经过多年的发展，目前电气工程学院本科实习越来越正规、正式，也发挥着巨大的作用，有着重大的意义。
（1）通过考察实践，扩宽学生视野，巩固和运用课堂教学所掌握的理论知识，了解本学科的发展现状及对社会的重要作用；
（2）加强了理论与实践的联系，增强了学生对社会、国情和专业背景的了解，为日后进入社会工作打下良好的基础；
（3）增强了学生的劳动观念，培养了学生的敬业精神、创业精神，使学生得以了解今后的工作状况，激发了学生奋发向上的拼搏斗志。
五．实习要求：
本次实习是较为正式的专业生产实习，与大学期间的金工实习、电工实习、认识实习同属实验教学环节，但其正式性及与社会和生产的紧密结合使其成为大学期间最重要的实习环节，也是本科教育重要的一课，是对课堂学习的重要补充和拓展。本次实习的具体要求为：
（1）全面了解水电厂的电能生产过程，主要设备及系统。
（2）加深对电力工业在国民经济中重要作用及安全生产重要性的认识。
（3）理论联系实际，培养运用所学知识独立分析和解决实际问题的能力。
（4）学习工人师傅和工程技术人员的优秀品质，学习他们精湛的专业知识和丰富的实践经验。
六．实习概况
目前,作为仅次于三峡的全国第二大水电站－葛洲坝水电站,是我国第一个大型水电站。共装机21台，总装机容量为271.5万kW，年发电量１３亿kW／Ｈ，这个数字相当于解放初期全国发电总量的３倍多。
下面是葛洲坝的地理简介，长江流出三峡，江面突然由二三百米展宽到两千多米，出南津关（湖北宜昌附近）三千米的地方，被葛洲坝和西坝两个小岛将江面一分为三，分别叫做大江、二江、三江。被称作“万里长江第一坝”的葛洲坝水利枢纽工程就建在这里，大坝全长2561米。
葛洲坝水利枢纽工程于1970年12月30日动工，于1981年1月4日大江截流胜利合拢。同年6月15日，三江航道首次试航成功，9月30日第一台机组发电，第一期工程基本完成。第二期大江工程于1981年开始施工，现已胜利完成。它是我国根据自己力量建成的世界一流的工程，其技术之复杂，规模之巨大，世界罕见。
七．实习内容
本次实习的主要场地是整个葛洲坝工程体系包括大江电厂、二江电厂、二江电厂220kV开关站、葛洲坝500kV开关站、葛洲坝换流站等工程。在带队老师的努力下我们还有幸登上了三峡大坝。
本次实习日程安排如表6-1：
表1 葛洲坝实习日程安排
7.1安全教育暨葛洲坝、三峡水利枢纽工程介绍
7.1.1 实习的安全与纪律
1、电力生产企业在安全上遵循的原则：
（1）安全第一、预防为主。安全是电力生产企业永恒的主题。
（2）实习安全。实习安全二个主要方面：
1）人身安全
进入生产现场必须戴安全帽；
进入生产现场必须与导电体保持足够的安全距离；
对于不同电压等级的电气设备（带电体），在设备不停电的情况下，安全距离如表6-2所示：
表2 不同电压等级的安全距离
注：在事先不知设备的工作状态情况下,需将设备视为运用中的设备(全部带有电压、部分带有电压或一经操作即带有电压的设备）；对机械旋转部位、运动部位也必须保持足够的安全距离。
2）设备安全。要保证设备安全，对实习人员必须做到：
a、在生产现场，严禁任何人动任何设备；
b、生产现场严禁吸烟、携带火种；
c、任何人不得进入厂房或生产现场的“警戒区”；
d、遇有检修试验或设备操作等情况，实习人员必须绕道而行；
e、生产场所严禁照相、录音与录影；
f、严禁实习人员将包、袋及照相、录影设备、器材等带入厂房内；
g、禁止实习人员动用生产场所的电话机。
2、对实习人员着装的要求：
实习人员衣服不应有可能被运转的机器绞住的部分；最好穿工作服，衣服和袖口必须扣好；禁止穿长衣服和戴围巾；实习人员进入现场禁止穿拖鞋、短裤、背心，女实习人员禁止穿裙子、高跟鞋，辫子、长发必须盘在安全帽内。
3、实习纪律
（1）所有实习人员必须遵守实习接待单位的有关各项纪律与规章制度，服从接待方的管理；
（2）进出生产现场应佩带实习证或出示其它有效实习证件，自觉接受保卫人员的检查；
（3）在无接待单位接待实习人员带领、监护情况下，任何实习人员均不得进入生产现场；
（4）现场参观、实习过程中，任何实习人员均不得脱离自己所在的编队。
7.1.2 葛洲坝水利枢纽工程简介
长江流出三峡，江面突然由二三百米展宽到两千多米，出南津关（湖北宜昌附近）三千米的地方，被葛洲坝和西坝两个小岛将江面一分为三，分别叫做大江、二江、三江。被称作“万里长江第一坝”的葛洲坝水利枢纽工程就建在这里，大坝全长2561米。
