(葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

三里坪水電站位于湖北省房縣境內(nèi)，距房縣縣城近50km，是南河流域干流梯級(jí)開發(fā)中的骨干工程，也是以防洪、發(fā)電為主，兼有灌溉、水庫養(yǎng)殖、庫區(qū)航運(yùn)等綜合效益的水利樞紐工程。地下電站廠房裝有2臺(tái)混流式水輪發(fā)電機(jī)組，額定單機(jī)容量35MW，額定總裝機(jī)容量70MW；最大單機(jī)容量40MW，最大總裝機(jī)容量80MW。本文對(duì)該電站1#機(jī)組試運(yùn)行試驗(yàn)情況簡(jiǎn)要介紹如下。

1 引水系統(tǒng)充水試驗(yàn)

壓力鋼管保壓結(jié)束后對(duì)蝶閥層、尾水閘門、排水系統(tǒng)均進(jìn)行了檢查，提尾水閘門進(jìn)行蝸殼充水及蝶閥靜水啟閉試驗(yàn)，打開蝶閥旁通閥和蝸殼放空閥，對(duì)尾水管進(jìn)行充水，充水完成后，再進(jìn)行1#蝸殼充水，蝸殼壓力達(dá)0.50MPa時(shí)全關(guān)充水閥，對(duì)技術(shù)供水管道進(jìn)行沖洗，對(duì)技術(shù)供水系統(tǒng)、濾水器、電動(dòng)閥、減壓閥等設(shè)備進(jìn)行全面檢查，無異常后充水至0.99MPa，保壓6h，對(duì)壓力隧洞進(jìn)行變形觀測(cè)和滲流滲壓觀測(cè)，一切正常。

2 機(jī)組首次啟動(dòng)試驗(yàn)

第一次手動(dòng)開機(jī)，當(dāng)機(jī)組被沖動(dòng)后立即關(guān)調(diào)速器停機(jī)，開機(jī)過程中各部位人員對(duì)推力軸承、發(fā)電機(jī)風(fēng)洞、水車室等部位進(jìn)行監(jiān)視、監(jiān)聽，無異常。第二次手動(dòng)開機(jī)，轉(zhuǎn)速逐級(jí)升速至25%、50%、75%時(shí)，各監(jiān)視部位均未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象。提升轉(zhuǎn)速至100%額定轉(zhuǎn)速，測(cè)量無殘壓。導(dǎo)葉空載開度為22%，頻率保持在49.2Hz～49.9Hz，持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)2h20min后，機(jī)組各部位溫度與擺度振動(dòng)值均保持穩(wěn)定，機(jī)組下導(dǎo)擺度偏大，達(dá)0.32mm，下導(dǎo)軸承最高瓦溫達(dá)58.2℃，水導(dǎo)軸承最高瓦溫達(dá)56.4℃，停機(jī)檢查。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)各測(cè)量數(shù)據(jù)及動(dòng)平衡計(jì)算，決定對(duì)機(jī)組轉(zhuǎn)子進(jìn)行配重。詳細(xì)數(shù)據(jù)見表1。

表1 機(jī)組額定穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)各部數(shù)據(jù)記錄

