水电站自动化元件，油、水、气系统应用技术

1.水电站压缩空气的作用.
答：（1）制动闸（即风闸），在停机过程中，防止低转速运转中磨坏推力轴承，故气压不足时不允许停机
（2）调速系统和蝶阀系统的压油槽充气，使操作油压保持在一定范围的前提下，保证有一定的压缩空气
（3）机组作调相 运行时，用以压下尾水，让水轮机转轮离开水面而在空气下转动以减少损耗
（4）高压空气开关的操作和灭弧，高压开关触头间的绝缘和灭弧都靠压缩空气，故压力下降到一定程度，就禁止分闸操作和禁止开关在分闸状态
（5）其他用途，如吹灰、风动工具及隔离开关的气动操作等
2.水电站那些设备需要使用压缩空气.所用气压是多大的工作压力.
答：通常有低压气和高压气两大系统
（1）    低压气系统的供气对象有：
1）机组停机时制动装置用气
2）机组作调相运行时，转轮室压水用气
3）维护检修时，风动工具及吸污清扫设备用气
以上用气的额定压力，一般为0.7MPa（约7kg/cm平方）
4）蝴蝶阀上的止水围带充气，气压视作用水头规定，一般应比作用水头大0.1—0.3 MPa
5）水工闸门和栏污栅前防冻吹冰用气
（2）    高压气系统的供气对象有：
1）油压装置压力油槽充气，它是水轮机调节系统和主阀操作系统的能源，工作压力一般为2.5 MPa和4.0 MPa两种
2）开关站配电装置中，空气断路器及气动操作的隔离开关的操作和灭弧用气，压缩空气装置的工作压力一般为4.0---6.0 MPa，通过减压后，满足各种设备对气压的要求，空气断路器的工作压力一般为2.0—2.5 MPa
3.空压机在运行中，应巡回检查那些基本内容.
答：（1）检查各轴承内的油质、油量，不应有大量喷油和泡沫现象存在；同时注意轴承润滑油甩油环应不停止地转动并平稳，带油量充足；轴承的温度不超过规定值
（2）油槽油位应合格、油质良好、润滑油量充足，曲拐轴销钉无脱落现象
（3）水冷式空压机的冷却水应畅通，供水量应适当，当发现水流中断时，应将压缩机停止运行，查清中断的原因
（4）空压机和电动机运行无异常声音，振动不大，温度不超过规定值
（5）空压机及各管路结合处无漏气现象
（6）电动机三相电压平衡，电流不超过规定值，各接点的压力表整定值无变化
4.水电站的供水包括那几个方面.各项供水的主要作用是什么.
答：一般包括技术供水、消防供水和生活供水
（1）    技术供水的主要作用是冷却、润滑，有时也用作操作能源
1）冷却发电机的空气冷却器，推力轴承油冷却器，上，下导轴承油冷却器及水轮机导轴承冷却器等。冷却水吸收电磁损失、机械损失产生的热量，并通过水流将其带走，以保证发电机铁芯、线圈以及轴承运行的技术要求和效能
2）用橡胶作轴瓦的水导轴承是用水润滑的
3）某些高水头水电站的主阀及液压操作的阀门是用水作操作能源的
（2）    消防用水主要用于发电机、主厂房、油处理室及变压器的灭火
5.水电站的供水系统由那几部分组成.就用水设备讲，应满足那些基本要求.有那几种供水水源和供水方式.
答：供水系统由水源（包括取水和水处理设备）、管道和控制元件等组成。根据用水设备的技术要求，要保证一定的水量、水压、水温、水质。
技术供水的水源有：上游水库取水（包括从压力输水钢管或蜗壳取水和直接从坝前取水），下游尾水取水和地下水源取水。
由于水电站的水头不同，构成的供水方式也不同，一般有；
（1）    自流供水，水头为12---80m的水电站，利用水电站的水头压力供水
（2）    水泵供水，水头小于12m而大于80m的水电站，一般采用水泵供水
（3）    混合供水，当水电站水头在12—20m时，可采用自流供水和水泵供水腥结合的供水方式，即当上游水位高时用电站水头供水，当上游水位低时用水泵供水
6.技术供水的水温、水压和水质不满足要求，会有什么后果.
