電力系統自動裝置第7章

故障錄波裝置2微機型故障錄波裝置3故障錄波裝置的應用及運行維護1故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇目錄Contents7.1故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇PART017.1故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇故障錄波的定義

故障錄波裝置用于主要發電廠、220KV及以上變電所和110KV重要變電所，便于分析電力系統故障及繼電保護和安全自動裝置在事故過程中的動作情況，迅速判斷線路故障的位置指當電力系統發生故障時，能迅速直接記錄下與故障有關的運行參數的一種自動記錄裝置。7.1故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇7.1.1故障錄波裝置的作用（1）為正確分析事故原因、及時處理事故提供重要依據。（2）便于查找故障點，加快處理事故進程，減輕巡線人員勞動強度。利用錄取的電流、電壓波形，可以推算出一次電流、電壓數值，由此計算出故障點位置，使巡線范圍大大縮小，省時、省力，對迅速恢復供電具有重要的作用。通過錄取的故障過程波形圖，可反映故障類型、相別、故障電流、電壓大小，斷路器的跳合閘時間和重合閘是否成功等情況。據此可以分析故障原因，研究防范措施，減少故障發生或為及時處理事故提供可靠的依據。7.1故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇7.1.1故障錄波裝置的作用（3）分析評價繼電保護及自動裝置的動作情況，及時發現設備缺陷，以便消除事故隱患。

根據錄波資料，可以正確評價繼保和自動裝置工作情況（正確動作、誤動、拒動），尤其是發生轉換性故障時，裝置提供的準確資料，可幫助發現繼保和自動裝置的不足，有利于進一步改進和完善這些裝置。同時，真實記錄了斷路器的情況（跳、合閘時間，拒動、跳躍、斷相等），可發現斷路器存在的問題，消除隱患。7.1故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇7.1.1故障錄波裝置的作用（4）了解系統運行情況，迅速處理事故。從故障錄波圖的電氣量變化曲線，可以清楚地了解電力系統的運行情況，并判斷事故原因，為及時、正確處理事故提供依據。（5）實測系統參數，研究電力系統振蕩。故障錄波可以實測某些難以用普通實驗方法得到的參數，為系統的有關計算提供可靠數據。故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇7.1.2故障錄波裝置的發展1.故障錄波裝置的發展階段

第一階段機械—油墨式故障錄波裝置第二階段機械—光電式故障錄波裝置第三階段微機—數字式故障錄波裝置故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇7.1.2故障錄波裝置的發展（1）功能完整，自成體系。裝置具有16路模擬量輸入、16路開關量輸入，還可以由2～3臺錄波裝置組屏構成32路或48路的故障錄波屏，具有擴展靈活、工作相對獨立的特點。（2）軟件啟動錄波。每一模擬量通道均可啟動錄波。采用鍵盤設定錄波啟動方式及啟動限值。每一啟動方式均有突變量啟動、低限啟動和過限啟動三種選擇，還可設定系統的振蕩啟動。具有人機對話功能，便于在工作現場整定限值，也簡化了硬件配置。2.微機故障錄波裝置優點7.1故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇7.1.2故障錄波裝置的發展（3）錄波時間長，錄波完整、不間斷。具有三個循環存放的錄波數據存儲空間，每個存儲空間可存儲一次未經壓縮的錄波數據，每次錄波時間為4.2s，其中有故障前的100ms。不間斷錄波時間最長為12.6s(3次)。每次錄波后數據自動存盤，快速清空數據存儲空間，以便連續錄波。存盤后自動繪圖輸出。采用不間斷方式采集數據及故障判斷。在存盤及繪圖過程中，若系統再次發生故障，仍可進行錄波且不影響當前的存盤及繪圖。2.微機故障錄波裝置優點7.1故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇7.1.2故障錄波裝置的發展（4）具有完善的智能化打印繪圖功能。打印輸出時能夠對錄波數據進行分析，自動確定繪圖比例，自動選擇電氣量有變化的部分。打印輸出的信息報告內容包括故障時刻、故障元件、故障地點、故障類型、自動重合閘動作情況、開關量動作順序等。（5）故障錄波數據后期處理。

