三河闸水电站

关键词： 导致系统 溢洪闸 监控

三河闸水电站（精选三篇）

三河闸水电站 篇1

随着微机自动化监控技术在江苏水利工程建设与管理中广泛应用，许多大中型水闸和新加固改造后的中小型水库的溢洪闸、放水涵闸都采用了自动化监控系统。但在工程建设初期，特别是设计过程中，往往对整个系统的防雷设计重视程度不够，缺乏有效的防雷手段，从而导致系统遭受雷击事故时有发生，造成控制系统瘫痪，给防汛防旱工作带来不利的影响。为此，本文以江苏三河闸为实例，介绍在水闸自动控制系统和视频监视系统中的防雷工程实施的一些经验。

三河闸位于江苏省洪泽县蒋坝镇，洪泽湖东南角，是淮河入江水道的控制口门，承泄淮河上中游的来水。三河闸按一级水工建筑物设计，设计流量12 000m3/s，是一座大(1)型水闸。三河闸闸身总宽697.75m，共63孔，每孔净宽10m，净高6.2m。该闸采用实腹式双主梁弧形钢闸门，每孔各配备2*7.5T电动、人力两用卷扬式启闭机一台，2002年三河闸建成了闸门自动化监控系统。该系统是通过引进国外先进技术和设备建成一套国际先进国内领先的自动化监控系统，被列为水利部“948”项目。由于系统建成对于雷击可能造成的破坏估计不足，没有对整个系统进行防雷设计，导致设备雷击破坏时有发生。为防止累计灾害，保障三河闸闸门监控系统的正常运行，管理单位对该系统专门进行了防雷设计和施工。

1 三河闸雷电损害原因分析

1.1 属于雷电易发区

根据中国气象局有关雷暴日指数的规定，年雷暴日数在20天～90天属于多雷区，90天以上的属于强雷区。三河闸地区年雷暴日在33天左右，属于多雷区，按照雷暴的一般规律：热而潮湿的地区要比冷而干燥的地区多雷暴。三河闸地处洪泽湖之畔，周围空旷，气候潮湿。比普通地区雷暴天气持续时间更长、雷害更严重。同时，随着自动化、信息化程度的提高，敏感电子设备的数量和规模不断扩大，其可靠工作电压在不断降低，因而他们受到过压特别是雷电袭击而受到损害的可能性大大增加，雷击的后果可能使整个闸站系统的运行中断，重要数据丢失，造成难以估算的经济损失。因此，避雷防电涌过压已成为三河闸当前的一项迫切任务。

1.2 易遭受感应雷侵入

雷电灾害分为直击雷、感应雷、雷电波侵入3种。目前，直击雷造成的损害已经明显减少，而随着社会经济的发展，感应雷和雷电波侵入造成的危害却大大增加。据统计，在各种灾害造成的损害中，感应雷击造成的损害最大，占全部灾害损失的33.8%。一般建筑物上的避雷针只能预防直击雷，而强大电磁场产生的感应雷和脉冲电压却能潜入室内危及各种微电子设备，轻则引起系统失灵，重则导致系统和元件永久损害。

三河闸大院内有一座85m高通讯铁塔，距离启闭机房约100m。该塔为附近的最高建筑物，具有引雷作用。大量雷电引入三河闸闸区易产生感应雷。

1.3 接地系统没有进行等电位连接

三河闸闸区铁塔接地、办公楼接地、启闭机房电气接地与防雷接地均分开接地，没有形成有效的等电位连接体。

2 三河闸闸门自动监控系统防雷设计

根据GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》，三河闸自动化控制系统分为电源子系统、视频监控子系统、PLC闸门控制子系统、接地子系统等4个部分。

2.1 电源子系统防雷

按照IEEE的资料，在低压供电线上的雷击感应过电压大约6kV，电流约10kA，信号线上的感应过电压大约5k V，电流约125A，同时实验数据表明，一般弱电设备瞬间耐冲击能力为最大工作电压峰值的两倍，对于交流220V系统，其耐冲击能力为707V。因此，三河闸供电线路的防雷击系统采取了典型的多级防护措施。

