彭金寧，翟 鵬，馬晨原，龐宏強(qiáng)

(西安熱工研究院有限公司，西安 710061)

1 調(diào)試整定問(wèn)題

水輪發(fā)電機(jī)組的有水調(diào)試中，調(diào)速系統(tǒng)、勵(lì)磁系統(tǒng)、繼電保護(hù)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等設(shè)備都需要根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)或現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整定，以期獲得機(jī)組的最佳運(yùn)行狀態(tài)。

1.1 電網(wǎng)低頻振蕩與水輪機(jī)一次調(diào)頻速率

某電網(wǎng)主力電廠機(jī)組發(fā)生有功功率振蕩，振蕩周期為13 s，振蕩頻率約0.08 Hz，約4 min內(nèi)一次調(diào)頻動(dòng)作34次，后隨著該廠兩臺(tái)機(jī)組發(fā)生事故低油壓動(dòng)作停機(jī)，系統(tǒng)頻率逐漸恢復(fù)。有功功率振蕩過(guò)程如圖1所示。從圖1中可見(jiàn)在一次調(diào)頻動(dòng)作幾個(gè)周期后，機(jī)組的調(diào)頻功率和網(wǎng)頻出現(xiàn)了同向疊加，功率和網(wǎng)頻逐漸發(fā)生增幅振蕩。

圖1 某電廠機(jī)組功率和網(wǎng)頻振蕩波形

經(jīng)計(jì)算該廠兩臺(tái)機(jī)組在事故中，調(diào)速器系統(tǒng)為電網(wǎng)提供了負(fù)阻尼作用。為了使調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)生的機(jī)械轉(zhuǎn)矩在0.08～2.0 Hz區(qū)間落在Δδ～Δω坐標(biāo)平面的正阻尼區(qū)域內(nèi)。故重新整定調(diào)速器一次調(diào)頻PID參數(shù)，由Kp=8，Ki=8，KD=0.66減弱為Kp=1.0，Ki=0.2，KD=1。后重新進(jìn)行一次調(diào)頻試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果機(jī)組一次調(diào)頻動(dòng)作速率減慢，所引起的水壓脈動(dòng)明顯減小，機(jī)組的調(diào)頻功率和網(wǎng)頻不再出現(xiàn)同向疊加。

1.2 發(fā)電機(jī)三次諧波定子接地誤動(dòng)

某水電站1、2號(hào)機(jī)組進(jìn)相試驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)發(fā)電機(jī)無(wú)功功率進(jìn)相至20 MVar左右時(shí)，發(fā)電機(jī)保護(hù)柜均發(fā)出三次諧波定子接地保護(hù)動(dòng)作，發(fā)報(bào)警信號(hào)，檢查發(fā)電機(jī)定子無(wú)異常，確認(rèn)定子接地保護(hù)為誤動(dòng)。

該機(jī)組發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)變壓器高阻接地，發(fā)電機(jī)保護(hù)采用許繼電氣有限公司生產(chǎn)的WFB-801A型微機(jī)保護(hù)裝置，發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)由基波電壓定子接地和三次諧波定子接地構(gòu)成100%定子接地。三次諧波定子接地保護(hù)，根據(jù)機(jī)組空載及帶負(fù)荷工況下，發(fā)電機(jī)機(jī)端和中性點(diǎn)電壓三次諧波實(shí)際值現(xiàn)場(chǎng)整定。進(jìn)相試驗(yàn)過(guò)程中，分析發(fā)電機(jī)機(jī)端和中性點(diǎn)電壓三次諧波實(shí)際值，已達(dá)到該保護(hù)整定值導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作?？膳袛啾Ｗo(hù)定值現(xiàn)場(chǎng)整定過(guò)小，將保護(hù)定值的可靠系數(shù)由1.1調(diào)整至1.2，重新整定保護(hù)裝置，在3號(hào)機(jī)的進(jìn)相試驗(yàn)過(guò)程中，未發(fā)生保護(hù)誤動(dòng)現(xiàn)象。

