水電廠機(jī)組分段關(guān)閉裝置的改進(jìn)與運(yùn)用

1、 水電廠機(jī)組分段關(guān)閉裝置的改進(jìn)與運(yùn)用 【摘 要】介紹機(jī)組分段關(guān)閉裝置的作用，動(dòng)作和復(fù)歸條件的改進(jìn)，提高分段關(guān)閉裝置動(dòng)作的可靠性?！娟P(guān)鍵詞】分段關(guān)閉裝置；動(dòng)作和復(fù)歸；可靠性0 引言水力發(fā)電廠主要承擔(dān)著調(diào)峰、調(diào)頻，停機(jī)很頻繁，也可能出現(xiàn)甩負(fù)荷或事故停機(jī)，頻繁的停機(jī)會(huì)引起轉(zhuǎn)輪室出現(xiàn)真空，引起機(jī)組抬機(jī)事件的發(fā)生。為防止機(jī)組出現(xiàn)較大的真空，減少其轉(zhuǎn)輪室的真空度，投入機(jī)組分段關(guān)閉裝置，減慢停機(jī)速度，以達(dá)到防抬機(jī)目的。1 機(jī)組分段關(guān)閉裝置的作用：在電網(wǎng)出現(xiàn)故障，機(jī)組突然甩負(fù)荷時(shí)，調(diào)速器快速關(guān)閉導(dǎo)葉，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的調(diào)節(jié)過(guò)程，機(jī)組恢復(fù)到空載開(kāi)度，由于導(dǎo)葉的快速關(guān)閉，過(guò)水系統(tǒng)流量會(huì)急劇變化，以至產(chǎn)生反水錘，為防止

2、停機(jī)過(guò)程中因水錘引了抬機(jī)量過(guò)大，水電電站將導(dǎo)葉關(guān)閉裝置由一段直接關(guān)閉改為分段關(guān)閉的方式，減慢關(guān)機(jī)速度，可以減輕或防止軸流式水輪機(jī)組的抬機(jī)現(xiàn)象。2 機(jī)組分段關(guān)閉裝置組成：機(jī)組分段關(guān)閉裝置由分段關(guān)閉配壓閥（ddp）、閥門控制器（凸輪機(jī)構(gòu)）、分段關(guān)閉閥（dgp）組成，其中分段關(guān)閉閥（dgp）裝于調(diào)速器與導(dǎo)葉接力之間的開(kāi)腔液壓管路上，位于水車層。圖1 分段關(guān)閉裝置原理圖3 機(jī)組分段關(guān)閉裝置（改進(jìn)前）動(dòng)作條件：當(dāng)機(jī)組甩負(fù)荷（下位機(jī)操作甩負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)）或事故停機(jī)時(shí)，啟動(dòng)動(dòng)作分段電磁配壓閥動(dòng)作流程，由調(diào)速器關(guān)機(jī)時(shí)，采用接力器變送器上電氣拐點(diǎn)開(kāi)度（35%）接通，啟動(dòng)分段電磁配壓閥，導(dǎo)葉往關(guān)方向拉著鋼絲繩移動(dòng)，依

3、靠裝置中整定和配合，鋼絲繩帶動(dòng)閥門控制器（凸輪機(jī)構(gòu)）轉(zhuǎn)動(dòng)，至機(jī)械拐點(diǎn)處與觸點(diǎn)相壓觸，使閥門控制器油路接通，分段關(guān)閉閥上腔充壓力油，使其閥體下移，開(kāi)腔油路減少，則關(guān)機(jī)速度變慢達(dá)至防抬機(jī)要求。4 機(jī)組分段關(guān)閉裝置存在的問(wèn)題：分段關(guān)閉裝置啟動(dòng)條件中只做了事故停機(jī)流程或下位機(jī)操作啟動(dòng)甩負(fù)荷試驗(yàn)流程動(dòng)作時(shí)，才啟動(dòng)機(jī)組分段關(guān)閉電磁閥：1）2018年5月9日22點(diǎn)，2號(hào)主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，造成2號(hào)主變各側(cè)開(kāi)關(guān)202dl、102dl、920dl、902dl、904dl跳閘，2號(hào)機(jī)甩有功100 mw至空載，經(jīng)查2號(hào)機(jī)甩負(fù)荷過(guò)程發(fā)現(xiàn)，2b差動(dòng)保護(hù)跳高壓側(cè)開(kāi)關(guān)202dl甩負(fù)荷后，分段關(guān)閉裝置未動(dòng)作，故存在遠(yuǎn)端甩負(fù)荷分