葛洲坝水利枢纽工程主要数据如下表6-3：
表3 葛洲坝水利枢纽工程简介
其中水库回水距离就是改善通航条件的里程,由此带来的效益,即为通航效益。大坝简图如图6-1。
保证出力:76.8万kW;
水库调节性能:日调节(泾流式电站);
泄水闸最大排洪能力:8.4万立方米/秒;
全部工程总体最大排洪能力:11.2万立方米/秒;
全部工程动工时间:1970.12.30
第一台机组(1F)投产试运行:1981.7.31
全部机组投产:1988.12
全部工程动工时间:1970.12.30
第一台机组(1F)投产试运行:1981.7.31
全部机组投产:1988.12
图 1葛洲坝大坝简图
二江电厂220kV开关站(变电站)接线方式:双母线带旁路;
二江电厂发电机与主变压器配接方式:单元接线方式;
大江电厂500kV开关站(变电站)接线方式:3/2接线;
大江电厂发电机与主变压器配接方式:扩大单元接线方式;
厂用电高压电压等级:6kV;
厂用电低压电压等级:400V;(380/220V)
工程总投资:48.48亿元（折合到70年代末的物价指数）。
7.1.3 三峡水利枢纽工程介绍
表 4三峡水利枢纽工程简介
其中水库回水距离:650km(至重庆市,对应175m水位)，解决了长期以来制约长江航运发展的瓶颈问题,可以使宜昌至重庆长江河段通行万吨轮,这样可使得长江年单向货运量由现在1500万吨(左右)发展到5000万吨,达到世界内河航运极限，由此带来显著的通航效益。三峡大坝简图如图2：
图 2三峡大坝简图
7.2 葛洲坝电厂电气一次部分
发电厂、变电所（站）的电气设备，按照其功能可分为两类。第一类是直接与生产或输送电能（电力）有关的设备（例如：发电机、变压器、高压母线、断路器、隔离开关等），称为一次设备。第二类设备是对一次设备进行监测、控制、操作或保护的设备，我们称为二次设备(例如：继电保护装置、励磁调节系统、断路器操作系统、电气仪表等）。一次、二次设备互相配合，保证电力生产与输送安全可靠进行。下面简单介绍葛洲坝电厂电气一次部分。
7.2.1 二江电厂电气一次部分
1、220kV开关站的接线式及有关配置
（1）接线方式：双母线带旁路，旁路母线分段（如图6-3所示）
母线：进、出线所连接的公共导体（结点）。
母线的功能：汇聚与分配电能（电流）。
断路器（开关）作用：1）正常情况下用于接通或断开电路；
2）故障或事故情况下用于切断短路电流。
隔离开关（刀闸）作用：1）设备检修情况下，将检修部分与导电部分隔开一个足够大的（明显可见的）安全距离，保证检修的安全；
2）正常情况下，配合断路器进行电路倒换操作；
3）电压等级较低、容量较小的空载变压器及电压互感器用隔离开关直接投切。
旁路母线与旁路断路器的作用：检修任一进线或出线断路器时，使对应的进线或出线不停电。检修任一进线或出线断路器时，用旁路断路器代替被检修断路器，并由旁路母线与有关隔离开关构成对应进线或出线的电流通路。
（2）接线特点：旁路母线分段。
双母线带旁路在电力系统的发电厂、变电所的一次接线中应用很普遍，但旁路母线分段却不多见，教科书也很少介绍，这是二江电厂220kV开关站接线方式的一个特点。将旁路母线分段并在每个分段上各设置一台断路器的原因是母线上的进、出线回数多，且均是
图 3二江电厂电气一次部分接线图
重要电源或重要线路，有可能出现有其中两台断路器需要同时检修而对应的进、出线不能停电的情况，在这种情况发生时旁路母线分段运行、旁路断路器分别代替所要检修的两台断路器工作，保证了发供电的可靠性。同时两台旁路断路器也不可能总是处于完好状态，也需要检修与维护,当其中一台检修例一台处于备用状态，这样可靠性比旁路母线不分段、仅设置一台旁路断路器高。
（3）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。
(4）开关站布置型式：分相中型单列布置（户外式）。
2、厂用6kV系统与发电机组的配接方式
采用分支接线方式(仅3－6F有此分支），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。
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。
公用变压器的型号与参数（21B、24B），3F-6F出口断路器型号参数（ABB)见下表5.