1.3 自動(dòng)控制流程中設(shè)備配合問(wèn)題

某混流式機(jī)組，自動(dòng)開(kāi)機(jī)流程進(jìn)行至主軸密封水流程時(shí)，程序報(bào)單步超時(shí)，開(kāi)機(jī)流程退出，造成開(kāi)機(jī)失敗。

該機(jī)組主軸密封潤(rùn)滑水取自技術(shù)供水，當(dāng)技術(shù)供水采用電站壓力鋼管取水時(shí)，機(jī)組LCU接收到技術(shù)供水示流繼電器動(dòng)作信號(hào)后，啟動(dòng)主軸密封潤(rùn)滑水電磁閥。由于技術(shù)供水取水閥全開(kāi)時(shí)間約為5 min，在此時(shí)間內(nèi)，潤(rùn)滑水未能達(dá)到額定壓力，導(dǎo)致主軸密封潤(rùn)滑水啟動(dòng)失敗。

將主軸密封水子流程中“技術(shù)供水母管壓力正?！眴尾降谋O(jiān)視時(shí)間由5 s改為310 s，重新試驗(yàn)，自動(dòng)開(kāi)機(jī)流程正常。開(kāi)機(jī)流程中技術(shù)供水與主軸密封水流程關(guān)系如圖2所示。

圖2 部分開(kāi)機(jī)流程圖

1.4 發(fā)電機(jī)并網(wǎng)沖擊電流過(guò)大

某水輪發(fā)電機(jī)組額定電流1 221.9 A，額定電壓10.5 kV，首次并網(wǎng)瞬間，機(jī)組有明顯沖擊，合閘相角差6.82°，沖擊電流達(dá)到1 516 A。并網(wǎng)對(duì)機(jī)組有明顯沖擊，可調(diào)整同期裝置的參數(shù)，提高機(jī)組的并網(wǎng)品質(zhì)。引起沖擊的主要原因是并網(wǎng)時(shí)刻相角差偏大，將同期裝置中的最大允許相角由原來(lái)的6°整定為3°，進(jìn)行發(fā)電機(jī)并網(wǎng)試驗(yàn)，錄波圖如圖3所示，機(jī)組無(wú)明顯沖擊，相角差3.04°，沖擊電流顯著降低至545 A。

圖3 機(jī)組并網(wǎng)錄波圖

1.5 調(diào)試整定問(wèn)題的應(yīng)對(duì)措施

水電機(jī)組有水調(diào)試過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試整定是機(jī)組調(diào)試的重要內(nèi)容之一。這些問(wèn)題可分為兩類(lèi)：一類(lèi)是為了保證機(jī)組能夠正確安全的運(yùn)行(例如開(kāi)/停機(jī)流程、事故/緊急停機(jī)流程等)，必須進(jìn)行的調(diào)整問(wèn)題。處理這類(lèi)問(wèn)題，需要多專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員互相配合，熟悉機(jī)組及各輔助設(shè)備工作原理等，對(duì)調(diào)試人員的綜合素質(zhì)要求較高。另一類(lèi)是屬于優(yōu)化機(jī)組性能而進(jìn)行調(diào)試整定(例如調(diào)速系統(tǒng)、勵(lì)磁系統(tǒng)、同期裝置等參數(shù)整定)。由于機(jī)組性能的好壞沒(méi)有定量的衡量，這就要求工作人員要有較深專(zhuān)業(yè)理論水平，豐富的工作經(jīng)驗(yàn)及很好的職業(yè)素質(zhì)。

2 試驗(yàn)操作問(wèn)題

試驗(yàn)操作問(wèn)題主要是調(diào)試人員和運(yùn)行人員在試驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)設(shè)備操作或試驗(yàn)臨時(shí)措施處置不當(dāng)導(dǎo)致的問(wèn)題。

