1、 四 川 水 利黄金坪水电站右岸厂房机组二级过速原因分析与处理王 建(四川大唐国际甘孜水电开发有限公司四川 康定)【摘 要】文章通过分析机组过速时调速器实际关闭特性结合电站设计调节保证计算所确定的导叶分段关闭曲线对比分析发现导叶分段关闭第一段时间超标是导致机组二级过速的根本原因结合水轮机调节基本理论总结故障分析处理思路供水电站处理同类问题时参考【关键词】导叶分段关闭 过渡调节过程 二级过速 故障分析 黄金坪水电站 中图分类号:文献标志码:文章编号:()工程概况黄金坪水电站位于甘孜藏族自治州康定县黄金坪乡境内为大渡河干流规划调整推荐二十二级方案的第十一级电站上游接长河坝水电站下游接泸定水电站黄金
2、坪水库正常蓄水位 死水位 具有日调节能力 电站总装机容量采用左岸大厂房、右岸小厂房的两个地下厂房开发布置方式 其中左岸大厂房总装机容量 从水库左岸引水发电主要任务是发电右岸小厂房总装机容量 从水库右岸引水发电主要任务是承担电站脱水段(坝址左岸大厂房尾水段间)环保供水黄金坪水电站左岸大厂房装有 台 万 的水轮发电机组每两台机组组成一个水力单元即 和 机及其引水发电系统组成一号水力单元和 机及其引水发电系统组成二号水力单元 每个水力单元采用“一引水管、一上游调压室、两台机、一尾水闸门室、一尾水洞”的布置格局 左岸四台机组送出均采用“一机一变”单元接线方式并入 康定变电站 右岸小厂房引水系统为一条直
3、径 的压力钢管分岔后分别引至、两台机组两台机组共用一个尾水调压室和一条尾水洞 右岸两台机组送出采用“一机一变”单元接线方式由主变升压至 后采用扩大单元接线方式通过 黄内线接入左岸 主变升压至 后接入系统 事故简要过程 年 月 日黄金坪 主变 修转检修操作中因 系统中 断路器设备故障导致 /主变小区保护、套动作/主变小区保护、套动作使得黄康线开关 跳闸机出口开关、灭磁开关跳闸机甩负荷后转空转态机出口开关、灭磁开关跳闸机甩负荷后转空转态右岸小厂房内的、机因 黄内线 断路器跳闸导致、主变压器高压侧 断路器、及、两台发电机出口 断路器相继跳闸灭磁开关合位右岸厂房、机组二级过速触发二级过速保护动作停机
4、事故前运行工况()系统:黄康线运行 开关运行 开关热备用 开关分位、隔离刀闸合位 隔离刀闸分位 黄内线运王 建:黄金坪水电站右岸厂房机组二级过速原因分析与处理 行()机组:机组检修态机组带主变空载运行发电态运行机负荷 机负荷 机 负 荷 机 负 荷 全厂送出负荷 故障分析该起事故属于典型的由于 系统故障导致机组甩负荷与系统解列事故但是正常情况下机组甩负荷后进入过渡调节过程机组转速会升高但一般不应该触发二级过速保护动作 理论研究表明适当地选择分段关闭拐点的位置及第一段、第二段关闭的速度可以达到降低转速升高率和压力升高率的目的 对水轮机两段关闭的事故甩负荷动态数字仿真计算影响转速上升率 和水压上升
5、率 的因素有三个即第一段关闭速度、第二段关闭速度 及关闭曲线拐点位置 因此怀疑调速器调节特性未严格按照设计关闭特性进行整定是导致机组二级过速的主要原因因而通过计算机监控系统调取过速状态下导叶开度曲线和转速曲线并进行分析得到两台机组过速状态下的第一段关闭时间和第二段关闭时间然后与导叶设计关闭规律进行比对分析 导叶实际关闭特性与设计定值比对分析 设设计计院院确确定定的的导导叶叶关关闭闭曲曲线线导叶采用两段关闭第一段关闭时长(从关到)第二段关闭时长(从 关到)拐点在接力器 行程处总时长 导叶分段关闭曲线如图 所示图 导叶分段关闭曲线 过过速速状状态态下下导导叶叶实实际际关关闭闭特特性性由计算机监控系