表 5 公用变压器与出口断路器型号及参数
3、发电机中性点的接地方式
发电机中性点经消弧线圈接地（如图6-4所示），发电机中性点经消弧线圈接地情况下的等效电路如图6-4所示。
图 4发电机中性点接地图
图 5发电机中性点接地等效电路图
发电机定子绕组或引出线（包括分支引线）发生单相接地时，流过接地点的电容电流是超前接地相相电压90º的（将电容电流参考方向选定为由设备流向地网），而流过消弧线圈的电流是滞后接地相相电压90º的（参考方向与电容电流方向一致），二者正好反相。实际经验证明：
（1）若流过接地点的电流>30A，则在接地点产生永久性电弧，发电机定子绕组、铁芯或有关设备将被严重烧损。
（2）10A<接地电流<30A，则在接地点产生间歇性电弧，既会烧损设备，又会引起过电压。
由于流过消弧线圈的电流对电容电流具有抵偿（补偿）作用，合理选择补偿度k（k=IL/Idc)，就可以使得流过接地点的实际电流 (Id) 在10A以下，这样永久性与间歇性电弧均不会产生，保证了发电机定子绕组或引出线发生单相接地时，设备不受损坏。由于消弧线圈具有消除电弧作用，故因此而得名。
葛洲坝电厂选取的补偿度是欠补偿。即： k=IL/Idc <1。这种补偿方式仅在发电机与主变压器采用单元接线或扩大单元接线方式条件下才可采用。
7.2.2 大江电厂电气一次部分
1. 500kV开关站接线方式及有关设备配置
（1）接线方式：采用3/2接线（见图6-6）。
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。
图 6大江电厂电气主接线图
（2）布置型式：分相中型三列布置（户外式）。
（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。）
交叉配置是3/2接线方式普遍的配置原则，作交叉配置时，3/2接线可靠性达到最高。因为这种配置在一条母线检修例一条母线故障或2条母线同时故障时电源与系统仍然相连接，(在系统处于稳定条件下）仍能够正常工作。
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。其中葛凤线、葛双2回、葛岗线首端分别装设并联电抗器（DK）。因为这三回出线电气距离长、线路等效电感及电容量大，“电容效应”的影响严重，装设并联电抗器后，可以有效防止过电压的产生（ 过电压现象最严重的情况是线路空载 ）、适当地改善线路无功功率的分布、从而使系统潮流分布的合理性与经济性得到相应的改善。
自耦变压器的中性点必须直接接地，这是由其工作原理及内部电路结构特殊性所决定的，因此251B、252B的中性点为直接接地方式。
若自耦变压器的中性点不接地或不直接接地，在高压侧发生单相接地情况下，中性点位移，与此有自耦关系的中压或低压绕组对地电压将升高到相当高的程度，足以导致绝缘击穿、变压器损坏，并由此引起电力系统故障。中性点直接接地后，高压侧单相接地时造成单相短路故障，中性点不发生位移，继电保护装置动作切除故障或变压器本身，保证变压器绝缘不被损坏。
2. 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（见图6-6）。
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
表6 主变压器（国产）型号与参数
3.发电机组制动电阻的设置
（1）设置制动电阻的原因
大江电厂外送有功功率很大，当系统故障或出线跳闸时，原动机（水轮机）的输入功率由于惯性作用不可能迅速减小，此时发电机发出功率总和大于线路输出功率总和，机组转子的制动力矩小于拖动力矩，转子在原有旋转速度基础上加速，从而导致机组与系统不同步，造成振荡或失步，机组被迫解列，甚至引起整个系统瓦解。设置制动电阻后，制动电阻在上述情况下通过继电保护或自动装置自动投入。制动电阻作为负载吸收故障时有功功率的“多余”部分，因而对转子加速起制动作用，保证机组与系统正常运行。（2）制动电阻投入的时间：2S。
7.3葛洲坝200kV继电保护系统介绍
7.3.1继电保护装置
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。
7.3.2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。