2.1 機(jī)組啟動(dòng)中備自投動(dòng)作致使廠用電失電

某水電站3號(hào)發(fā)電機(jī)組帶主變升壓的過(guò)程中，廠用電源突然失去，3號(hào)機(jī)組勵(lì)磁臨時(shí)電源失去，3號(hào)機(jī)組磁場(chǎng)開(kāi)關(guān)跳閘，機(jī)組停機(jī)。運(yùn)行人員迅速恢復(fù)10 kV廠用母線的母聯(lián)斷路器，廠用電恢復(fù)正常。

該水電站廠用系統(tǒng)采用10 kV單母雙分段方式，1、3、5號(hào)主變低壓側(cè)分別T接1、2、3號(hào)高壓廠變，作為10 kV廠用系統(tǒng)1、2、3號(hào)工作電源進(jìn)線，另配有一路外接電源(4號(hào)進(jìn)線)作為備用電源，如圖4所示。10 kV廠用系統(tǒng)采用備自投裝置，進(jìn)行事故電源切換和自動(dòng)恢復(fù)。正常運(yùn)行狀態(tài)為1、2、3號(hào)高壓廠變分別帶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母運(yùn)行。3號(hào)機(jī)組帶主變升壓過(guò)程中，2號(hào)廠變電壓也逐步升高，電壓升至80%額定電壓，到達(dá)備自投自恢復(fù)電壓，備自投動(dòng)作，斷開(kāi)5QF，合2QF，但此時(shí)2QF處于試驗(yàn)位置，操作電源斷開(kāi)，未能合閘，因此導(dǎo)致Ⅱ、Ⅲ段失電。這次事故主要是3號(hào)機(jī)組調(diào)試人員在試驗(yàn)前未做好安全措施所致。

圖4 某廠用電源示意圖

2.2 機(jī)械過(guò)速試驗(yàn)失敗

某貫流式機(jī)組機(jī)械過(guò)速試驗(yàn)中，由于試驗(yàn)人員對(duì)機(jī)械過(guò)速保護(hù)的整定值及機(jī)組飛逸轉(zhuǎn)速值不了解，當(dāng)將機(jī)組轉(zhuǎn)速升至170.5%額定轉(zhuǎn)速時(shí)，操作人員心理緊張，未繼續(xù)增加機(jī)組轉(zhuǎn)速，而按調(diào)速器緊急停機(jī)按鈕停機(jī)，機(jī)械過(guò)速保護(hù)裝置未動(dòng)作，致使試驗(yàn)失敗。重新進(jìn)行機(jī)械過(guò)速試驗(yàn)，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速升至173.1%額定轉(zhuǎn)速，機(jī)械過(guò)速保護(hù)裝置動(dòng)作，觸發(fā)事故配壓閥動(dòng)作，事故停機(jī)，試驗(yàn)正常。整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，機(jī)組振動(dòng)及擺度無(wú)異常，水力參數(shù)均在正常范圍內(nèi)。

2.3 勵(lì)磁系統(tǒng)它勵(lì)電源失電

某水電站1號(hào)機(jī)組在進(jìn)行發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)發(fā)電機(jī)定子電流接近額定電流時(shí)，勵(lì)磁系統(tǒng)突然跳開(kāi)磁場(chǎng)開(kāi)關(guān)，并發(fā)勵(lì)磁系統(tǒng)故障信號(hào)，導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)。檢查發(fā)現(xiàn)，勵(lì)磁變高壓側(cè)臨時(shí)它勵(lì)電源的10 kV斷路器跳閘，綜合保護(hù)裝置的過(guò)流保護(hù)動(dòng)作，檢查連接電纜、勵(lì)磁變、勵(lì)磁功率柜等相關(guān)一次回路，未發(fā)現(xiàn)過(guò)流痕跡。分析綜合保護(hù)裝置動(dòng)作記錄，在發(fā)電機(jī)升流過(guò)程中，勵(lì)磁變高壓側(cè)電流已經(jīng)達(dá)到了綜保動(dòng)作定值，所以保護(hù)跳閘。這次保護(hù)動(dòng)作是由于臨時(shí)定值整定過(guò)小而導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)，屬于試驗(yàn)過(guò)程中臨時(shí)措施不到位導(dǎo)致的停機(jī)故障。