對故障錄波后的數據，可在機上用專用的軟件進行離線處理。可對錄波數據全過程模擬量的每一部分及開關量進行放大、縮小、定格、重新排列、打印輸出等，還可利用卡遠傳錄波數據到調度中心進行分析處理。2.微機故障錄波裝置優點7.1故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇7.1.2故障錄波裝置的發展（6）掉電保護功能。掉電時，實時時鐘及錄波數據等信息不丟失。（7）人機對話功能。定值、時鐘和各種操作指令均可通過面板上按鍵和顯示器進行直接的觀察和操作。2.微機故障錄波裝置優點7.1故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇7.1.3故障錄波裝置錄取量的選擇1.錄取量的選擇錄取量的選擇包括模擬量和開關量的選擇,選擇哪些錄取量應根據監測的電氣設備的要求。一般監測的電氣設備有發電機、變壓器、輸電線路等，所以錄取的模擬量可以是與這些設備有關的電壓、電流、有功、無功、阻抗、諧波分量、溫度等，錄取的開關量是重要的斷路器、隔離開關及保護裝置的狀態等。7.1故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇2.故障錄波裝置錄取量選擇的基本要求錄取量選擇的要求（1）線路零序電流必錄。（2）錄取波形應能明確看出故障類型、相別、故障電流、電壓的量值及變化規律，跳合閘的時間等。（3）錄波量力求完整。如對220KV及以上線路三相電流應當錄全。（4）在可能發生振蕩的線路上，可錄一相功率量。（5）對于裝有相差高頻保護的線路，當需要錄取高頻信號時，可少錄一相該線的電流，利用錄取電流的振子改錄高頻信號。對少錄的一相電流可采取縱橫配合的方法來彌補。（6）當需要記憶量時，可錄一組電流及一組相電壓。7.1故障錄波裝置的作用及錄取量的選擇7.1.3故障錄波裝置錄取量的選擇2.故障錄波裝置的配置考慮：便于分析事故、便于尋找故障點、便于了解系統中的主要設備、便于監視系統中的主要設備。（1）一般330KV及以上線路每回裝一套（2）220KV線路2-3回裝一套（3）110KV重要變電所出線3-4回裝一套。/7.2微機型故障錄波裝置PART027.2微機型故障錄波裝置7.2.1微機型故障錄波裝置的組成微機故障錄波裝置軟件硬件后臺機：用于數據管理和處理輔助變換器：用于變換電流、電壓等模擬量，以適應單片微機的A/D轉換要求。前置機：用于數據采集系統和判斷啟動用，將故障信息快速及時傳到后臺。7.2微機型故障錄波裝置裝置框圖7.2微機型故障錄波裝置7.2.1微機型故障錄波裝置的組成1.前置機是一個多CPU系統

前置機由4個數據采集CPU插件、人機接口插件、開關量輸入插件、逆變電源及告警插件組成，實際上是一個智能數據采集系統。每塊數據采集CPU插件與微機保護的CPU插件結構基本相同，但數據采集CPU插件的容量要大得多，如每塊CPU插件的靜態RAM有512KB，而后臺PC機的內存和硬盤容量更大。7.2微機型故障錄波裝置7.2.1微機型故障錄波裝置的組成2.后臺機部分主要用于數據處理和管理