1）电源电涌保护器的选择和应用原则

(1)为了安全起见及使用和维修方便，电源系统的多级防雷，均选用并联型电源电涌保护器。

(2)电源电涌保护器的保护模式有共模和差模两种方式。共模保护是指相线-地线(L-PE)间，零线-地线(N-PE)间的保护，差模保护是指相线-零线(L-N)间，相线-相线(L-L)间的保护。三河闸的电源保护采取共模保护和差模保护并重的方式。

(3)考虑到电压波动范围大的实际情况，在尽量选择残压低的电源电涌保护器的同时，须考虑电源电涌保护器有足够大的最大连续工作电压。如果最大连续工作电压偏低，则容易造成电源电涌保护器自毁。

(4)电源系统低压侧划分一、二、三级不同的保护级别，根据保护级别的不同，选择合适的标称放电电流(额定涌流流量)和电压保护水平的电源电涌保护器，并保证电源电涌保护器有足够耐雷电冲击能力。

(5)电源系统低压侧保护选用的电源电涌保护器，带有失效告警指示，以便监控、管理和日后维护。

(6)电源电涌保护器必须具有阻燃功能，在失效和自毁时不能起火。

(7)电源电涌保护器必须具有失效分离装置，在失效时能自动与电源系统断开，而不影响电源系统的正常供电。

(8)电源电涌保护器的连接端子，采用多股10m2的多股铜导线连接。

2）作为弱电智能化系统不仅对供电系统要求高，而且对电源系统防雷也同样要求高，供电电源采取三/四级电涌保护器（SPD）进行保护。

(1)主配电房配电柜内配置三相380V OBO V25作为第一级防护通流容量为(8/20us)≥100kA。以抑制室外产生的强大电流进入室内的供电系统。

(2)电箱中采用二级电源SPD，三相380采用OBO V20，作为第二级防护，进一步降低残压。

(3)PS前段，单项～220采用VF230作为设备的三级防护，通流容量为(8/20us)≥5kA。

(4)重要信息设备前端采用带滤波器的国产防雷插座作为第四级精细防护。

2.2 视频监控子系统防雷

前端室外摄像机置于避雷针有效保护范围内。因摄像机独立架设，为了防止避雷针及引下线上的暂态高电位，避雷针距离摄像机3～4m的距离。引下线直接利用金属杆本身。三河闸共有10台室外摄像机，均落实了防直接雷措施。对于视频信号和控制信号所用的传输电缆，由于环境所限，均为架空敷设。GB50198-1994规定，传输部分的线路在城市郊区或乡镇敷设时，可采用直埋敷设的方法。当条件不允许时，可采用通讯管道或架空的方式。从防雷的角度看，直埋敷设防雷效果最佳，架空线易遭受雷击，并且破坏性大，波及范围广，为避免线缆两端设备损坏，在三河闸上，长距离传输线缆改用光纤，而短距离电缆做好两端(视频主机和前端摄像机)的防雷保护。在室内视频存储和显示设备上(数字录像机)的视频输入端口和RS-485端口上，放置低压防雷器件以有效避免雷击造成的设备损坏。

2.3 PLC闸门控制子系统防雷

除了做好相关电源设备的保护措施外，其系统内部的信号接口是防雷系统的重点处理对象。三河闸监控系统中信号接口主要是有RS-485信号、同步串行信号(SSI)、RS422、RJ-45网络信号、RS232串口信号。这些信号的共同特点是电平低、耐压能力弱、信号连接电缆距离长易于受到感应雷的侵扰而导致相关设备的接口损坏。防雷设计时按照各自的电平选用相应接口的防雷器件，以实现防雷保护功能。

2.4 接地子系统防雷

一套完善的防雷系统，除了具有防直接雷、感应雷措施外，还要具有良好的接地系统、实行均压等电位连接及屏蔽措施才能收到良好的效果。以避免同一个设备不同接地之间出现电位差，对设备进行“反击”。因此，对三河闸闸门控制系统的原有接地按照防雷技术规范进行技术改造。将信号地、保护地(电源系统PE线)、设备外壳均通过等电位连接器连接以消除雷击时不同地线间的压差。同时在三河闸中心机房建接地母排，机房内所有金属构架、设备金属外壳、电缆进线的外屏蔽层均就近接到该接地母排上。机房内共用一接地体，满足等电位要求。