2.4 試驗(yàn)操作問(wèn)題的防范措施

試驗(yàn)操作引起問(wèn)題，主要出現(xiàn)在有水調(diào)試階段的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)過(guò)程中。由于新建機(jī)組啟動(dòng)試驗(yàn)項(xiàng)目多、操作復(fù)雜、時(shí)間長(zhǎng)，況且不同的試驗(yàn)采取不同的臨時(shí)措施，機(jī)組運(yùn)行工況也隨試驗(yàn)要求而變化。對(duì)試驗(yàn)操作引起的問(wèn)題，需要制定嚴(yán)密的試驗(yàn)方案及措施，并做好事故預(yù)想，加強(qiáng)試驗(yàn)人員的責(zé)任心，避免問(wèn)題發(fā)生。

作為運(yùn)行人員，應(yīng)該嚴(yán)格按照試驗(yàn)方案操作，嚴(yán)格執(zhí)行“兩票三制”，防范漏項(xiàng)，對(duì)每一項(xiàng)操作結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)，正確無(wú)誤后方可執(zhí)行下一步操作。作為調(diào)試人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)機(jī)組整個(gè)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，深入了解各項(xiàng)試驗(yàn)的原理及操作方法。不同專(zhuān)業(yè)間加強(qiáng)溝通，特別是監(jiān)控與電氣及調(diào)速器有聯(lián)系的部分，應(yīng)在試驗(yàn)前做好技術(shù)交底工作，對(duì)可能出現(xiàn)的操作失誤，以及由此產(chǎn)生的后果，采取有效的防范措施，杜絕此類(lèi)問(wèn)題發(fā)生。

3 安裝質(zhì)量問(wèn)題

由于安裝人員技術(shù)水平不一，工藝要求不嚴(yán)，主機(jī)、電氣一次設(shè)備、二次回路、輔機(jī)設(shè)備以及油、水、氣管路等安裝常常會(huì)出現(xiàn)這樣或者那樣的問(wèn)題。

3.1 轉(zhuǎn)子絕緣低

某水電站軸流轉(zhuǎn)漿式機(jī)組，在1號(hào)發(fā)電機(jī)短路升流試驗(yàn)前，用1 000 V絕緣表檢查發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)地絕緣0.2 MΩ。在轉(zhuǎn)子靜止?fàn)顟B(tài)下，通過(guò)勵(lì)磁系統(tǒng)向轉(zhuǎn)子加入300 A電流(直流電壓75 V)，烘烤轉(zhuǎn)子2 h，停止勵(lì)磁后檢查轉(zhuǎn)子絕緣電阻無(wú)改善。

將與轉(zhuǎn)子相關(guān)的一次回路分解，分別檢查各部絕緣，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子支架上支撐勵(lì)磁引線的支柱絕緣子未清理干凈，致使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣降低。對(duì)所有引線連接處絕緣套進(jìn)行清洗后恢復(fù)接線，測(cè)試轉(zhuǎn)子絕緣電阻為31.3 MΩ。