由一臺PC機和一臺顯示器構成，或由筆記本計算機構成。后臺機在前置機給出啟動命令后即接收前置機送來的故障錄波數據、信息，通過數據處理及管理，完成故障測距計算，給出各種統計數據表格，繪圖打印輸出。7.2微機型故障錄波裝置7.2.2微機型故障錄波裝置的軟件原理軟件主程序采樣中斷服務程序故障錄波程序7.2微機型故障錄波裝置7.2.2微機型故障錄波裝置的軟件原理1.主程序框圖原理說明插件芯片級的初始化:對各芯片的功能及方式初始化。CPU插件自檢:RAM、ROM、EPROM、EEPROM及CPU本身的自檢同步采樣信號檢測:所有各CPU插件均用一條線專門接收人機接口插件的同步采樣脈沖，同步采樣信號檢測就是檢測同步采樣脈沖是否正常。如插件自檢和同步采樣信號檢測未通過則告警并打印報告。7.2微機型故障錄波裝置7.2.2微機型故障錄波裝置的軟件原理1.主程序框圖原理說明中斷開放主要是指允許采樣中斷。采樣中斷開放后，將定時從主程序轉入采樣中斷服務程序，完成采樣任務后再回到主程序。系統自檢是指TA、TV的斷線檢測或者其他專業自檢。自啟動判據是反映系統故障的電壓U0、U1、U2各序分量值是否超過定值。7.2微機型故障錄波裝置7.2.2微機型故障錄波裝置的軟件原理2.采樣中斷服務程序原理說明（1）存儲單元采樣值刷新進入采樣服務中斷程序后，采樣計算VFC輸出的脈沖數。對采樣CPU插件的12路模擬量全部采樣結束，將最近的10周中采樣計數存儲單元所存儲的采樣值全部刷新換為最新的采樣值。7.2微機型故障錄波裝置7.2.2微機型故障錄波裝置的軟件原理2.采樣中斷服務程序原理說明（2）自啟動判據檢測根據剛刷新的計數值，計算各通道已選定的突變量，判斷是否大于整定值，如大于整定值，則使啟動標志位置1，修改返回地址為故障錄波程序首地址，即進入故障錄波程序；如不大于整定值，則進入開關量自啟動判據程序，如選定的自啟動開關量狀態為1則立即啟動標志位，轉入故障錄波程序，否則結束采樣中斷服務程序回到主程序中循環。7.2微機型故障錄波裝置7.2.2微機型故障錄波裝置的軟件原理3.故障錄波程序原理說明按故障錄波的劃分時段、順序記錄的原理，檢測啟動標志后就保留故障前3周的首段記錄，隨即清啟動標志位，然后按順序賦值錄波段，再進入按時段壓縮數據自程序（數據處理程序）并保留被壓縮的數據。如在錄波及數據處理過程中，檢出系統又發生故障（即檢出再啟動），則錄波重新進行，轉入錄波初始程序。整個故障錄波過程就是按時段(A～E)逐段順序記錄不斷循環完成錄波的。7.2微機型故障錄波裝置7.2.3微機型故障錄波裝置的功能

微機型故障錄波裝置的功能主要是由前置機來完成，前置機的軟件功能主要有數據采集任務、判斷啟動任務、及時將數據傳送至后臺機。1.數據采集任務數據采集任務是1ms進行一次定時采樣及計算，每次定時采樣均進入采樣中斷服務程序。7.2微機型故障錄波裝置7.2.3微機型故障錄波裝置的功能2.判斷啟動任務分為內部啟動和外部啟動兩種。3.數據通信任務將數據采集信息通過串行總線及時地傳送到人機接口插件，利用人機接口插件中的串行口通信中斷服務程序，將錄波的數據信息再傳入后臺機永久保存。7.3故障錄波裝置的應用及運行維護PART037.3故障錄波裝置的應用及運行維護7.3.1故障錄波裝置的啟動裝置的故障錄波啟動（一）內部啟動（二）外部啟動7.3故障錄波裝置的應用及運行維護故障錄波裝置的啟動1.內部啟動內部啟動1.各相相電壓和零序電壓突變量啟動規定相電壓突變量為△Uh≥±5%UN

規定零序電壓突變量為△U≥±2%UN2.過壓和欠壓啟動3.主變壓器中性點電流越限啟動規定變壓器中性點電流越限啟動值為3I0≥±10%IN4.頻率越限與變化率啟動頻率越限啟動值為50.5HZ≤f≤49.5HZ；頻率變化率啟動值為df/dt≥0.1HZ/S5.系統振蕩啟動7.3故障錄波裝置的應用及運行維護故障錄波裝置的啟動2.外部啟動外部啟動1.斷路器的保護跳閘信號啟動由繼電保護裝置跳閘命令啟動故障動態記錄時，應當選用與發出斷路器跳閘命令同步的觸點信號（最好是跳閘出口繼電器的觸點），以準確記錄啟動時刻。為了避免干擾，以空觸點經雙絞線輸出到故障錄波器是必要的。2.手動和遙控啟動可以由變電所就地和上級調度來遠方命令啟動。7.3故障錄波裝置的應用及運行維護7.3.2錄波數據采樣及記錄方式1.分時段記錄方式故障記錄可分為A、B、C、D、E共5個時段,對于這5個時段不僅故障量記錄的時間長短不同，而且故障量的采樣頻率也不一樣。

7.3故障錄波裝置的應用及運行維護7.3.2錄波數據采樣及記錄方式1.分時段記錄方式B時段：記錄系統大擾動后初期的狀態數據，可直接輸出原始記錄波形，可觀察5次諧波，同時也輸出每一周的工頻有效值，記錄時間大于0.1S。