答：（1）水温。用水设备的进水温度以在4—25℃为宜，进水温度过高影响发电机的出力；冷却水温过低会使冷却器黄铜管外凝结水珠，以及沿管长方向因温度变化太大造成裂缝而损坏
（2）水压。为了保持需要的冷却水量和必要的流速，要求进入冷却器的水应有一定的水压。冷却器水管进口水压以不超过0.2MPa为宜；进口水压的下限取决冷却器中的阻力损失，只要冷却器入口水压足以克服冷却器内部压降及排水管路的水头损失即可
（3）水质。水质不满足要求会对冷却水管和水轮机轴颈产生磨损、腐蚀、结垢和堵塞。
7.水电站厂内的排水对象包括那些方面.常用什么样的排水方式.
答：水电站厂内，与电能生产有关的排水分冷却水排水、检修排水和渗漏排水，用以保证机组水下部分的检修和避免厂内积水与潮湿
（1）    冷却水排水。发电机空气冷却器冷却水、推力轴承、上下导轴承冷却器冷却水、油压装置冷却岁等的排水量较大，且排水设备高程较高，一般采用自流式排水
（2）    检修排水。当机组检修时，排除压力水管、蜗壳和尾水管内的积水，其排水量大，要采用水泵排水。
（3）    渗漏排水。排除经常性的厂内渗漏水，包括蜗壳、尾水管进人坑、蝶阀坑的积水、厂内地面排水沟或低洼处积水、生产污水（如冲洗滤水器的污水和气水分离器的污水），水轮机顶盖的漏水以及生活污水和空气冷却器管外冷凝水等，其排水量较小，排水设备高程一般较低，不能靠自压排水，通常是集流于集水井中，然后用水泵抽出。
8.渗漏排水泵为什么都采用自动操作.又是采用什么元件来控制的.
答：由于渗漏排水泵启停频繁，而且渗漏水的来水情况又很难预计，万一集水井水满而没有及时开泵将造成水淹事故，因此，渗漏排水泵都采用自动化操作，由夜位信号器控制工作水泵和备用水泵启停，并在水位过高时发出报警信号
9.离心水泵不上水的原因在那里.
答：（1）检查集水井水位是否过低
（2）检查水泵填料箱或吸水管法兰是否进气
（3）检查水泵底阀是否被杂物堵塞
10.油水（也称汽水）分离器的作用.
答：油水分离器是压缩空气装置中的附属设备之一。由于空气被压缩后，所含的水蒸气不能全部在储气罐中分离和汇集，存留在压缩空气中的水蒸气，在管道中当温度下降时，大部分的水蒸气要凝结而成水。对敷设在厂房外的管道则有冻结阻塞的危险；此外水分对用气设备的工作也有有害的影响，特别是空气开关对空气的干燥要求更高，因此在管道上设置汽水分离器，用它来分离压缩空气中所含的油分和水分，使压缩空气得到初步净化，以减少污染、腐蚀管道和对用户的使用产生不利的影响
11.水电站用油有那几种.那些设备需要使用油.油的主要作用是什么.
答：水电站用油大体可分为润滑油和绝缘油两大类
润滑油又分为：
（1）    透平油（也称汽轮机油）。供机组轴承润滑及液压操作用（包括调速系统、主阀、液压操作阀等）
（2）    机械油，供电动机、水泵轴承的起重机等润滑用
（3）    压缩机油，供空气压缩机润滑用
（4）    润滑油（又叫黄油），供滚动轴承润滑用
绝缘油又分为：
（1）    变压器油，供变压器、互感器用
（2）    开关油，供各种开关（如断路器）用
（3）    电缆油，供电缆用
水电站用油量Z大的是透平油和变压器油（也叫绝缘油）。透平油在设备中用作润滑、散热和液压操作（即传递能量），绝缘油在设备中用作绝缘、散热和消弧
12.什么叫做油的劣化.油劣化的主要原因是什么.采取什么样的预防措施.