機(jī)組轉(zhuǎn)速100%推力軸承瓦溫2(IT66)(℃)33 0上機(jī)架水平振動(dòng)0 001mmX向11Y向11推力軸承瓦溫4(IT68)(℃)33 2上機(jī)架垂直振動(dòng)0 001mm18推力軸承瓦溫6(IT70)(℃)32 0定子機(jī)架水平振動(dòng)0 001mmX向1推力軸承瓦溫8(IT72)(℃)32 8Y向1上導(dǎo)軸承瓦溫4(IT76)(℃)38 9上導(dǎo)軸承瓦溫8(IT80)(℃)40 5下導(dǎo)軸承瓦溫4(IT20)(℃)55 4定子鐵芯水平振動(dòng)0 001mm112138下導(dǎo)軸承瓦溫10(IT26)(℃)58 6水導(dǎo)軸承瓦溫2(IT8)(℃)55 5水導(dǎo)軸承瓦溫6(IT12)(℃)56 4定子鐵芯垂直振動(dòng)0 001mm112130上導(dǎo)油槽溫2(IT64)(℃)28 0下導(dǎo)油槽溫2(IT28)(℃)30 9頂蓋水平振動(dòng)0 001mmX向0Y向3水導(dǎo)油槽溫2(IT16)(℃)46 7頂蓋垂直振動(dòng)0 001mm8空氣冷卻器冷風(fēng)(IT32)(℃)42 0空氣冷卻器冷風(fēng)(IT36)(℃)41 6上導(dǎo)擺度0 001mmX向44Y向46空氣冷卻器冷風(fēng)(IT30)(℃)43 1剪斷銷信號(hào)0下導(dǎo)擺度0 001mmX向310Y向295軸電流監(jiān)測(cè)量(A)0 10機(jī)組頻率(Hz)49 3下機(jī)架水平振動(dòng)0 001mmX向55Y向51壓力鋼管水壓(MPa)1 0下機(jī)架垂直振動(dòng)0 001mm1蝸殼末端水壓(MPa)0 94尾水管出口水壓(MPa)0 02水導(dǎo)擺度0 001mmX向116Y向122蝸殼進(jìn)口水壓(MPa)0 93尾水管進(jìn)口水壓(MPa)0 1尾水壓力脈動(dòng)kPa115 5213頂蓋水壓(MPa)0 06

用直流焊機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)子充磁，在對(duì)機(jī)組配重完畢后開機(jī)，下導(dǎo)擺度為0.18mm，較之前的0.35mm明顯減小，上導(dǎo)、水導(dǎo)擺度正常，機(jī)組各部位振動(dòng)正常。測(cè)量定子無殘壓。

3 機(jī)組過速試驗(yàn)

手動(dòng)開調(diào)速器，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)115%ne時(shí)，測(cè)量各部振動(dòng)擺度，校核轉(zhuǎn)速繼電器115%接點(diǎn)動(dòng)作情況，經(jīng)檢查機(jī)組各部無異常。手動(dòng)升至140%ne時(shí)，機(jī)械過速裝置正確動(dòng)作并聯(lián)動(dòng)關(guān)閉蝶閥，機(jī)組停機(jī)；在對(duì)機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分進(jìn)行檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子上部部分磁極連接線移位、變形扭曲，經(jīng)分析為機(jī)組過速時(shí)產(chǎn)生，天津天發(fā)主機(jī)廠家人員現(xiàn)場(chǎng)察看后決定，為保證1#機(jī)組按期投產(chǎn)發(fā)電采取臨時(shí)處理方案，2#機(jī)組采取永久處理方案(永久處理方案由廠家研究提出并報(bào)業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理認(rèn)可)。1#機(jī)組永久固定方式待2#機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電后，按2#機(jī)組的固定方案進(jìn)行整改。

1#機(jī)組臨時(shí)處理方案如下：

(1)將固定每組極間連接線的四個(gè)線夾及轉(zhuǎn)子引線的線夾全部拆除，并在極間連接線及轉(zhuǎn)子引線上加“適形氈”后重新固定；

(2)磁極線圈上與極間連接線連接的第一匝線圈已甩出部分，原則上不做復(fù)位調(diào)整，但離阻尼環(huán)固定螺桿較近的第一匝線圈需適當(dāng)調(diào)整，調(diào)整過程中及調(diào)整后注意防止匝間短路。為了保證轉(zhuǎn)子不會(huì)發(fā)生接地現(xiàn)象，阻尼環(huán)固定螺桿上包扎一層“適形氈”、四層云母帶，最外層包扎玻璃帶一層，并固化成型；