A時段：記錄系統大擾動開始前的狀態數據，輸出原始記錄波形及有效值，記錄時間大于0.04S。7.3故障錄波裝置的應用及運行維護7.3.2錄波數據采樣及記錄方式1.分時段記錄方式E時段：系統長過程的動態數據，每1輸出一個工頻有效值，記錄時間大于10min。C時段：系統大擾動后的中期狀態數據，輸出連續的工頻有效值，記錄時間大于1.0S。D時段：系統動態過程數據，每0.1S輸出一個工頻有效值，記錄時間大于20S。7.3故障錄波裝置的應用及運行維護7.3.2錄波數據采樣及記錄方式2.不定長錄波（1）非振蕩故障啟動在某一時刻，啟動量滿足任一啟動條件，裝置啟動錄波。如果在錄波的過程中有且僅有這一次故障啟動時，裝置將按A-B-C-D時段順序進行錄波。如果裝置在已啟動的錄波過程中，有突變量輸出或斷路器跳合閘信號時，若在B、C時段，則由t=0時刻開始沿B、C、D、E時段重復執行；否則應沿A、B、C、D、E時段重復執行。以上啟動方式的錄波的結束條件為：所有啟動量全部復歸，并且記錄時間大于3S。7.3故障錄波裝置的應用及運行維護7.3.3故障錄波圖解讀1.故障波形圖中讀取準確事件時間圖7-7故障波形讀取準確時間圖故障持續時間：故障持續時間為從電流開始變大或電壓開始降低到故障電流消失或電壓恢復正常的時間，如圖7-8所示的A段，故障持續時間為60ms。圖7-8故障波形時間匯集柱圖7.3故障錄波裝置的應用及運行維護7.3.3故障錄波圖解讀1.故障波形圖中讀取準確事件時間圖7-7故障波形讀取準確時間圖保護動作時間:保護動作時間是從故障開始到保護出口的時間，即從電流開始變大或電壓開始降低，到保護輸出觸點閉合的時間，如圖7-7所示的B段，保護動作最快時間為15ms。圖7-8故障波形時間匯集柱圖7.3故障錄波裝置的應用及運行維護7.3.3故障錄波圖解讀1.故障波形圖中讀取準確事件時間圖7-7故障波形讀取準確時間圖斷路器跳閘時間:斷路器跳閘時間是從保護輸出觸點閉合到故障電流消失的時間。如圖7-8所示C段，斷路器跳閘時間為45ms。一般不用斷路器位置觸點閉合或返回信號。圖7-8故障波形時間匯集柱圖7.3故障錄波裝置的應用及運行維護7.3.3故障錄波圖解讀1.故障波形圖中讀取準確事件時間圖7-7故障波形讀取準確時間圖保護返回時間:保護返回時間是指故障電流消失時刻到保護輸出觸點斷開的時間，如圖7-7所示D段，保護返回時間為30ms。圖7-8故障波形時間匯集柱圖7.3故障錄波裝置的應用及運行維護7.3.3故障錄波圖解讀1.故障波形圖中讀取準確事件時間圖7-7故障波形讀取準確時間圖重合閘裝置出口動作時間:重合閘裝置出口動作時間是從故障消失開始計時到發出重合命令（重合閘觸點閉合）的時間，如圖7-7所示E段。圖中重合閘動作時間為862ms。圖7-8故障波形時間匯集柱圖7.3故障錄波裝置的應用及運行維護7.3.3故障錄波圖解讀1.故障波形圖中讀取準確事件時間圖7-7故障波形讀取準確時間圖斷路器合閘動作時間:斷路器合閘時間是從重合閘輸出觸點閉合到再次出現負荷電流的時間。如圖7-7所示F段，斷路器合閘時間為218ms。也不用斷路器位置觸點閉合或返回信號。圖7-8故障波形時間匯集柱圖7.3故障錄波裝置的應用及運行維護7.3.3故障錄波圖解讀2.故障波形圖中電流、電壓有效值的讀取利用故障波形圖中的電流、電壓波形，測量出故障期間電流、電壓的有效值。如圖7-9所示，B相故障，B相電流通道上呈現故障電流（A、C相僅呈現負荷電流）；B相通道上電壓明顯降低。而非故障A、C相電壓相位基本沒有變化。7.3故障錄波裝置的應用及運行維護7.3.3故障錄波圖解讀2.故障波形圖中電流、電壓有效值的讀取電流計算方法:7.3故障錄波裝置的應用及運行維護7.3.3故障錄波圖解讀2.故障波形圖中電流、電壓有效值的讀取零序電流的計算方法與相同。7.3故障錄波裝置的應用及運行維護7.3.3故障錄波圖解讀3.故障波形圖中電流、電壓相位的讀取7.3故障錄波裝置的應用及運行維護7.3.3故障錄波圖解讀4.波形圖中區分故障性質圖7-12線路保護區內故障波形圖（1）正向區內瞬時故障波圖分析圖示變電站的某次出線B相正向區內瞬時故障波形圖。所裝設的是“允許”式線路高頻保護。故障后，本側保護2～3ms發信，B相相電壓明顯降低。