答：油在输送、使用和保管过程中，因种种原因，发生了物理、化学变化，使之不能保证设备的安全经济运行，这种变化称为油劣化
油劣化的原因很多，主要受水分、温度、空气、混油、光线、轴电流的影响等。
（1）    水分混入透平油后，造成油乳化促使油的氧化速度加快，同时增加油的酸价和腐蚀性，为此要尽可能使润滑油与空气隔绝，防止从空气中吸收水分，注意监视推力和导轴承的冷却器水压，防止油冷却器水管破裂，水流入油中
（2）    温度影响表现在油的温度很高时，会造成油的蒸发、分解、碳化，使闪点降低，油氧化加快，应加强监视防止因不良现象造成油温升高
（3）    空气能使油氧化，增强水分和灰质等，在运行中要设法防止泡沫的发生，以防油和空气的氧接触面积增大，加速氧化
（4）    任意将油混合使用，会使油质劣化加快，因此要严防不同Pai号油混合
（5）    含有紫外线的光线对油的氧化起媒介作用，要设法避免日光对油的长期照射
（6）    当轴承绝缘损坏时，轴电流通过油膜能很快地使油颜色变深甚至发黑，并产生油泥沉淀物，故发现此现象，要及时消除
（7）    油系统设备检修不良的影响等
13.如何对油进行净化处理.
答：（1）澄清
（2）压力过滤
（3）真空分离
（4）离心分离
14.水电站油系统的主要任务是什么.它由那些部分组成.
答：油系统的主要任务是接受新油，储备净油，给设备充油，向运行设备添油，检修时从设备排出污油，污油的清洁处理，油的监督与维护等
水电站油系统由以下几部分组成：
（1）    油库，放置各种油槽，如运行油槽，添油槽，净油槽及油池
（2）    油处理室，设有净油及输送设备，如油泵、滤油机、烘箱
（3）    油再生设备，如吸附器
（4）    管网，把各部分连接起来组成油务系统
（5）    测量及控制元件，用以监视和控制用油设备的运行情况，如示流、液位、油水混合等信号器及温度计
（6）    油化验室，设有化验仪器、设备、药物等
15.水电站的调速油压装置的功用是什么.
答：是连续产生压力油，以供给调速系统操作导水机构用的。运行中当压力油突然大量消耗时，为了不使压油槽油压下降很多。所以油槽内仅装有约40%容积的油，约60%的容积是压缩空气，由于空气具有可压缩的特性，与弹簧一样可储藏能量，使压油槽压力在使用时，仅能在很小的范围内变动，油槽压力是靠压油泵维持的，只有在储气量少于规定值时才向压油槽补气
油压装置在正常工作时，一台油泵正常运转，另一台油泵作为备用
16.水电站水轮机调节系统中油压装置由那些部件和元件组成.各起什么作用.
答：（1）集油槽。用以收集调速器的回油和漏油
（2）压油槽。用以储存压力油，并向调速器和某些辅助设备的液压操作阀供给压力油
（3）油泵。它的作用是向压油槽输送压力油
（4）阀组。其内包括安全阀、减载阀、逆止阀。其中
1）安全阀的作用是保证压油槽内的油压不超过允许的Z高压力，防止油泵与压油槽过载
2）减载阀的作用是使油泵电动机能在低负荷时启动，减小启动电流
3）逆止阀的作用是防止压油槽的压力油在油泵停止运行时倒流
此外还有压力信号器或电接点压力表等设备
17.水轮发电机导轴承的油位在运行中为什么会升高或降低.
答：升高的原因可能是：油冷却器破裂渗漏水进入油槽。鉴别办法是将油槽底部的油排出，可能放出水来，若经过化验证明无水，则可能是推力轴承油槽排油阀不严，油漏入上导轴承油槽内，因推力轴承油槽内油量多，不容易发现油位降低，但上导轴承油槽油量少，油位上升较快，容易发现
轴承油槽油位降低：如果在10—20天内油位下降2—3m，则可能是油槽渗油造成的。如油位下降较快，表面又未发现漏油处，则可能是油槽排油系统控制阀关闭不严造成的。
18.水轮发电机为什么会甩油.如何处理.