3.2 調(diào)速器操作油開(kāi)/關(guān)機(jī)管路連接錯(cuò)誤

某軸流轉(zhuǎn)漿式機(jī)組，在進(jìn)行調(diào)速器靜態(tài)試驗(yàn)時(shí)，接力器動(dòng)作異常，導(dǎo)葉無(wú)法正常開(kāi)/關(guān)。檢查發(fā)現(xiàn)事故配壓閥開(kāi)/關(guān)機(jī)腔管路與接力器開(kāi)/關(guān)腔接錯(cuò)。將事故配壓閥的開(kāi)/關(guān)機(jī)腔外蓋螺母對(duì)換，使帶有調(diào)節(jié)螺桿的外蓋裝置在原開(kāi)機(jī)腔，使事故配壓閥開(kāi)/關(guān)機(jī)腔調(diào)換，解決了調(diào)速器管路接錯(cuò)的問(wèn)題，同時(shí)避免了重新配管，節(jié)省了工作量。該型號(hào)調(diào)速器配置事故配壓閥為插裝閥，原理如圖5所示。

圖5 某調(diào)速器操作油系統(tǒng)原理圖

3.3 槳葉開(kāi)度位移傳感器標(biāo)定不準(zhǔn)確

某水電站3號(hào)機(jī)組(20 MW貫流式機(jī)組)首次啟動(dòng)，水頭滿足機(jī)組空轉(zhuǎn)要求，逐步增加導(dǎo)葉開(kāi)度，機(jī)組開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，但導(dǎo)葉開(kāi)度達(dá)到80%，機(jī)組仍未達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，機(jī)組導(dǎo)葉與槳葉已進(jìn)入?yún)f(xié)聯(lián)，同時(shí)，流道發(fā)出連續(xù)劇烈爆破聲，試驗(yàn)人員迅速關(guān)閉導(dǎo)葉停機(jī)。

檢查發(fā)現(xiàn)槳葉位移傳感器拉線松動(dòng)，導(dǎo)致調(diào)速器采集到的槳葉開(kāi)度數(shù)值與槳葉實(shí)際開(kāi)度不一致，致使開(kāi)機(jī)過(guò)程中槳葉無(wú)法達(dá)到空載開(kāi)度，同時(shí)使得導(dǎo)葉和槳葉協(xié)聯(lián)關(guān)系發(fā)生錯(cuò)誤，機(jī)組無(wú)法達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。

3.4 分段關(guān)閉閥卡塞拒動(dòng)

某水電站1號(hào)水輪機(jī)導(dǎo)葉采用分段關(guān)閉，分段關(guān)閉閥由安裝在接力器推拉桿上的楔形板觸發(fā)動(dòng)作，分段關(guān)閉的拐點(diǎn)設(shè)置在55%導(dǎo)葉開(kāi)度左右。機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行，導(dǎo)葉開(kāi)度達(dá)到69%，當(dāng)甩100%負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，楔形板已觸發(fā)，而分段關(guān)閉閥未動(dòng)作，導(dǎo)葉以快關(guān)速率直接關(guān)閉。拆開(kāi)分段關(guān)閉閥檢查，發(fā)現(xiàn)閥體內(nèi)殘存較多粉末鐵屑，造成閥芯卡塞，致使兩段關(guān)閉閥拒動(dòng)。經(jīng)清理后組裝，分段關(guān)閉閥動(dòng)作正常。

水電新機(jī)組安裝過(guò)程中，由于工藝要求不嚴(yán)格，設(shè)備、管道清掃不徹底，主配壓閥、事故配壓閥、分段關(guān)閉閥等卡塞的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。安裝單位應(yīng)嚴(yán)格按照工藝要求施工，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，以杜絕此類(lèi)事件的發(fā)生。

3.5 設(shè)備安裝問(wèn)題的防范

安裝質(zhì)量帶來(lái)的問(wèn)題，首先要靠安裝階段安裝單位技術(shù)員自查；其次，調(diào)試人員在無(wú)水調(diào)試階段通過(guò)復(fù)查、靜態(tài)試驗(yàn)等方法，將問(wèn)題解決在有水調(diào)試之前；最后在有水調(diào)試階段，通過(guò)啟動(dòng)試驗(yàn)，進(jìn)一步檢驗(yàn)機(jī)組是否還存在問(wèn)題。對(duì)于安裝的問(wèn)題，應(yīng)盡量解決在無(wú)水調(diào)試階段，避免帶入有水調(diào)試，造成設(shè)備損毀。作為調(diào)試人員，在設(shè)備安裝完成后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行復(fù)查，尤其是對(duì)經(jīng)?？赡馨l(fā)生的、比較隱蔽的設(shè)備安裝缺陷要重點(diǎn)檢查。