(3)考慮到此次處理過程中，長(zhǎng)極間連接線與磁極線圈連接的直線部位不好固定，為保證其不再扭轉(zhuǎn)變形，在長(zhǎng)極間連接線直線部位上、下兩側(cè)加裝夾板并綁扎、固化成型。

對(duì)處理后的轉(zhuǎn)子進(jìn)行交流阻抗和交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)合格。廠家再一次檢查定子接線，現(xiàn)場(chǎng)分析在轉(zhuǎn)子充磁后定子不能建立殘壓?jiǎn)栴}時(shí)，發(fā)現(xiàn)定子引線接線錯(cuò)誤，會(huì)議確定由廠家對(duì)引線進(jìn)行加班處理。

4 調(diào)速器空擾試驗(yàn)

調(diào)速器的運(yùn)行參數(shù)選擇(擾動(dòng)試驗(yàn))，選擇的最優(yōu)參數(shù)為：Bp=4%，Bt=110%，Td=8s，Tn=0.2s，導(dǎo)葉開度=19.5%。調(diào)速器自動(dòng)運(yùn)行方式，頻率穩(wěn)定在49.96Hz～50.04Hz。

擾動(dòng)試驗(yàn)顯示調(diào)速器調(diào)節(jié)性能良好，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性優(yōu)于國標(biāo)要求。

5 發(fā)電機(jī)零起升流試驗(yàn)

中控室自動(dòng)開機(jī)，做短路升流試驗(yàn)。發(fā)電機(jī)升流試驗(yàn)用接地小車在里21處設(shè)短路點(diǎn)，將廠房施工外來電源用負(fù)荷開關(guān)接入勵(lì)磁變作為他勵(lì)電源。

在檢查里01斷路器時(shí)發(fā)現(xiàn)，合閘線圈燒毀，經(jīng)檢查為防跳控制回路接線時(shí)出錯(cuò)，造成未儲(chǔ)能時(shí)合閘燒毀合閘線圈。經(jīng)同意現(xiàn)場(chǎng)采用手動(dòng)合斷路器的方式繼續(xù)升流試驗(yàn)，待廠家到場(chǎng)后再更換合閘線圈。發(fā)電機(jī)升流試驗(yàn)，加勵(lì)磁后，分別升流到25%、50%、75%、100%，檢查短路范圍內(nèi)CT二次電流回路正確。測(cè)量發(fā)電機(jī)軸電壓為1.7V，檢查機(jī)組各部位擺度相對(duì)空載工況無變化，瓦溫穩(wěn)定，發(fā)電機(jī)定子繞組溫升正常。

6 發(fā)電機(jī)短路干燥

試驗(yàn)按照廠家要求，定子電流控制在額定值的60%以內(nèi)，預(yù)備升溫8h，每小時(shí)以5℃～8℃的升溫速率進(jìn)行，保溫24h，降溫10h，定子繞組最高溫度控制在75℃左右后進(jìn)行保溫。分相做1#發(fā)電機(jī)定子2.5Ue直流耐壓試驗(yàn)，拆開定子繞組出口引線及中性點(diǎn)引線，分相測(cè)量絕緣，分級(jí)進(jìn)行2.5Ue直流耐壓與泄漏電流測(cè)量。定子繞組直流耐壓及泄漏電流值合格。

7 發(fā)電機(jī)升壓試驗(yàn)

7.1 發(fā)電機(jī)零起升壓

手動(dòng)開機(jī)，合滅磁開關(guān)，零起升壓至25%UN，檢查升壓范圍內(nèi)PT二次側(cè)至發(fā)變保護(hù)、故障錄波、勵(lì)磁、調(diào)速器、機(jī)組測(cè)量及中控室測(cè)量顯示等各系統(tǒng)電壓量的幅值，相位正確，三相平衡。測(cè)量發(fā)電機(jī)出口PT二次側(cè)電壓、相序、開口三角形電壓，正常。按50%，75%，100%UN分級(jí)繼續(xù)升壓至額定電壓，檢查升壓范圍內(nèi)一次設(shè)備帶電運(yùn)行情況，良好。在100%Ue檢測(cè)上導(dǎo)軸承處擺度及水導(dǎo)軸承處擺度，無異常。