答：轴承甩油有内甩油、外甩油两种情况
（1）    内甩油的原因和处理方法
1）当油质通过旋转件内壁与挡油圈之间甩向发电机内部，称为内甩油。产生此现象的原因是：
A、机组运行时，由于转子旋转鼓风，使推力头或导轴颈内下侧至油面之间，容易形成局部负压，把油面吸高、涌益，甩溅到电机内部；
B、由于挡油筒与推力头或导轴颈内圆壁之间，常因制造或安装的原因，产生不同程度的偏心，使设备之间的油环很不均匀，当推力头或导轴颈内壁带动其间静油旋转时，起着近似于偏心油泵的作用，使油环产生较大的压力脉动，并向上串油，甩溅到电机内部
2）处理方法：
A、在推力头内壁加装风扇，当推力头旋转时，使风扇产生风压，即防止了油面的吸高，又可阻挡油液的上串
B、在旋转件内壁车阻尼沟槽，沟槽是斜面式的，且斜面向下，使上涌油流在沟槽中起阻尼的作用，沿斜面下流
C、在挡油筒上加装梳齿迷宫挡油筒，以此来加长阻挡甩油的通道，增大甩油的阻力，部分通过一、二梳齿的油流，也将被聚集在梳齿油筒中，从筒底连通小孔流回油槽
D、加大旋转件与挡油筒之间的间隙，使相对偏心率减小，由此降低油环的压力脉动值，保持油面的平稳，防止油液的飞溅上串
E、 在旋转件上钻稳压孔，防止内部负压而使油面吸高甩油
（2）    外甩油的原因和处理方法：
1）当油质通过旋转件与盖板缝隙甩向盖板外部，称为甩油。产生的原因是：机组运行中，由于推力头和镜板外壁将带动粘滞的静油运动，使油面因离心力作用向油槽外壁涌高，飞溅或搅动，易使油珠或油雾从油槽盖板缝隙处逸出，形成外甩油。还会随着轴承温度的升高，使油槽内的油和空气体积膨胀产生内压，在它的作用下，油槽内的油雾随气体从盖板缝隙处逸出
2）处理方法有：
A、加强密封性能，在旋转件与盖板之间设迷宫槽，并装多层密封圈
B、在旋转部件的外侧加装挡油圈，以削弱油流离心力的能量，使油面趋于平稳
C、在油槽盖板上加装呼吸器，使油槽液面与大气连通，以平衡压力
D、合理地选择油位，不要将油面加的过高，对内循环推力轴承而言，其正常静止油面不应高于镜板上平面，导轴承正常静止油面不应高于导轴瓦的ZX，若推力瓦与导轴瓦处于同一油槽时，其油位应符合两者中高油位的要求，超过上述油位时，即对降低轴瓦温度无效，而对轴承甩油却有害处。
19.水电站的辅助设备自动化包括那些方面的内容.对各种自动装置的要求是什么.
答：自动化装置一般包括油压、技术供水、集水井排水、空气压缩等装置的自动控制，还有进水口闸门的自动控制
（1）    对油压装置的自动控制，应满足：
1）正常运行或在事故时，保证有足够的油压
2）能自动投入工作油泵，当工作油泵故障时，备用油泵应自动投入
3）油压装置故障而油压下降至事故油压时，能作用于停机
（2）    对技术供水或集水井排水装置的自动控制的要求：
1）能自动启、停工作水泵
2）工作水泵故障时，备用水泵应能自动投入
3）备用水泵投入后，应能自动发信号或警报
（3）    对空气压缩装置自动控制的要求：
1）能自动向储气筒充气
2）储气下降时，备用空压机能自动投入
（4）    进水口闸门自动控制应满足：
1）能自动提升或关闭闸门
2）机组事故时，能自动紧急关闭闸门
3）闸门全开后，由于某种原因使闸门下降到一定位置，可自动将闸门重新提升到全开
20.水电站常用的信号器有那些.它们的主要作用是什么.
答：转速信号器：按照机组转速的高低来操作机组的运行。当机组转速达到或超过额定转速的140%时，发出过速信号，命令机组事故紧急停机，并关闭机组前的阀门以截断水流。当调速器失灵，转速达到额定转速的115%时，发出信号，使过速保护装置动作，命令机组事故停机。在机组启动过程中，把调速器的变速机构整定在下部位置，当机组转速上升到额定转速的98%时，发出同期转速信号，将发电机出口断路器接通；在停机过程中，当转速下降到额定转速的35%时，发出制动信号，对机组实行强迫制动，
温度信号器：用以监视水轮机导轴承，发电机的推力轴承、上下导轴承，发电机绕组和铁芯，以及轴承油槽等温度，防止设备过热，以免引起烧毁轴承瓦等事故
压力信号器：应以监视油、压缩空气及水的压力，并控制系统中的设备自动运行
液位信号器：用来监视机组轴承油位，水轮机顶盖和集水井的水位，以及调相等处液位的自动控制装置
示流信号器：用来监视管道中油、水的流通情况。当管道内的液流中断或流量很小时，元件自动发出信号和动作，自动停机或自动投入备用液源
剪断销信号器：专用来反映水轮机导叶在关闭时，是否工作正常
21.机组装设了那些水力机械保护.