過8～9ms收到對側“允許”信號，判斷為區內故障，發出跳閘指令，15ms后斷路器切斷故障電流。在922ms時保護發出重合閘指令，斷路器重合閘成功。電流、電壓恢復正常。7.3故障錄波裝置的應用及運行維護7.3.3故障錄波圖解讀4.波形圖中區分故障性質圖7-13線路永久性故障分析波形圖（2）正向區內永久故障波圖分析圖示變電站出線某次正向區內永久性故障波形圖。故障后，B相電壓明顯降低，本側保護大約2～3ms發信，過8～9ms收到對側“允許”信號，判斷為B相區內故障，發出跳閘指令，15ms后斷路器跳開，在922ms時保護發出重合閘指令，重合到故障的線路，線路又發生第二次故障，斷路器無時限跳開三相。保護不再發重合閘命令（原因是采用的為單次重合閘。重合閘動作一次后，短時充電未足再動作）。7.3故障錄波裝置的應用及運行維護7.3.3故障錄波圖解讀對故障錄波圖進行進行故障分析要注意把握故障細節，要本著科學嚴謹的工作態度和精益求精的工匠精神進行嚴謹細致地分析，從而確定故障發生的相關信息，才能排除故障和探尋故障發生的原因并防患于未然。7.3故障錄波裝置的應用及運行維護7.3.4分析故障錄波實例圖中左邊數據的意義(以ua的波形為例說明)：41.205—表示左光標對應時刻為0.049的二次值，單位為（圖中未標出）；82.011—表示右光標對應時刻為7.000的二次值，單位為v；100—表示縱軸上白色刻度點與零點之間的長度代表值（二次值），單位為v。7.3故障錄波裝置的應用及運行維護分析故障錄波實例對-0.050～7.000波形圖觀察分析可知，系統振蕩發生時刻為0.000s（時間前的“-”號表示故障前的時間），到2.958s振蕩加劇，振蕩頻率增加；在5.732s系統又發生三相短路。三相短路開始時出現短時的零序電壓和零序電流，因三相短路瞬間的不對稱，此現象也被完整、準確地顯示在圖中。在6.215s三相短路穩定，被檢測線路存在三相電壓外，其他錄取量均為零或接近零，表明三相短路的短路點在該線路很近的其他線路上。（1）檢查裝置各個指示應正常。（2）檢查微機箱各個模擬插件和開關量插件插入牢固無松動或掉出。（4）按鍵盤任意鍵，查看顯示器顯示內容。（3）檢查變送器箱各插件插入牢固無松動或掉出，無異常聲音。7.3.5微機型故障錄波裝置的運行維護（5）檢查操作按鈕完好無損壞潔凈無灰塵。（6）檢查屏下端交流、直流電源開關在合的位置。（7）檢查屏箱門完好，玻璃透明潔凈、無損壞。1.裝置日常巡視檢查（2）檢查端子排上各接線端子接觸良好，無開路或潮濕短路現象，無燒焦變黑現象。（3）檢查各個箱內無異常聲音、無冒煙現象。（6）檢查屏內通風良好，箱門關閉嚴密，箱門無脫漆或銹蝕。（5）檢查屏內接地線完好無損壞或銹蝕。（1）檢查打印機的電源ON/OFF開關打在ON的位置、打印機打印紙裝備、打印機針頭、色帶等無積灰塵或蜘蛛網。（4）檢查各箱與箱之間的連接電纜完好無損壞，兩端插頭插入牢固并接觸良好。2.裝置定期巡視檢查3.異常及故障的處理（1）頻繁啟動（2）不能錄波頻繁啟動故障一般是定值設置不當造成的。可根據故障報告判斷是由哪一通道引起的，然后將定值適當調整，重新設置即可。1）參數、定值設置不當。應重新校對參數，重新設置相應通道的各項定值。2）通道電氣連接不當。在調整了定值后仍然不啟動錄波，可進行手動錄波，然后進行波形分析。若相應通道無正常波形，則該通道不正常，原因可能是接線不好或接錯線等原因。3）電源故障。若整機掉電，應檢查供電電源及各個空氣開關是否完好。小結1.故障錄波裝置是當電力系統發生故障時，能迅速直接記錄下與故障有關的運行參數的一種自動記錄裝置。2.故障錄波裝置的作用3.微機故障錄波裝置的主要優點4.故障錄波裝置錄取量的選擇5.微機故障錄波裝置由硬件、軟件兩部分組成。其中硬件部分由輔助變換器、前置機、后臺機等三部分組成。軟件由主程序、采樣中斷服務程序及故障錄波程序組成。6.故障錄波裝置的啟動、錄波數據采樣及記錄方式裝置的故障錄波啟動分為內部啟動和外部啟動兩種，故障記錄可分為A、B、C、D、E共5個時段。7.微機型故障錄波裝置的運行維護課后思考什么是故障錄波裝置？其作用是什么？微機型故障錄波裝置有哪些功能？微機型故障錄波裝置有哪些優點？感謝大家觀看《電力系統自動裝置》課程電力系統自動裝置第8章水電站自動控制技術