4 設(shè)計(jì)問(wèn)題

對(duì)于新建水電機(jī)組來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)的重大問(wèn)題應(yīng)在設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)時(shí)被提出和解決，但在新機(jī)組調(diào)試過(guò)程中仍會(huì)發(fā)現(xiàn)各種影響機(jī)組正確、安全、穩(wěn)定運(yùn)行的問(wèn)題。大部分設(shè)計(jì)問(wèn)題在無(wú)水調(diào)試階段會(huì)被發(fā)現(xiàn)并解決，但也有部分問(wèn)題只有在有水調(diào)試階段或機(jī)組運(yùn)行后才會(huì)暴露出來(lái)。

(1)調(diào)速器緊急停機(jī)按鈕不觸發(fā)監(jiān)控緊急停機(jī)流程。某貫流式機(jī)組調(diào)速器電柜/機(jī)柜緊急停機(jī)按鈕動(dòng)作，僅觸發(fā)緊急停機(jī)電磁閥動(dòng)作及調(diào)速器關(guān)閉導(dǎo)葉，而不能觸發(fā)監(jiān)控緊急停機(jī)流程，造成緊急停機(jī)事故條件項(xiàng)發(fā)生后事故配壓閥，GCB等設(shè)備不能立即動(dòng)作。

調(diào)速器按鈕僅觸發(fā)緊急停機(jī)電磁閥并關(guān)閉導(dǎo)葉，而不觸發(fā)監(jiān)控停機(jī)流程，無(wú)法緊急停止機(jī)組的其他系統(tǒng)及設(shè)備，給機(jī)組安全帶來(lái)隱患。增加調(diào)速器緊急停機(jī)按鈕觸發(fā)監(jiān)控停機(jī)流程的硬接線回路，經(jīng)過(guò)無(wú)水和有水階段試驗(yàn)驗(yàn)證，保護(hù)動(dòng)作正確。

(2)事故配壓閥未設(shè)計(jì)復(fù)歸指令。某水電站混流式機(jī)組，監(jiān)控系統(tǒng)緊急停機(jī)流程觸發(fā)事故配壓閥動(dòng)作，其閥芯離開(kāi)工作位置，致使操作油遮斷，而無(wú)法遠(yuǎn)方復(fù)歸。該機(jī)組事故配壓閥的電磁閥為兩位四通雙電控電磁閥，設(shè)計(jì)院只設(shè)計(jì)電磁閥投入指令，而未設(shè)計(jì)電磁閥復(fù)歸指令。需增加監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)方復(fù)歸事故配壓閥電磁閥指令硬接線回路，并將該指令集成在監(jiān)控遠(yuǎn)方復(fù)歸按鈕命令中，使操作員在監(jiān)控畫(huà)面可遠(yuǎn)方復(fù)歸事故配壓閥。

(3)發(fā)電機(jī)保護(hù)用電壓互感器選擇不合理。某軸流轉(zhuǎn)漿式機(jī)組無(wú)水調(diào)試期間，調(diào)試人員在檢查電壓互感器銘牌配置時(shí)，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)出口10 kV母線上4組電壓互感器銘牌變比不一致，PT1銘牌變比為10 kV/100 V，PT2～PT4銘牌變比為10.5 kV/100 V，并且PT1和PT2電壓分別接入雙重配置的發(fā)電機(jī)保護(hù)A柜和B柜，不利于保護(hù)定值整定及保護(hù)運(yùn)行的管理。