7.2 發(fā)電機(jī)空載特性試驗(yàn)

機(jī)組在額定轉(zhuǎn)速下，作勵(lì)磁裝置起勵(lì)升壓試驗(yàn)、合滅磁和跳滅磁開關(guān)滅磁試驗(yàn)，檢查勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器和自動(dòng)勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)范圍，符合設(shè)計(jì)要求，并能在20%～120%額定發(fā)電機(jī)電壓范圍內(nèi)穩(wěn)定及平滑調(diào)節(jié)。雙調(diào)節(jié)器之間和每個(gè)調(diào)節(jié)通道AVR和AER之間的切換，在額定電壓下測(cè)量軸電壓，過勵(lì)、斷線、過壓、均流等保護(hù)的調(diào)整及模擬動(dòng)作試驗(yàn)，都符合設(shè)計(jì)要求。

8 1#發(fā)電機(jī)帶1B主變及110kVGIS升流試驗(yàn)

試驗(yàn)短路點(diǎn)設(shè)在里1038地刀，處三相對(duì)地穩(wěn)態(tài)短路緩慢升流至發(fā)電機(jī)額定電流IN的25%，檢查母線保護(hù)、線路保護(hù)、主變及高壓配電裝置，工作正常；繼續(xù)升流50%、75%、100%IN，分別檢查發(fā)電機(jī)、封閉母線、主變壓器溫升發(fā)熱、外殼接地發(fā)熱情況，均正常。

9 并網(wǎng)帶負(fù)荷試驗(yàn)

9.1 110kV母線沖擊試驗(yàn)

里101、里1011、里1016、里104、里1041、里1046開關(guān)在分位置，里1036在合位置，里1049、里1019在合閘位置，其他地刀均在拉開位置，聯(lián)系地調(diào)對(duì)110kV線路倒送電，10∶15開始，合/分房121開關(guān)對(duì)110kV母線進(jìn)行了三次沖擊，試驗(yàn)中檢查線路PT(YH2)與母線PT(YH1)相序定相正確。

9.2 主變沖擊試驗(yàn)

110kV母線用里101斷路器對(duì)主變及廠用變進(jìn)行了5次沖擊試驗(yàn)，每次沖擊間隔10min，結(jié)果正常。

9.3 機(jī)組假同期試驗(yàn)

機(jī)組假同期并網(wǎng)試驗(yàn)，斷路器里01拉至試驗(yàn)位置，模擬其隔離開關(guān)為合，線路持續(xù)倒送電狀態(tài)，機(jī)組開機(jī)至空載狀態(tài)，啟動(dòng)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置合斷路器。第一次試驗(yàn)，同期點(diǎn)兩側(cè)取電壓相位不一致，錄波合閘信號(hào)給出后，不能達(dá)到同期標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)檢查，機(jī)組的電壓信號(hào)取至機(jī)端Uab，而系統(tǒng)電壓信號(hào)則取自主變高壓側(cè)PT Uab相，兩個(gè)電壓信號(hào)相位相差30°。經(jīng)更改系統(tǒng)電壓信號(hào)，取主變高壓側(cè)互01PT開口三角形繞組B相(相位相同)后，同期導(dǎo)前時(shí)間符合要求。試驗(yàn)結(jié)束后拆除臨時(shí)措施，恢復(fù)正常接線。

9.4 機(jī)組并網(wǎng)帶負(fù)荷、甩負(fù)荷試驗(yàn)