重點

輔助設備自動控制接線原理；

碟閥自動控制接線；微機單元自動控制程序。教學目的：了解水輪發電機組自動化的要求,了解機組自動化元件作用、原理，掌握輔助設備自動控制接線原理和掌握碟閥的自動控制電氣接線原理，掌握微機單元自動控制功能及程序。8.1水輪發電機組自動化概述指對主閥、水輪發電機組及其輔助設備、附屬設備的操作實現按程序自動控制。水力機械自動化

定義水輪發電機組的自動控制設計中考慮了機組不同型式和結構、調速器型式、自動化元件配置、配套附屬設備和運行方式等因素。

8.1.1水輪發電機組自動化1）以一個指令完成機組的開機或停機；

2）根據系統要求，以一個指令完成發電轉調相或進行相反操作；

3）開機過程中，應能進行相反的操作；4）機組內部事故應動作事故停機或同時關閉進水閥（或快速閘門）；外部事故可動作空載運行或事故停機；

5）事故停機引出繼電器自保持回路應由手動解除；

6）水電站的發電機層應設緊急停機按鈕或事故停機按鈕。

1.水輪發電機組自動控制基本要求

8.1.1水輪發電機組自動化1）采用內循環冷卻的機組，冷卻水應在開機的同時獲得，冷卻水中斷時應立即投入備用水源。

2）外循環冷卻的機組，必須在開機前獲得潤滑油；潤滑油中斷時，應自動投入備用油源。

2.水輪發電機組軸承潤滑系統自動控制要求3）彈性金屬塑料瓦的軸承潤滑油系統，當其油槽油位降低時可發出信號。

4）采用水潤滑的導軸承，應在開機的同時投入潤滑水，當確認有水后，才允許起動機組；當潤滑水中斷時，應立即投入備用水源。

5）水輪發電機組應在開機同時打開冷卻水，機組冷卻水管總管的排水側應裝設反映供水狀態的示流信號裝置。

8.1.1水輪發電機組自動化3.水輪發電機組制動裝置的自動控制要求

1）發電機組應裝機械制動裝置，也可同時裝電氣制動裝置。

2）在停機過程中，當機組轉速降到35%Ne以下時應投入機械制動裝置，機組停止轉動后解除制動。貫流式機組停機后，若無停機鎖錠裝置，不宜解除制動。

3）機組采用電氣制動裝置時，可在機組轉速下降到60%Ne左右時投入電氣制動，待機組轉速繼續下降到10%Ne以下時投入機械制動裝置，機組停轉后解除制動。

8.1.1水輪發電機組自動化

4）推力軸承采用彈性金屬塑料瓦的機組，機械制動裝置投入的轉速允許低于20%Ne。

5）沖擊式機組，當機組轉速下降到70%Ne左右時，投入反噴嘴制動裝置，機組停止轉動后解除制動。

6）在停機過程中當導水葉剪斷銷剪斷時，制動后不應解除制動。

7）具有高壓油減載裝置的機組，停機過程機組轉速下降到90%Ne時，投入高壓油減載裝置，機械制動裝置投入的轉速可降低到10%Ne。

8.1.1水輪發電機組自動化

1）作用于緊急停機的保護機組過速事故停機過程剪斷銷剪斷

軸承溫度過高

油壓裝置油壓過低

水輪機導軸承潤滑水中斷

4.水輪發電機組應裝設的水力機械事故保護

2）作用于事故停機的保護作用于事故停機同時關進水閥（或快速閘門）

重力油箱油位過低

作用于先關閉導水葉，在導水葉關至空載位置時跳開發電機斷路器，并執行正常停機程序。

5.水輪發電機組應裝設的水力機械故障保護（1）軸承溫度升高

（2）空氣冷卻器溫度升高

（3）軸承油槽油位異常

水力機械故障的保護（4）機組冷卻水中斷