(4)發(fā)電機(jī)上導(dǎo)瓦燒損。某水電站I級(jí)站和II級(jí)站的1號(hào)機(jī)組(懸式混流式機(jī)組)首次啟動(dòng)，穩(wěn)定在額定轉(zhuǎn)速空轉(zhuǎn)運(yùn)行半小時(shí)后，發(fā)電機(jī)上導(dǎo)瓦溫突升，被迫停機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)上導(dǎo)軸瓦燒損嚴(yán)重，鎢金瓦面有擠壓脫落現(xiàn)象。

經(jīng)分析，造成這次上導(dǎo)瓦燒損的原因主要為：①推力頭甩油孔(如圖6所示)直徑設(shè)計(jì)過(guò)小，機(jī)組運(yùn)行中出油量不夠，不能產(chǎn)生足夠的動(dòng)能強(qiáng)迫循環(huán)，致使上郵箱的溫度快速升高。②由于上導(dǎo)瓦底部絕緣板與推力頭外圓間隙過(guò)大，致使上、下油箱不能完全封閉，上油箱熱油未經(jīng)過(guò)回油管進(jìn)入下油箱的冷卻器進(jìn)行冷卻并有效循環(huán)，而直接通過(guò)間隙進(jìn)入下油箱頂部，再被甩油孔吸入?yún)⑴c上導(dǎo)軸承潤(rùn)滑及冷卻，致使上導(dǎo)溫度迅速上升。

圖6 某機(jī)組上機(jī)架裝配略圖

將推力頭圓周分布的12個(gè)直徑16 mm的甩油孔擴(kuò)大為直徑22 mm，使其面積增大近一倍；重新制作上導(dǎo)瓦底部絕緣板，減小其與推力頭之間的間隙，不超過(guò)2 mm。按以上方案處理后，機(jī)組運(yùn)行正常，上導(dǎo)瓦溫度下降并保持在35 ℃左右。該問(wèn)題是由于主機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，未全面計(jì)算分析上導(dǎo)潤(rùn)滑油系統(tǒng)的冷卻效果及油循環(huán)系統(tǒng)回路，造成燒瓦的損失，并耽誤了機(jī)組的投運(yùn)工期。

(5)一次調(diào)頻功率變化異常。某水電廠1號(hào)機(jī)組一次調(diào)頻試驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)頻率階躍信號(hào)撤銷(xiāo)后，功率的變化速率發(fā)生明顯異常，如圖7所示。

圖7 一次調(diào)頻功率變化異常

經(jīng)分析，由于調(diào)速器開(kāi)度模式下監(jiān)控功率調(diào)節(jié)程序設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致監(jiān)控功率調(diào)節(jié)與一次調(diào)頻形成反調(diào)。從LCU程序中取消監(jiān)控功率調(diào)節(jié)器連續(xù)調(diào)節(jié)功能，功率死區(qū)設(shè)置為±2 MW，當(dāng)功率設(shè)定值與實(shí)際值偏差進(jìn)入該死區(qū)后，達(dá)到調(diào)節(jié)目標(biāo)，功率調(diào)節(jié)器自動(dòng)退出調(diào)節(jié)。

程序修改之后進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果滿足一次調(diào)頻動(dòng)作要求，如圖8所示。

圖8 一次調(diào)頻功率變化正常

(6)機(jī)組甩負(fù)荷引發(fā)緊急停機(jī)。某燈泡貫流式機(jī)組在甩25%額定負(fù)荷試驗(yàn)過(guò)程中，觸發(fā)了 LCU中“115%額定轉(zhuǎn)速+主配拒動(dòng)”的條件，機(jī)組緊急停機(jī)流程啟動(dòng)，機(jī)組非正常停機(jī)，本次甩負(fù)荷試驗(yàn)失敗。