3 三河闸防雷施工

本着“先进、实用、可靠、经济”的原则，在防雷设备的选型上，考虑到OBO公司是德国乃至世界上第一流的壁垒和过电压保护设备的专业制造商。半个多世纪以来，一直从事过电压保护技术和器件的研究及生产，已获得ISO9001认证，符合国际IEC专业标准，其产品质量精湛、设计先进、功能卓越、安全可靠，在国内广泛应用于通信、交通、石化、军队等行业，也是行业中常用的防雷产品。因此，选用OBO公司的产品作为电子系统的防雷设备。分别在三河闸配电房总进线柜上安装了V25-3/NPE三相电源防雷器作为电源子系统的二级防护，在闸上各终端设备上则安装OBO公司的VF230单相电源防雷器作为三级防护。对于三河闸视频子系统，除了将上下游左右岸的摄像机改用光纤传输外，其余使用电缆传输的摄像机进户端都安装了OBO公司的KOAX视频防雷模块，以防止雷击在电缆上的感应高压对视频主机的电击，对于摄像机的RS485控制信号，则采用OBO公司的FLD05通信信号防雷模块。

对于三河闸闸门控制系统，除了利用电源防雷子系统防止雷电入侵外，着重对控制系统中所用到的各类传感器和通信接口做好线路和空间防雷工作。针对闸位传感器，特别是德国海德汗ROQ425光电编码器，采用了雷盾牌信号防雷器LDS2-06L，同时将闸位器外壳做屏蔽接地。手动柜的串行接口使用OBO公司的SD-09信号防雷模块，其余RS-422和RS-485接口亦采用雷盾牌信号防雷器LDS2-06L。

在三河闸防雷系统完成设备安装时，同时改造了三河闸原有的接地系统，在主机房，采用25mm2铜编织带做了机房等电位连接，使其符合防雷规范中等电位连接的要求，针对闸上原有的地线架空且线径细的状况，加粗了地线，并在地线外加套了金属屏蔽软管，防止空间雷击在地线上引入感应高压。

4 结论

三峡水电站下闸蓄水设计报告 篇2

7．3．1 排水系统

本电站排水系统包括：机组检修排水、厂房渗漏排水、大坝渗漏排水三大部分。

7．3．1．1 机组检修排水

机组检修排水系统主要排除机组检修时机组流道的存水和上下游闸门漏水。在主厂房高程186.500m，设有一条贯穿全厂并与检修集水井相通的检修排水廊道，每台机组设有二根Dg400排水管，排水管经盘形阀与检修排水廊道相通。

检修集水井深井泵房布置在安装场下高程215.600m，布置有1台250RJC130-8.5×6和2台300RJC220-13.5×3深井泵。检修集水井和排水廊道按密闭设计，以确保厂房安全。当机组检修时，手动启动3台检修深井泵。当流道内的积水排空后，250RJC130-8.5×6水泵可由水位计控制自动启停，以排除上下游流道闸门漏水。

下闸蓄水时，机组检修排水系统必须具备的条件及注意事项：

1）所有机组上、下游流道排水阀必须安装验收完毕，并处于关闭状态。2）检修排水设备，包括液位计，应安装调试完闭，并验收合格。所有与上下游及流道相通的管道堵板应割除并采取防污物塞堵措施。3）深井泵在运行前应将廊道、集水井内所有杂物、淤泥清除。

4）检修排水廊道密封门及检修集水井进人孔盖板应安装验收完闭，并处于密封状态。

7．3．1．2 厂房渗漏排水

本系统主要排除厂内设备漏水、消防后积水及基础渗漏水。在主厂房高程196.000m，设有一条贯穿全厂并与渗漏集水井相通的渗漏排水廊道。

渗漏集水井深井泵房布置在安装场下高程215.600m，布置有2台300RJC220-13.5×4深井泵。渗漏集水井和渗漏排水廊道按开敞式设计。两台水泵互为备用，定时轮换，并由渗漏集水井内水位计监控，实现水泵自动启停。