（5）油壓裝置油壓降低

作用于發預告信號，提醒運行人員注意。（6）導水葉剪斷銷剪斷

（7）集油槽油位異常（8）漏油箱油位過高

（9）重力油箱油位降低

（10）水輪機頂蓋水位過高

（11）開停機未完成

（12）備用冷卻水潤滑水投入

（13）水力機械操作回路電源消失

8.1.2水電站輔助設備自動化1.進水閥自動控制要求

(1)進水閥（蝴蝶閥、球閥、閘閥）自動控制應能按一個控制指令完成開閥、關閥的自動控制。

(2)進水閥的自動控制應作為機組開機、停機控制的一個程序，由正常開、停機控制指令聯動完成。(3)水電站的快速閘門應在中控室或主機室設置緊急關閉閘門的控制按鈕。

8.1.2水電站輔助設備自動化2.油壓裝置自動控制要求

(1)調速器的油壓裝置油壓應保持在規定的工作壓力范圍內。壓力油泵電動機應根據工作壓力實現自動控制。(2)輔助設備控制接線中的切換開關宜設有手動、自動、備用和斷開四個位置；采用自動轉換工作制時宜設手動、自動、斷開三個位置。8.1.2水電站輔助設備自動化3.空氣壓縮裝置自動控制要求

(1)貯氣罐或供氣管道壓力應保持在規定的工作壓力范圍內，空壓機應根據工作壓力實現自動控制。空壓機出氣管溫度過高時應動作停泵并發出信號。(2)空壓機采用水冷卻時，應先自動檢查有水時才開機；停機時切除冷卻水。空壓機起動一般以空載起動，經延時關閉空載起動閥后，再向貯氣罐內充氣。8.1.2水電站輔助設備自動化4.技術供水系統及集水井排水系統自動控制要求

(1)采用單元技術供水的發電機組，全廠設有一臺公用的備用供水泵組。當總技術供水管水壓下降時自動起動備用供水泵并自保持，同時發出信號。(2)滲漏排水泵組控制接線的切換開關宜設有手動、自動、備用和斷開四個位置；并宜按自動輪換工作制的方式工作。(3)全廠集水井應裝設水位信號器，水位升高時，啟動工作排水泵。當水位過高時應自動起動備用排水泵組并發出信號。

水電站輔助設備互為備用的電動機宜采用自動輪換工作制。當輔助設備采用可編程控制器控制時，可編程控制器可采用分散設置。無人值班（少人值守）的水電站可編程控制器宜集中設置。8.2水輪發電機組自動化元件8.2水輪發電機組自動化元件

水輪發電機組的自動化元件分為：信號元件執行元件轉速信號器溫度信號器壓力信號器液流信號器液位信號器剪斷銷信號器電磁閥配壓操作閥8.2.1信號元件

1.轉速信號器（1）作用：用于測量機組轉速，反映機組的不同工況。8.2.1信號元件

（2）轉速信號器類型

機械型ZL-01電磁型ZZX-3A數字式AXP8.2.1信號元件（3）AXP型數字轉速信號器

AXP型數字轉速信號器集頻率表、轉速表、轉速繼電器、轉速測控儀表于一體，能夠記憶并保存當前機組轉速的最大值，給機組過速事故分析帶來方便。8.2.1信號元件

AXP型數字轉速信號器公共端COM8個轉速分別為2%、35%、60%、80%、85%、95%、115%、140%額定轉速的信號繼電器輸出觸點8.2.1信號元件

AXP型數字轉速信號器通過測周期進行測頻。單片微型計算機的主頻為6MHz，被測得的機組轉速信號經過限幅、放大、整形為標準的矩形方波，送入單片機進行周期計算，經計算后換算成頻率值、轉速的百分比值、最大轉速值等，供顯示和記憶。AXP型數字轉速信號器原理框圖8.2.1信號元件