機(jī)組甩負(fù)荷過(guò)程中導(dǎo)葉的動(dòng)作規(guī)律，一般由調(diào)速器生產(chǎn)廠家提前預(yù)設(shè)的調(diào)速器控制邏輯決定。本機(jī)組甩25%額定負(fù)荷過(guò)程如圖9所示，甩負(fù)荷后機(jī)組轉(zhuǎn)速迅速上升，導(dǎo)葉快速關(guān)閉至預(yù)設(shè)開(kāi)度，等待轉(zhuǎn)速下降至設(shè)定值，故出現(xiàn)圖中所示的導(dǎo)葉停頓區(qū)間。此區(qū)間內(nèi)主配壓閥行程不變，所以發(fā)主配拒動(dòng)信號(hào)至LCU，此時(shí)機(jī)組轉(zhuǎn)速大于115%額定轉(zhuǎn)速， LCU啟動(dòng)了緊急停機(jī)流程停機(jī)。本次非正常停機(jī)主要是由于“主配拒動(dòng)”信號(hào)邏輯不完善所致。修改“主配拒動(dòng)”信號(hào)邏輯為：轉(zhuǎn)速上升過(guò)程中，主配壓閥行程不變時(shí)，發(fā)“主配拒動(dòng)”信號(hào)，轉(zhuǎn)速不變或下降過(guò)程中，即使主配壓閥行程不變，也不發(fā)“主配拒動(dòng)”信號(hào)。邏輯修改后，機(jī)組甩負(fù)荷試驗(yàn)正常。

圖9 機(jī)組甩負(fù)荷各參數(shù)變化趨勢(shì)圖

(7)設(shè)計(jì)問(wèn)題的處理措施。水電機(jī)組設(shè) 計(jì)帶來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，涉及設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)與設(shè)備廠家設(shè)計(jì)配合問(wèn)題、系統(tǒng)功能是否完善問(wèn)題、設(shè)計(jì)本身是否滿足規(guī)范要求的問(wèn)題、主/輔設(shè)備本身設(shè)計(jì)問(wèn)題等等，有些問(wèn)題可以在調(diào)試階段發(fā)現(xiàn)并解決，有些問(wèn)題則要在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中才能暴露出來(lái)。對(duì)于設(shè)計(jì)問(wèn)題，一方面，調(diào)試單位應(yīng)盡早介入工程，參與方案的討論及圖紙的審查。另一方面，在工程現(xiàn)場(chǎng)施工、調(diào)試過(guò)程中，調(diào)試人員既要尊重設(shè)計(jì)，也要勇于質(zhì)疑設(shè)計(jì)，不能盲目迷信。對(duì)于可能存在的設(shè)計(jì)問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)與業(yè)主、監(jiān)理及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)工地代表溝通，同時(shí)應(yīng)分析原因并給出解決處理的建議。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文介紹了作者近年來(lái)在水電機(jī)組調(diào)試過(guò)程中常見(jiàn)的調(diào)試整定問(wèn)題、試驗(yàn)操作問(wèn)題、安裝質(zhì)量問(wèn)題及設(shè)計(jì)問(wèn)題一些實(shí)際案例，分析了不同問(wèn)題產(chǎn)生的原因，提出了問(wèn)題的處理措施。水電機(jī)組調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題，看似紛亂無(wú)章，且有偶然性，其實(shí)是有一定規(guī)律可循的。在實(shí)際的調(diào)試工作中，應(yīng)從眾多的現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題中總結(jié)規(guī)律、汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，對(duì)于不同的問(wèn)題，采取不同的防范及處理措施，防止類(lèi)似問(wèn)題的再次發(fā)生。

□

[1] DL/T507-2014，水輪發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)試驗(yàn)規(guī)程[S].

[2] DL/T827-2014，燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)試驗(yàn)規(guī)程[S].

[3] DL/T1245-2013，水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)導(dǎo)則[S].

[4] 中國(guó)南方電網(wǎng)自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)技術(shù)規(guī)范[S].

[5] 魏守平.水輪機(jī)調(diào)節(jié)[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社，2009.