下闸蓄水时，厂房渗漏排水系统必须具备的条件及注意事项： 1）渗漏排水泵出水管所有堵板应割除，并验收合格。

2）渗漏排水泵，包括液位计，应安装调试完闭，并验收合格。3）深井泵在运行前应将廊道、集水井内所有杂物、淤泥清除。

7．3．1．3 大坝渗漏排水

本系统主要排除大坝基础渗漏水。设有2条排水沟将坝内渗漏水引至大坝渗漏集水井。大坝渗漏集水井设有2台300RJC220-13.5×4深井泵。大坝渗漏集水井按开敞式设计。两台水泵互为备用，定时轮换，并由大坝渗漏集水井内水位计监控，实现水泵自动启停。

下闸蓄水时，大坝渗漏排水系统必须具备的条件及注意事项： 1）渗漏排水泵出水管所有堵板应割除，并验收合格。

2）渗漏排水泵，包括液位计，应安装调试完闭，并验收合格。3）深井泵在运行前应将排水沟、集水井内所有杂物、淤泥清除。

7．3．2 水力量测系统

电站量测系统包括两部分：水力量测系统和机械振动测量系统。

水力量测系统是为了监视机组上、下游流道压力、压差、水库水位等水力参数而设置。

下闸蓄水时，水力量测系统必须具备的条件及注意事项：

1）全厂性测量设备如上、下游水位计必须安装完毕，并验收合格。

2）上下游闸门外侧测嘴安装完闭，并验收合格。测压管上与测嘴相通的第1个阀门必须安装完毕，并处于关闭状态。

7．3．3 坝前取水系统

本电站消防主供水及技术供水备用水采用坝前取水，在高程231.000、234.000、237.000分别装设一个坝前取水口，敷设三条Dg300坝前取水管道提供全厂的消防供水、主变冷却用水和机组冷却备用水。

下闸蓄水时，坝前取水系统必须具备的条件及注意事项：

坝前取水管上与取水口相通的第一个阀门必须安装完毕，验收合格，并处于关闭状态。

7．3．4 闸门槽吹扫系统

变电站倒闸操作探讨 篇3

关键词：变电站；倒闸操作；操作方法

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）26-0100-02

随着国内经济和科学技术的发展，社会各界对电力行业的要求越来越高。现在，国内电力行业正在向着大容量、特高压、大电网的方向发展，逐步形成跨省市区的互联电力系统，如华东、华北、华中、东北和南方电网，为国内经济发展提供电力保障。但是，如果电气操作中出现故障，往往会造成停电事故，给居民生活带来经济损失，甚至是引发大面积的停电事故，给全社会的发展带来负面影响，威胁到国家发展与社会安定。

美国、加拿大等国家的大面积停电事故就是最好的例子。电力系统中的事故发生的很大部分原因就是倒闸操作故障。电力企业的管辖范围较广，管辖设备多，且任务繁杂，倒闸任务相应地增多。在现有的技术水平上，如何避免倒闸误操作事故，提高电力系统安全性，是电力系统工作人员非常关心的问题。

1 倒闸操作

变电站运行中的各种电气设备，常常会进行检修、调整、试验和消除缺陷等工作，此时需要根据电力系统发展情况更新一些设备，必然会改变一些电气设备的运行状态和运行方式。将设备的状态转换到另一种状态，需要进行一些操作，即倒闸操作。倒闸操作跟电网的运行方式、变电站的主接线形式以及继电保护等自动化装置的差异有密切关系。不同的倒闸操作具有各自的特殊性，其潜在的危险点也是不同的，掌握不同倒闸操作的正确方法与步骤，能够有效地降低误操作概率，对现实操作具有指导意义。