選用里01斷路器作為同期點(diǎn)，斷路器里01自動(dòng)準(zhǔn)同期合閘并網(wǎng)，由于調(diào)速器檢測(cè)不到并網(wǎng)斷路器合閘信號(hào)，無法跟蹤系統(tǒng)電壓而打開增負(fù)荷，立即進(jìn)行了解列。經(jīng)檢查，調(diào)速器合閘信號(hào)接線有誤、CT出線接反。更改接線并調(diào)整勵(lì)磁空載參數(shù)后，重新進(jìn)行并網(wǎng)試驗(yàn)，成功完成了帶負(fù)荷與甩負(fù)荷試驗(yàn)。

機(jī)組分別帶25%、50%、75%、100%的額定負(fù)荷進(jìn)行甩負(fù)荷，其各參數(shù)見表2。

表2 機(jī)組甩負(fù)荷試驗(yàn)各參數(shù)記錄

機(jī)組負(fù)荷(MW)8 7(25%)17 5(50%)27(75%)35(100%)記錄時(shí)間甩前甩中最大值甩前甩中最大值甩前甩中最大值甩前甩中最大值測(cè)量參數(shù)轉(zhuǎn)速(Ne)(%)100104 2100107 3100122 6100141 1導(dǎo)葉開度(%)35 611 146 111 157 5511 180 211 1上導(dǎo)+X擺度465249524511747124上導(dǎo)+Y擺度475347534812046128下導(dǎo)+X擺度240226247226236140188141下導(dǎo)+Y擺度251234251235241139196148水導(dǎo)+X擺度10985108102921068369水導(dǎo)+Y擺度14710514912913610513088蝸殼壓力(MPa)0 940 990 941 120 941 090 941 01上游水位(m)396 59下游水位(m)305 76試驗(yàn)時(shí)間20∶1821∶0521∶1922∶00

注：機(jī)組甩100%負(fù)荷時(shí)用百分表實(shí)測(cè)下導(dǎo)擺度為0.15mm～0.20mm。

甩負(fù)荷試驗(yàn)結(jié)束后，重新帶100%負(fù)荷，模擬發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作(傳動(dòng)方式)進(jìn)行硬關(guān)機(jī)試驗(yàn)。試驗(yàn)中機(jī)組同時(shí)跳發(fā)電機(jī)出口斷路器和緊急停機(jī)，甩負(fù)荷時(shí)機(jī)組最高轉(zhuǎn)速達(dá)138%Ne。試驗(yàn)完成后進(jìn)行了機(jī)組的全面檢查。

9.5 低油壓關(guān)導(dǎo)葉試驗(yàn)

中控室自動(dòng)開機(jī)并網(wǎng)，進(jìn)行低油壓關(guān)導(dǎo)葉試驗(yàn)。退出低油壓保護(hù)接點(diǎn)，切斷壓力油泵交流電源，通過排卸油閥門，人為降低調(diào)速器壓力油罐的油壓直到低油壓關(guān)機(jī)整定值3.0MPa時(shí)啟動(dòng)自動(dòng)停機(jī)流程，停機(jī)全過程無異常。機(jī)組在完成甩負(fù)荷試驗(yàn)后，由中試所及勵(lì)磁和調(diào)速器設(shè)備廠家進(jìn)行了勵(lì)磁系統(tǒng)空載特性及PSS試驗(yàn)、調(diào)速器一次調(diào)頻試驗(yàn)及水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)建模試驗(yàn)，試驗(yàn)合格。

10 連續(xù)72h并網(wǎng)試運(yùn)行

三里坪機(jī)組成功并網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行72h，試運(yùn)行期間，主機(jī)、主變等設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，機(jī)組各部油溫、瓦溫、機(jī)械擺度、振度等均在正常范圍內(nèi)；各監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行程序正確，監(jiān)測(cè)記錄準(zhǔn)確；輔助設(shè)備工作可靠；調(diào)速器系統(tǒng)、勵(lì)磁系統(tǒng)性能良好，能滿足穩(wěn)定性和速動(dòng)性要求。機(jī)組具備并入系統(tǒng)進(jìn)行商業(yè)運(yùn)行的條件。