AXP型數字式轉速信號器前面板示意及背面接線如圖所示。

前面板上有4位數碼顯示屏，用于顯示頻率值、轉速的百分比值或機組最大轉速值等。

有功能指示燈，用于指示4位數碼顯示的內容是頻率、轉速的百分比或是轉速最大值。有8個輸出指示燈，當機組轉速達到某設定的轉速時，相應的指示燈亮，同時繼電器動作，并發出信號。#1~#8燈亮分別表示機組轉速小于2%、小于35%、小于60%、小于80%、小于85%、小于95%、小于115%、小于140%額定轉速。

“顯示轉換”鍵用于轉換數碼顯示的內容。

“調顯”鍵用于把機組最大轉速值在數碼顯示屏中顯示出來。

“復位”鍵用于清除轉速信號器恢復正常工作。8.2.1信號元件

轉速信號器背面接線的“COM”端為8個轉速信號繼電器輸出觸點的公共端。當轉速信號繼電器的觸點控制作電壓大于DC110V感性負載時，應在感性負載的兩端并一個續流二極管VD，如圖所示，用于轉速信號繼電器觸點的滅磁。8.2.1信號元件2.溫度信號器

溫度信號器作用：用于監測水輪機導軸承、上下導軸承、推力軸承的溫度及發電機空氣冷卻器的進出口風溫等。當溫度升高至允許上限值時，發出故障信號；溫度繼續上升至危險的過高值時，發事故信號并作用于事故停機。8.2.1信號元件

溫度信號器類型WTZ型電接點WXG型電接點玻璃水銀溫度計數字式TDS-20008.2.1信號元件

3.壓力信號器

壓力信號器作用：主要用于油、氣、水系統的壓力監視類型：電接點壓力表、YTK-01型壓力信號器。8.2.1信號元件4.液流信號器

液流信號器用途：主要用于發電機冷卻水、水輪機導軸承潤滑水、上下導軸承冷卻水等水流情況的監視。水流中斷時，發出信號并自動投入備用水源，或作用于事故停機。8.2.1信號元件

SLX系列液流信號器為雙向液流信號器，采用靶式結構，如圖（a）、（b）所示，其測量元件是一長方形的平板靶，靶置于管路中央，并與水流方向垂直。當管路中有正常水流流過時，流體的流動對靶產生一作用力，此力與靶桿拔高旋轉中心構成力矩，當管路中的水流大于整定的動作流量時，靶桿和靶在這個力矩的作用下發生傾斜，克服彈簧的作用力直至極限位置，如圖（c）所示，在靶桿旋轉過程中，帶動推桿推動微動開關，使其動作，動合觸點閉合，發出信號，表明管路中水流正常。8.2.1信號元件5.液位信號器

液位信號器用途：主要用于機組推力、下導、水導等軸承油槽、油壓裝置漏油箱的油位監視；水輪機頂蓋排水、集水井排水、調相壓水等水位的自動控制。類型：浮子式、電極式

當監視處的液位過高或過低時，其觸點動作，向控制系統發出報警信號。8.2.1信號元件

ZWX-150軸承油位信號器為浮子式液位信號器，主要由外管、磁性浮球、濕簧繼電器、出線板等組成，如圖所示。8.2.1信號元件6.剪斷銷信號器

防止導葉被硬物卡住而在操作時可能造成水機機構損壞用途類型JX型剪斷銷信號器有：

觸點式

常閉式剪斷銷信號器由剪斷銷信號元件和剪斷銷信號裝置組成，反應水輪機導葉剪斷銷剪斷信號。一般裝設在剪斷銷的軸孔內，每一個剪斷銷軸孔內裝設一件。

8.2.1信號元件

ZJX-1型剪斷銷信號裝置由變壓器、整流橋、繼電器、電阻、電容等元件組成，如圖示。所有元件均裝入嵌入式的DZ-200系列中間繼電器的殼體內。8.2.2執行元件

為了實