2 倒闸操作准备工作

在进行倒闸操作之前，需要根据停电计划和工作量分析运行方式对本站的影响，合理地安排接令、操作、记录人员的工作内容。做好工器具检查工作，包括安全工器具、接地线、仪表、围栏、照明、通讯和录音电话等。做好操作票的准备工作，核实工作票签发是否符合安全规定和现场要求。对于调度指令，提前核对其下达方式与顺序，确保接令人与操作人员间指令传递符合要求，避免混淆逐项令和综合令。

严格执行检修工作程序，确保设备状态在检修工作完成后跟工作开始时的状态一致，否则应该要求检修人员说明原因。值班人员需要亲临现场，自习检查设备变动与否，包括开关、刀闸、地线、压板和保险等的位置与状态。

此外，操作前还需要对一次接线图进行核对，理清与操作相关的一次、二次设备的各种情况。操作前，落实监护人与操作人确实清楚各自的工作范围与内容。根据操作任务、设备检修的验收方案和设备的新启动方案，填写操作票，监护人员和负责人审核并签名，确保操作票的正确性。

3 倒闸操作中的关键点和防范措施

3.1 操作票

在填写操作票过程中，常常会出现很多小问题，主要是因为操作票工作繁琐重复，容易引发人的厌烦心理。其中，常见的操作票问题有以下几点：

①操作票操作任务抄袭工作票内容。工作票中的工作任务是检修单位负责填写的，作为班组电气运行人员，有责任与义务完成倒闸操作票填写工作，且倒闸操作的工作是改变一些需要进行检修的设备和相关设备的运行状态，完成安全措施，为检修班组完成检修工作做助手，保护检修人员安全。其工作内容与性质跟检修工作大为不同，因此，应该避免照搬工作票上的工作内容。

②操作票填写不规范。《安规》上对操作票的填写规范做出了明确的规定：填写操作票必须使用规范的操作术语，操作票应该填写设备的双重名称。填写操作票时，要求使用蓝色、黑色钢笔或者圆珠笔，保持票面整洁，字迹工整易于辨认，盖章确认。当填写多页操作票涂改超过3处时，该票必须报废。对于操作票上的错别字、漏字等情况，按照规定，在错字上划两道横线，漏子可在上下方用“∨”或者“∧”标注。现在，操作票规范用语方面进步较大，但仍然需要进行更近一步的改良。且现在一般使用电子票，操作票上不能够出现任何涂改。对于双重名称的规定，是指操作票的操作项目和操作任务应该填写设备的双重名称，这主要是为了更大程度上地避免误操作事故。在供电所电气改造之前和开关站改造之前，对双重名称的规定并不严格，常常出现双重名称使用不规范，设备编号和名称顺序颠倒等情况。后来，对双重名称填写作出了统一规定，即设备名称+编号，例如：供电所228线路228真空开关。

③填写操作票备注栏。在操作过程中会出现突发问题或者因故中断，或者是为了配合其他变电站的操作时间等情况时，需要在操作票的备注栏进行相关情况描述填写。对于作废的操作票，可能因为某种原因未被执行的操作票，应该在操作任务中盖上“作废”章，并且在备注栏中表明作废的原因。当一个操作任务填写超过一页时，应该在续页的前一页注明“接×××操作票页”的字样，指出续页操作票编号，而相应的续页操作票上也应该注明“上接×××操作票页”字样，便于查找。要求在每一页操作票上都签有操作人员、监护人员和值班人员的姓名。在进行交接班时，也需要填写操作票备注栏，由上一般人员填写操作票，做好审核和备注工作，移交给下一班。同样要求接班班组操作人、监护人和值班负责人员都要对操作票进行审核并签名，这样保证上一般班组人员对操作票的正确性负有连带责任。

3.2 变压器

变压器是变电站中的重要设备，其常见的电气倒闸操作有变压器充电、带负荷、并列、解列和切空变等。其危险点主要有以下几点：

切除空载变压器过程中产生操作过电压，为了避免操作过电压，常常将变压器中性点接地。但是，在110 kV及以上电压等级接地系统中，为了限制单相接地故障电流，一些变压器中性点是不接地的。因此，需要根据变压器的绝缘、减低短路电流和继电保护可靠性等决定变压器中性点接地数量和位置。工程经验表明，正确操作变压器中性点接地刀闸可以防范切合空载变压器时产生操作过电压。