6、统查询可知:右岸厂房、两台机组都是从 开始过速至 二级过速保护动作停机历时 为了方便与设计曲线比对分析将机组过渡调节过程中有关参数列表如表 表 机组过速前后特征参数分析特征参数机机上游水位()尾水水位()毛水头()额定水头()过速前导叶开度()有功功率()无功功率()转速最大值(/)拐点处开度()过速前蜗壳进口压力()过速后蜗壳进口压力最大值()蜗壳进口压力上升率()过速前尾水管进口压力()过速后尾水管进口最大真空度(正值)(正值)过速开始至达到最大转速历时()第一段关闭时间()第二段关闭时间()总关闭时间()经表 对比发现两台机过速时导叶的关闭规律均不符合设计院确定的关闭规律要求并且在第一段
7、关闭过程中机组转速就已经触发二级过速保护动作值验证了调速器实际关闭特性不满足设计院下发的定值要求是导致机组甩负荷过速的主要原因 机组调节保证计算成果核实情况 主主机机厂厂过过渡渡过过程程调调节节计计算算成成果果导叶关闭规律采用 段关闭第 段关闭时间为 关至接力器行程的 接力器总关闭时间为 采用上述导叶关闭规律进行过渡过程计算在发电机(转动惯量)不小于条件下在水轮机全部运行范围内两台机同时甩满负荷时最不利的工况下机组最大转速上升率为 蜗壳最大压力上升值为 尾水管最大真空值为 设设计计规规范范对对调调节节保保证证计计算算的的要要求求 四 川 水 利依据水力发电厂机电设计规范(/):第 条:“机组甩
8、负荷时的最大转速升高率保证值按以下不同情况选取:当机组容量占系统工作总容量比重不大或不担负调频时宜小于”第 条:“机组甩负荷的蜗壳最大压力升高率保证值按以下不同情况选取:额定水头为 时宜为 并应按计算值留有适当裕度确定”第 条:“甩负荷时尾水管进口断面的最大真空保证值应不大于 ”结论与处理结果通过复核主机厂机组过度调节过程计算成果与设计规范要求确定机组特性(转动惯量)与调节保证计算成果均符合设计规范要求排除了因机组转动惯量不满足过渡调节过程而导致二级过速的可能性 电厂按照设计出具的导叶关闭规律定值对调速器的关机时间进行了重新整定并经甩负荷试验验证机组蜗壳压力上升率和转速上升率均符合设计要求处理
9、方法正确彻底解决了机组甩负荷二级过速的缺陷参 考 文 献杨翼蜀杨 波龚 莉.黄金坪电站水轮机模型试验研究.东方电气评论():.:./.中国水电顾问集团成都勘测设计研究院.四川省大渡河黄金坪水电站可行性研究报告.沈祖诒.水轮机调节(第三版).北京:水利水电出版社:.刘晓渠.正交设计在水轮机两段关闭规律寻优中的应用.湖北水力发电():.中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司.大渡河黄金坪水电站工程(右岸)水轮发电机组及其辅助设备自动化元件量程与整定值.东方电气集团东风电机有限公司.黄金坪右岸水轮发电机组 水轮机过渡过程计算./水力发电厂机电设计规范.作者简介:王 建()男陕西蓝田人工程师长期从事水
10、电站建设技术与管理、水电厂设备管理与维护工作:(上接第 页)动机制定期召开联席会议开展名山河上下游流域内治水护水、日常管护等工作协商研讨建立问题共商协调机制二是建立信息共享机制强化河道巡查取长补短重视上下游的水环境和水质状况及时互通加强涉及影响和破坏流域水环境质量问题的重要信息互通共享三是加强河流堤防建设建成完整的、高标准的堤防工程体系对于存在安全隐患的河堤及时排查发现隐患点及时加固及时疏浚河道整治河岸避免因水域岸线问题对两岸及下游居民生产生活造成安全隐患四是现状调查到的鱼类与历史调查的鱼类相比种类有所减少鱼类保有程度较低根据长江保护法实施十年禁渔保持生物多样性五是强化河道日常巡查加大宣传力度积极引导名山河上下游群众提高珍惜水资源、保护河湖的责任意识和参与意识形成人人参与、全民共治的良好氛围 努力实现上下游“河畅、水清、岸绿、景美、生态”的河湖面貌参 考 文 献刘六宴李 云王晓刚.河湖健康评价指南(试行)出台背景和目的意义.中国水利():.武佳泽.关于雁江区黄泥河开展河湖健康评价工作的实践与探索.四川水利():.范 萌.绵河寿阳县段河流健康评价.吉林水利():.作者简介:周 琴()女汉四川达州人工程师本科主要从事水质与水生态监测工作:
