王琦 牟小雨

摘要：總結(jié)了巨型水輪發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的管理要點(diǎn)，簡要闡述了水力發(fā)電廠重大風(fēng)險(xiǎn)管控要求，希望能夠?qū)ν袠I(yè)的水電站水輪發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到借鑒作用。

關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機(jī)組;運(yùn)行管理;風(fēng)險(xiǎn)管控

0 引言

中共中央、國務(wù)院在北京人民大會(huì)堂舉行的2019年度國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，中國長江三峽集團(tuán)作為第一完成單位的“長江三峽樞紐工程”項(xiàng)目榮獲了2019年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步特等獎(jiǎng)。截至2019年12月31日24：00，向家壩水電站繼首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電完成“首穩(wěn)百日”第一目標(biāo)后，向家壩電站3年累計(jì)1 252天實(shí)現(xiàn)“零非?！蹦繕?biāo)，創(chuàng)下三峽集團(tuán)旗下水電站“零非?！弊铋L天數(shù)記錄。

筆者在中國長江三峽集團(tuán)中，一直工作于世界一流水電站的最前沿，先后工作于我國自行設(shè)計(jì)、建造的長江第一樞紐工程葛洲壩電廠，全球總裝機(jī)容量最大的三峽電廠，具有全球單機(jī)容量最大的水輪發(fā)電機(jī)組（8×800 MW）的向家壩電廠建設(shè)部，目前又參與了世界一流水電站烏東德水電站（12×850 MW）的建設(shè)。

筆者從事世界一流水電站的運(yùn)行管理工作多年，對(duì)于巨型水輪發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行管理有一些心得體會(huì)。

1 巨型水輪發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的要點(diǎn)

我國能成為世界水電第一大國，與領(lǐng)先的水電裝備技術(shù)與卓越的水電運(yùn)行管理密切相關(guān)，發(fā)電機(jī)組“非?！?，也稱為非計(jì)劃性停機(jī)，是對(duì)每個(gè)電站安全生產(chǎn)、技術(shù)水平的重要考驗(yàn)，而“零非停”則是水電機(jī)組世界最高水平的運(yùn)行指標(biāo)。水電站只有達(dá)到“零非?！蹦繕?biāo)，才能稱之為合格的世界一流水電站。例如，向家壩水電站3年實(shí)現(xiàn)“零非停”就意味著向家壩全站8臺(tái)800 MW水輪發(fā)電機(jī)組，共計(jì)23 000多個(gè)零部件要實(shí)現(xiàn)1 000多天安全穩(wěn)定運(yùn)行，倘若其中一個(gè)部件運(yùn)行出錯(cuò)，那么“零非?！蹦繕?biāo)就將前功盡棄。這一遠(yuǎn)大目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，得益于全站人員堅(jiān)持不懈的對(duì)最高目標(biāo)的執(zhí)著追求，不斷探索大型機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的規(guī)律，不斷總結(jié)機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行趨勢。

1.1? ? 電力系統(tǒng)自動(dòng)化及繼電保護(hù)是水輪發(fā)電機(jī)組的第一“免疫力”，是保障水輪發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的首要條件

電力系統(tǒng)飛速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)逐步應(yīng)用于電力生產(chǎn)和電力供應(yīng)系統(tǒng)中，電力系統(tǒng)朝著智能化、安全化、穩(wěn)定化、遠(yuǎn)程化、簡單化方向發(fā)展，逐步進(jìn)入綜合自動(dòng)化發(fā)展階段。

電力系統(tǒng)自動(dòng)化的廣義理解就是對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的電能生產(chǎn)、傳輸和管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)度和自動(dòng)化管理;狹義理解就是實(shí)現(xiàn)調(diào)度監(jiān)控中心和水電站現(xiàn)場設(shè)備之間的實(shí)時(shí)信息傳輸，并通過遙測、遙信、遙感、遙控對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行全方位、大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，其自動(dòng)傳輸系統(tǒng)由遠(yuǎn)動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)通道組成。其中，遠(yuǎn)動(dòng)通道有微波、載波、高頻、聲頻和光導(dǎo)通信等多種形式。同時(shí)，通過水電站計(jì)算機(jī)一體化控制系統(tǒng)（全計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)），對(duì)全廠設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制。水電站自動(dòng)化設(shè)備主要包含：自動(dòng)重合閘裝置、備用電源自動(dòng)投入裝置、自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置、自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置、自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）、自動(dòng)電壓控制（AVC）、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）、一次調(diào)頻和現(xiàn)地控制單元（LCU裝置）等。繼電保護(hù)裝置根據(jù)自動(dòng)化裝置采集的綜合數(shù)據(jù)，對(duì)設(shè)備的正確性、靈敏性、速動(dòng)性、選擇性進(jìn)行判斷，迅速地將故障點(diǎn)從正常運(yùn)行的設(shè)備中隔離出來，并保障非故障設(shè)備的正常運(yùn)行。自動(dòng)化裝置與可靠的繼電保護(hù)裝置的完美配合與協(xié)作，是保證巨型水輪發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的先決條件。

1.2? ? 水輪機(jī)運(yùn)行值班員是水輪發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵把控點(diǎn)

