水電廠機組分段關(guān)閉裝置的改進與運用

1、 水電廠機組分段關(guān)閉裝置的改進與運用 【摘 要】介紹機組分段關(guān)閉裝置的作用，動作和復歸條件的改進，提高分段關(guān)閉裝置動作的可靠性?！娟P(guān)鍵詞】分段關(guān)閉裝置；動作和復歸；可靠性0 引言水力發(fā)電廠主要承擔著調(diào)峰、調(diào)頻，停機很頻繁，也可能出現(xiàn)甩負荷或事故停機，頻繁的停機會引起轉(zhuǎn)輪室出現(xiàn)真空，引起機組抬機事件的發(fā)生。為防止機組出現(xiàn)較大的真空，減少其轉(zhuǎn)輪室的真空度，投入機組分段關(guān)閉裝置，減慢停機速度，以達到防抬機目的。1 機組分段關(guān)閉裝置的作用：在電網(wǎng)出現(xiàn)故障，機組突然甩負荷時，調(diào)速器快速關(guān)閉導葉，經(jīng)過一段時間的調(diào)節(jié)過程，機組恢復到空載開度，由于導葉的快速關(guān)閉，過水系統(tǒng)流量會急劇變化，以至產(chǎn)生反水錘，為防止

2、停機過程中因水錘引了抬機量過大，水電電站將導葉關(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)機速度，可以減輕或防止軸流式水輪機組的抬機現(xiàn)象。2 機組分段關(guān)閉裝置組成：機組分段關(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)速器與導葉接力之間的開腔液壓管路上，位于水車層。圖1 分段關(guān)閉裝置原理圖3 機組分段關(guān)閉裝置（改進前）動作條件：當機組甩負荷（下位機操作甩負荷試驗時）或事故停機時，啟動動作分段電磁配壓閥動作流程，由調(diào)速器關(guān)機時，采用接力器變送器上電氣拐點開度（35%）接通，啟動分段電磁配壓閥，導葉往關(guān)方向拉著鋼絲繩移動，依

3、靠裝置中整定和配合，鋼絲繩帶動閥門控制器（凸輪機構(gòu)）轉(zhuǎn)動，至機械拐點處與觸點相壓觸，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，開腔油路減少，則關(guān)機速度變慢達至防抬機要求。4 機組分段關(guān)閉裝置存在的問題：分段關(guān)閉裝置啟動條件中只做了事故停機流程或下位機操作啟動甩負荷試驗流程動作時，才啟動機組分段關(guān)閉電磁閥：1）2018年5月9日22點，2號主變差動保護動作，造成2號主變各側(cè)開關(guān)202dl、102dl、920dl、902dl、904dl跳閘，2號機甩有功100 mw至空載，經(jīng)查2號機甩負荷過程發(fā)現(xiàn)，2b差動保護跳高壓側(cè)開關(guān)202dl甩負荷后，分段關(guān)閉裝置未動作，故存在遠端甩負荷分

4、段關(guān)閉裝置不投入缺陷。圖2 2號機事故停機未投分段關(guān)閉裝置未時，導葉關(guān)閉動作過程。圖3 2號機甩負荷時投分段關(guān)閉裝置時，導葉關(guān)閉動作過程。2）分段關(guān)閉機械拐點是由接力器關(guān)通過鋼絲繩拉動凸輪旋轉(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，負荷調(diào)速頻繁，容易引起鋼絲繩斷裂），凸輪在扇形重錘（風洞）的作用下，帶動凸輪（水車層）至全關(guān)位置，分段關(guān)閉機械拐點提前接通，導致分段關(guān)閉閥提前投入，造成事故停機或甩負荷下導葉關(guān)閉較慢，可能引起機組轉(zhuǎn)速上升，影響設(shè)備安全。圖4 2號機凸輪至接力器鋼絲繩斷裂5 機組分段關(guān)閉裝置改進后的應(yīng)用：針對分段關(guān)閉動作條件存在產(chǎn)問題，廠生產(chǎn)技術(shù)部召集各專業(yè)

5、人員討論，結(jié)合我廠機組運行實際情況，將機組動作分段關(guān)閉電磁閥條件修改為：1）分段關(guān)閉投入流程，流程判兩個條件：“導葉開度30%”且“頻率50.7hz”，當兩個條件均滿足時流程自啟動開出“投分段關(guān)閉電磁閥”。2）分段關(guān)閉復歸流程，流程判以下三個條件：1） “導葉開度35%”且“分段關(guān)閉在投入位置” 且“無機/電事故標示”。當三個條件均滿足時流程自啟動開出“復歸分段關(guān)閉電磁閥”。3）自動停機流程啟動后，機組全停復歸繼電器開入啟動分段關(guān)閉復歸流程。手動停機時，如分段關(guān)閉裝置投入，需人為復歸。經(jīng)試驗，此次對分段關(guān)閉動作條件修改后，能保證機組各種停機工況下，在滿足分段關(guān)閉動作和復歸條件下能可靠動作及復歸

6、，6 機組分段關(guān)閉裝置目前還存在的問題：經(jīng)過一段時間運行發(fā)現(xiàn)存在以下問題：1. 運行水頭設(shè)置過小時，空載開度過大，引起開機至空載或停機跳開關(guān)至空截后，機組轉(zhuǎn)速達到50.7hz及以上，且導葉開度30%，滿足分段關(guān)閉電磁閥動作條件，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，沒有及時調(diào)整水頭就會投入分段關(guān)閉裝置。分段關(guān)閉裝置動作導葉行程由鋼絲繩傳動，agc投入，負荷調(diào)速頻繁，容易引起鋼絲繩斷裂，造成分段關(guān)閉不能正常動作。7 取得的成果和今后努力的方向經(jīng)過修改分段關(guān)閉裝置啟動條件后，運行一段時間，達到分段關(guān)閉裝置條件投入和復歸下可靠動作，能更加有效地防止機組出現(xiàn)抬機現(xiàn)象。分段關(guān)閉增

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