答：（1）作用于停机的水力机械保护有轴承过热（包括推力、上下导轴承温度上升到事故温度）、低油压事故等
（3）    作用于发信号的水力机械保护有轴承温度升高（包括推力、上下导和水轮机金属导轴承温度升高到警报温度）、制动闸未落下，机组轴承油面不正常（包括推力、上下导轴承任一个油槽油面升高或降低到整定极限值）和剪断销等故障
22.油、水、气管路系统中常用的有那些执行元件.
答：装设有 电磁操作或液压操作的自动阀门来达到自动控制的目的，这些自动阀门称为执行元件，常用的有电磁阀、电磁空气阀、电磁配压阀和液压操作阀
23水电站那些地方要配置温度信号器？常用的有那几种型式.
答：水轮机导轴承（指金属轴承），发电机上下导轴承、推力轴承、发电机定子、转子绕组和铁芯、压力油槽内、空气冷却器的进出口出都要配置温度信号器
有扇形温度信号器、接点压力式温度信号器、动圈式指示调节仪
24.水轮发电机组那些地方要使用示流信号器？常用的有那几种型式.
答：主要用于机组各部分轴承油槽冷却水和水轮机导轴承润滑水（指橡胶瓦轴承）以及其他各处冷却水的监视
常用的有挡板式、活塞式、差压式液流信号器
25.水电站装设各种水力测量仪表的目的是什么.
答：用以监视运行时的水利参数，进行测量、记录、及时发现问题采取措施，以保证机组GX率而安全运行；并根据测量的结果，制定电站有利的运行方案（如水库调度和机组的负荷分配等），以提高电站总效率，为电站多发电和水库发挥更大的综合利用效益创造条件
26.水轮发电机的过水压力系统要进行那些项目的水力监测.
答：包括：
（1）    进水口拦污栅前、后压力差的监测
（2）    蜗壳进口压力的测量
（3）    水轮机顶盖压力的测量
（4）    尾水管进口真空的测量
（5）    尾水管水流特性的测量
（6）    水轮机的流量测量
27.为什么要测定水电站的上、下游水位.
答：水电站的上、下游水位是保证水电站安全运行、实现厂内经济运行的一个重要参变量，表现在：
（1）    根据测定的水电站上、下游水位，可以计算出机组段水头，它是制定厂内机组之间进行经济负荷分配必不可少的一个物理量
（2）    按测定的水库水位确定水库的蓄水量，以制定水库的运行方式
（3）    在洪水期可按上游水位制定防洪措施
（4）    对转桨式水轮机可根据水电站的机组段水头调节协联机构，实现GX率运行
28.为什么要监测水电站进水口拦污栅前、后的压差.
答：因为拦污栅在正常的清洁状态时，其前、后的水位差约只有2—4cm。但当被污物堵塞时，其前、后压力差会显著增加，轻则会影响机组出力，重则导致压垮拦污栅的事故。所以，水电站要设置拦污栅前、后水位差监测设备，以便随时掌握拦污栅的堵塞情况，及时进行清污，确保水电站的安全和经济运行。
29.为什么要进行水轮机顶盖压力测量.
答：水轮机在正常运行条件下，又止漏环漏到水轮机顶盖上的水，可以经由固定导叶ZX的排水孔排入集水井中。但当止漏环工作不正常时，泄漏的水突然增多，未能排走就造成水轮机顶盖内的压力上升，这样不但增加机组转动部分的轴向推力，从而增大了损失，在某些情况下，还可能成为机组不稳定的因素之一，因袭，必须对水轮机顶盖的压力进行测量，发现问题，及时处理。
30水电站油、水、气系统中管路错综复杂，如何区别各种管路.
答：油管：压力油管和进油管为红色，排油管和漏油管为黄色
水管：冷却水管为天蓝色，润滑水管为深绿色，消防水为橙黄色；排水管为草绿色
排污管为黑色气管：为白色