变压器中性点接地刀闸操作时应该注意：一是多台变压器并列运行时，要求每条母线上都有至少一台变压器中性点接地，防止母联断路器跳闸产生不接地系统。二是变压器高压侧为中性点直接接地系统，而低压侧接电源，则必须将变压器中性点接地，防止高压开关跳闸时出现中性点绝缘系统。三是在倒换不同变压器接地刀闸时，应该先合不接地中性点刀闸，再断接地中性点刀闸，尽量缩短两接地点并列运行时间。如果变压器中性点经过消弧线圈接地，且需要停运时，则应该首先切断消弧线圈，再将其他变压器连接到消弧线圈上，最后进行停电操作。要坚决杜绝中性点隔离开关的并列方法进行切换，防止出现线路接地故障，或者是引发绝缘系统虚幻接地。

3.3 母 线

当母线需要进行投入和停用操作，或者是倒换不同母线间设备时，需要进行母线倒闸操作。母线是电力输送的汇合点，其连接的元件多，且工作量大，保障母线运行安全具有重要意义，稍有疏忽可能引发大面积的停电事故。这就要求值班人员必须熟练掌握母线操作方法，警记母线操作的各种注意事项。在进行母线倒闸操作前，需要做好充分准备，严格按照操作监护制度执行，杜绝一切可能的误操作事故。

母线倒闸操作中常见的潜在威胁：一是带负荷拉闸事故；二是投入空载母线时，电磁式电压互感器跟断路器端口电容相串联形成谐振回路；三是投切继电保护装置或者其他自动装置时引发误动。母线操作中应该注意以下几点：

①当一条母线上的所有元件全部需要倒换到另外一条线路上时，可以有两种倒换方法：一种是逐一将元件的隔离开关合闸到另外一条母线上，最后将另外一条母线上相对应的隔离开关断开；另一种是先将一元件的隔离开关合闸与另一母线后，立即断开相应的隔离开关。究竟选择哪种方式，需要根据隔离开关所处的位置和现场操作习惯决定。

②备用母线或者是检修后的母线重新投入运行前，如果需要进行充电处理，则需要经过母联开关进行母线充电操作。如果没有母联开关，则应该借助可能的外部电源短路器对需要充电的备用母线或者检修后的母线进行尝试性送电操作。如果以上两者都不可行，则送电之前，必须仔细检查备用母线或者检修后的母线，确保设备正常，则可以利用刀闸送电，主要不能出现过负荷情况。

③母线倒闸操作过程中，除了需要借助母联开关进行充电外，还需要在和尚母联隔离开关和短路器，且母联断路器的操作电源熔断器确实被取下后，才可以进行，这主要是为了防止母联断路器在倒闸操作中出现误跳闸事故，引发可能的带负荷拉闸、合开关事故。

④在一条母线上的设备倒换到另外一条母线上时，或者是母线上的电压互感器停电，需要借助另外一台电压互感器给继电保护等自动装置回路供电时，应该切忌造成继电保护和自动装置失压，引起保护误动作。当停电母线上的电压互感器因故不能提前转换到运行中的母线上时，应该事先停用这些保护，例如低电压、低频率和阻抗保护等，并且要求断开跳闸压板。

⑤无特殊情况时，母线倒闸操作中，母差保护应该处在投入使用中。一般情况下，母线加装有自动重合闸，母线倒闸操作后如果有必要应该对重合闸方式作出相应的调整。

4 结 语

电气倒闸操作事故性质恶劣，其后果影响较大。而发生误操作事故原因繁杂，为了尽可能减少损失，需要运行值班人员熟悉各种设备的正确操作方法和步骤。同时，误操作事故中少不了人为的原因，需要加强运行人员安全意识教育，在技术上和思想上提高运行人员的工作能力，保障电网运行安全。

参考文献：

[1] 陈力,杨寅国.变电运行倒闸操作探讨[J].科技致富向导,2012,(9).

[2] 周冠荣.谈谈变电站倒闸误操作的问题探讨[J]..中国科技博览,2012,(15).