4、段關(guān)閉裝置不投入缺陷。圖2 2號(hào)機(jī)事故停機(jī)未投分段關(guān)閉裝置未時(shí)，導(dǎo)葉關(guān)閉動(dòng)作過(guò)程。圖3 2號(hào)機(jī)甩負(fù)荷時(shí)投分段關(guān)閉裝置時(shí)，導(dǎo)葉關(guān)閉動(dòng)作過(guò)程。2）分段關(guān)閉機(jī)械拐點(diǎn)是由接力器關(guān)通過(guò)鋼絲繩拉動(dòng)凸輪旋轉(zhuǎn)至凸起位置，如果此位置鋼絲繩斷裂（由于我廠處調(diào)頻電廠，agc投入，負(fù)荷調(diào)速頻繁，容易引起鋼絲繩斷裂），凸輪在扇形重錘（風(fēng)洞）的作用下，帶動(dòng)凸輪（水車層）至全關(guān)位置，分段關(guān)閉機(jī)械拐點(diǎn)提前接通，導(dǎo)致分段關(guān)閉閥提前投入，造成事故停機(jī)或甩負(fù)荷下導(dǎo)葉關(guān)閉較慢，可能引起機(jī)組轉(zhuǎn)速上升，影響設(shè)備安全。圖4 2號(hào)機(jī)凸輪至接力器鋼絲繩斷裂5 機(jī)組分段關(guān)閉裝置改進(jìn)后的應(yīng)用：針對(duì)分段關(guān)閉動(dòng)作條件存在產(chǎn)問(wèn)題，廠生產(chǎn)技術(shù)部召集各專業(yè)

5、人員討論，結(jié)合我廠機(jī)組運(yùn)行實(shí)際情況，將機(jī)組動(dòng)作分段關(guān)閉電磁閥條件修改為：1）分段關(guān)閉投入流程，流程判兩個(gè)條件：“導(dǎo)葉開(kāi)度30%”且“頻率50.7hz”，當(dāng)兩個(gè)條件均滿足時(shí)流程自啟動(dòng)開(kāi)出“投分段關(guān)閉電磁閥”。2）分段關(guān)閉復(fù)歸流程，流程判以下三個(gè)條件：1） “導(dǎo)葉開(kāi)度35%”且“分段關(guān)閉在投入位置” 且“無(wú)機(jī)/電事故標(biāo)示”。當(dāng)三個(gè)條件均滿足時(shí)流程自啟動(dòng)開(kāi)出“復(fù)歸分段關(guān)閉電磁閥”。3）自動(dòng)停機(jī)流程啟動(dòng)后，機(jī)組全停復(fù)歸繼電器開(kāi)入啟動(dòng)分段關(guān)閉復(fù)歸流程。手動(dòng)停機(jī)時(shí)，如分段關(guān)閉裝置投入，需人為復(fù)歸。經(jīng)試驗(yàn)，此次對(duì)分段關(guān)閉動(dòng)作條件修改后，能保證機(jī)組各種停機(jī)工況下，在滿足分段關(guān)閉動(dòng)作和復(fù)歸條件下能可靠動(dòng)作及復(fù)歸

6、，6 機(jī)組分段關(guān)閉裝置目前還存在的問(wèn)題：經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行發(fā)現(xiàn)存在以下問(wèn)題：1. 運(yùn)行水頭設(shè)置過(guò)小時(shí)，空載開(kāi)度過(guò)大，引起開(kāi)機(jī)至空載或停機(jī)跳開(kāi)關(guān)至空截后，機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)到50.7hz及以上，且導(dǎo)葉開(kāi)度30%，滿足分段關(guān)閉電磁閥動(dòng)作條件，造成分段關(guān)閉裝置投入，主要原因是由于我廠上、下游水位變化較大，沒(méi)有及時(shí)調(diào)整水頭就會(huì)投入分段關(guān)閉裝置。分段關(guān)閉裝置動(dòng)作導(dǎo)葉行程由鋼絲繩傳動(dòng)，agc投入，負(fù)荷調(diào)速頻繁，容易引起鋼絲繩斷裂，造成分段關(guān)閉不能正常動(dòng)作。7 取得的成果和今后努力的方向經(jīng)過(guò)修改分段關(guān)閉裝置啟動(dòng)條件后，運(yùn)行一段時(shí)間，達(dá)到分段關(guān)閉裝置條件投入和復(fù)歸下可靠動(dòng)作，能更加有效地防止機(jī)組出現(xiàn)抬機(jī)現(xiàn)象。分段關(guān)閉增

7、加了復(fù)歸流程，能有效地防止人員的失誤而造成機(jī)組過(guò)速等事故的發(fā)生，引起設(shè)備的損壞。但也存在機(jī)組在空載態(tài)（出口開(kāi)關(guān)在分），由于運(yùn)行人員將機(jī)組運(yùn)行水頭設(shè)置過(guò)小或未及時(shí)設(shè)置機(jī)組運(yùn)行水頭，造成分段關(guān)閉投入和復(fù)歸，為了有效地防止分段關(guān)閉裝置受機(jī)組的頻率設(shè)值過(guò)低的影響，可將分段關(guān)閉裝置動(dòng)作頻率由50.7hz調(diào)整至50.9hz。8 結(jié)論：綜合以上的分析，各機(jī)組分段關(guān)閉裝置動(dòng)作投入和復(fù)歸條件修改后，不會(huì)受停機(jī)令、甩負(fù)荷、事故停機(jī)等啟動(dòng)條件的約束，能夠可靠地保證機(jī)組在非正常情況下（包括遠(yuǎn)端甩負(fù)荷）可靠地投入分段關(guān)閉裝置，有效地防止機(jī)組出現(xiàn)抬機(jī)現(xiàn)象。9 結(jié)束語(yǔ)我們?nèi)砸恢标P(guān)注分段關(guān)閉裝置運(yùn)行情況，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)