水輪發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)水電站運(yùn)行人員提出了更高的工作要求，運(yùn)行人員的日常工作是設(shè)備巡檢、安全操作、辦票、監(jiān)控、記錄、事故處理、設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)管控等，要始終牢記“安全生產(chǎn)、質(zhì)量先行”的工作理念。

保障水輪發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，運(yùn)行人員就要將機(jī)組運(yùn)行的日常工作做到精益求精。特別是巨型水輪發(fā)電機(jī)組，若有任何安全隱患，都將會(huì)產(chǎn)生重大損失，所以運(yùn)行值班員要在日常巡檢或者監(jiān)屏工作上能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)影響設(shè)備正常運(yùn)行的隱患，對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)上報(bào)出的信號(hào)，經(jīng)過“嚴(yán)謹(jǐn)思考、嚴(yán)格檢查、嚴(yán)肅論證”，迅速、精準(zhǔn)地定位故障信息與故障點(diǎn)，熟練掌握監(jiān)控信息的含義和傳遞途徑，能在發(fā)生故障的第一時(shí)間準(zhǔn)確判斷故障類型和故障地點(diǎn)。運(yùn)行人員在辦理工作票和執(zhí)行運(yùn)行操作票時(shí)，要嚴(yán)格把控工作票上的安全措施是否得當(dāng)，嚴(yán)格執(zhí)行操作票制度，密切注意操作票上的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)和危險(xiǎn)源，始終做到安全生產(chǎn)零事故、零誤操作、無漏信號(hào)、兩票100%合格等。

1.3? ? 科技創(chuàng)新是水輪發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的源動(dòng)力

水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)維工作本質(zhì)上是要最大化保障機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，要通過不斷的科技創(chuàng)新，以實(shí)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。

例如：巨型水輪發(fā)電機(jī)組在開停機(jī)過程中，當(dāng)有功出力達(dá)到一定值時(shí)，會(huì)經(jīng)過機(jī)組運(yùn)行震動(dòng)區(qū)間，使機(jī)組運(yùn)行工況惡化，利用科技創(chuàng)新技術(shù)減少機(jī)組在振動(dòng)區(qū)的運(yùn)行時(shí)間，加速通過振動(dòng)區(qū)，大幅改善機(jī)組運(yùn)行工況，提升機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性。水力發(fā)電廠機(jī)組并網(wǎng)后，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障受到?jīng)_擊時(shí)，發(fā)電廠發(fā)電機(jī)組就會(huì)受到頻繁的系統(tǒng)沖擊擾動(dòng)，電廠的一次調(diào)頻系統(tǒng)就會(huì)頻繁調(diào)節(jié)機(jī)組有功出力，調(diào)速器頻繁抽動(dòng)，影響機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，通過自主創(chuàng)新，優(yōu)化電廠安全穩(wěn)定裝置的邏輯策略，通過調(diào)整機(jī)組負(fù)荷、電壓、頻率，切機(jī)策略，失步解列等三重防范技術(shù)，大大提高了巨型水輪發(fā)電機(jī)組的抗干擾能力，減少了系統(tǒng)沖擊對(duì)機(jī)組的影響，避免造成“非計(jì)劃”性停機(jī)，有效提高了機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1.4? ? 健全的安全管理體系不僅是企業(yè)發(fā)展的保障，還是水輪發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提

水電站應(yīng)具備健全的安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控管理辦法、事故隱患排查治理管理辦法、應(yīng)急管理辦法和防汛工作管理辦法及組織體系，通過安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控和隱患排查治理工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除生產(chǎn)經(jīng)營過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)，減少事故的發(fā)生，樹立“隱患就是事故”的安全生產(chǎn)新理念。

2 水力發(fā)電廠重大風(fēng)險(xiǎn)管控要求

一般大型水力發(fā)電廠的重大安全風(fēng)險(xiǎn)管控包含：防范重大人身傷亡事故、防止水淹廠房、防止大面積停電、防止重大設(shè)備設(shè)施發(fā)生事故或損壞，這四大風(fēng)險(xiǎn)管控是水電站中不可觸碰的安全底線。特別是在巨型水輪發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行工作上，事故預(yù)防工作要做到科學(xué)化、信息化和標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分級(jí)、分層、分類、分專業(yè)管理，逐步明確、落實(shí)公司、單位、部門、分部和崗位的各級(jí)管控責(zé)任，在公司內(nèi)部全面推行安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控工作。

3 結(jié)語

綜上所述，巨型水輪發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行不僅依靠的是自動(dòng)化裝置的完善，更重要的是依靠工作人員豐富的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)、先進(jìn)的技術(shù)手段和完善的管理機(jī)制，并在實(shí)踐中不斷探索。同時(shí)，要不斷和同行進(jìn)行相互交流學(xué)習(xí)、借鑒，取長補(bǔ)短，例如向家壩電站的運(yùn)行管理借鑒了三峽電廠的一些運(yùn)行管理模式，如今即將迎來首批機(jī)組接機(jī)發(fā)電的烏東德電廠同樣借鑒了向家壩的成熟運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。在本文中，筆者將世界一流水電站領(lǐng)先的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)總結(jié)分享出來，希望能夠?qū)ν袠I(yè)的水電站水輪發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到借鑒作用。

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收稿日期：2020-08-04

作者簡介：王琦（1991—），男，湖北廣水人，助理工程師，從事設(shè)備運(yùn)維管理工作。