7.3.3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。
7.4葛洲坝500KV换流站简介
葛洲坝－上海南桥直流输电工程是中国第一条超高压直流输电工程。工程送端葛洲坝换流站位于宜昌宋家坝，受端换流站位于上海市奉贤县南桥，途经湖北、安徽、江苏、浙江和上海，线路全长1045.7Km。原计划1987年12月建成极1，1988年工程全部建成。由于换流变压器未通过出厂试验而重新制造，推迟到1989年9月投入运行，整个工程于1990年8月全部建成，从湖北葛洲坝至上海的葛南双极直流输电线路投入商业运行。其额定容量为1200MW（单极600MW），额定电压为±500kV，输送直流电流为1200A。此工程揭开了我国输电史上新的一页，中国电力从此进入了交直流混合输电的时代。
葛洲坝－上海直流输电工程的运行方式有以下几种：
①双极方式（包括双极对称方式和不对称方式）；
②单极大地回线方式（包括双导线并联大地回线方式）；
③单极金属回线方式；
④功率反送方式（反送最大功率为额定功率的50％）；
⑤降压方式（在额定直流电流下，直流电压可降到额定值的70％）。
7.6葛洲坝电厂调速系统介绍
7.6.1 概述
调速系统是发电厂的重要的辅助系统。它的基本任务就是按照用户负荷变化所引起水轮发电机组的转速或频率变化的偏差，通过调速器自动调节水轮机导叶开度，使发电机的输出功率和频率满足用户的要求。
7.6.2水轮机调速器分类
水轮机调速器是水轮机控制的主体，它可以分为机械液压调速器、电气液压调速器和数字式电液调速器等，数字式电液调速器通常又称为微机调速器。
7.6.3葛洲坝水电厂调速器类型
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。机组运行的最优效率工况取决于导叶开度和轮叶角度的配合关系，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况。
葛洲坝电厂现有的调速器都是数字式的微机调速器。主要有两种：一种是WBST-A（Q)的PLC可编程控制器和B&R 2003(2005)型的PCC调速器。均由宜昌能达公司提供。
6.7三峡大坝
实习的最后一天上午，我们前往了三峡大坝参观了三峡水利枢纽工程。在三峡大坝，我们主要在两个地方参观，一个是五级升降船闸观察区，另一个是坝顶上观察三峡工程的全貌。在五级升降船闸区，我们看到了正在通过船闸的轮船，并看到了开关船闸的动作，从而理解到其连通器的工作原理。在坝顶，我们看到了整个三峡工程的全貌，实在是大，其落差达到一百多米，坝后形成了巨大的水库，和坝的下游形成明显的落差，领略到高峡平湖的宏伟景象。虽说最后没能进入真正与我们专业相关的水轮发电机室和电站控制中心等处，但我们所进入的区域也确实已经是大坝的工作区。
八．实习总结
短暂的实习很快就结束了，通过11天的讲座和实地参观，我对水力发电的整个流程有了深刻和全面的认识。这次实习让我看到了实际中的电气主接线的结构形式：双母线带旁路（旁路母线分段），3/2接线形式，断路器、主变、同步发电机等。我对葛洲坝和三峡水利枢纽工程有了进一步的了解，对各种设备也有了直观的认识。
在实习过程中，我看到了很多的设备是进口的，带我们参观的老师也时时的强调，国产的设备不好用，其外观形状都没有进口的好看。我对此现状感到担忧，我国的国力和各方面的实力都在上升，要作为大国强国，实现中国的伟大复兴，不掌握关键核心技术是不行的。作为电气专业的学生，我觉得我们有责任去研究攻破这些目前我国还不会的技术，把掌握核心科技作为我们的新使命。
经过这次实习给我印象最深的还是安全，干电力这行工作，必须要有安全意识，而且安全意识随时都不能松懈。给我们上课的杨诗源老师以幽默风趣的语言给我们举了许多真实发生在葛洲坝水电厂的安全事故，归根结底都是一些人安全意识淡薄，才导致了人身伤亡的安全事故。所以，不只是电力生产行业，从事各行各业的劳动者必须要有强烈安全意识，并付之于实际工作中，警钟长鸣，这样才能避免不必要的损失。
这次实习我的收获是非常大的，让我明白了平常学的理论知识是非常重要的，在实际的生产运用中时非常关键的。最后要感谢学院为我们提供了这次宝贵的实习机会，也要感谢徐老师、江老师、郑老师、龙老师、胡老师等几位老师，正是因为他们尽职尽责地付出，才使得我们这次实习圆满结束。