第八章水輪發(fā)電機(jī)組的啟動試運(yùn)行課件

第

章

水輪發(fā)電機(jī)組的啟動試運(yùn)行本章內(nèi)容水輪發(fā)電機(jī)組安裝與檢修水輪發(fā)電機(jī)組的振動和平衡簡介機(jī)組起動試運(yùn)行的程序和基本要求機(jī)組起動試運(yùn)行的目的和內(nèi)容第

章

水輪發(fā)電機(jī)組的啟動試運(yùn)行本章內(nèi)容水輪發(fā)電機(jī)第一節(jié)機(jī)組啟動試運(yùn)行的目的和內(nèi)容機(jī)組起動試運(yùn)行的目的根據(jù)有關(guān)的技術(shù)規(guī)程和電站的設(shè)計(jì)資料，對水工建筑物、機(jī)電設(shè)備等進(jìn)行一次全面的質(zhì)量檢查，并在實(shí)際運(yùn)行中作出總體的鑒定。通過檢杳發(fā)現(xiàn)尚未完善的工作，以及工程或設(shè)備所存在的缺陷，及時(shí)處理以保證電站能順利地投產(chǎn)。在機(jī)組起動之前，以及試運(yùn)行過程中對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行調(diào)整試驗(yàn)。測定相關(guān)的運(yùn)行參數(shù)或特性曲線，具體掌握機(jī)組的實(shí)際性能，為今后的長期運(yùn)行提供技術(shù)準(zhǔn)備。電站從試運(yùn)行結(jié)束起轉(zhuǎn)入試生產(chǎn)，施工單位與管理的業(yè)主單位之間，應(yīng)在起動試運(yùn)行以后進(jìn)行交接驗(yàn)收工作。第一節(jié)機(jī)組啟動試運(yùn)行的目的和內(nèi)容機(jī)組起動試運(yùn)行的目的起動試運(yùn)行的甚本內(nèi)容機(jī)組起動試運(yùn)行的工作范圍很廣，要進(jìn)行從水工建筑物到機(jī)電設(shè)備的全面檢查。一般說來包括試驗(yàn)檢查和試運(yùn)行兩大部分，而且以試驗(yàn)檢查為主。其基本內(nèi)容有以下各項(xiàng)：機(jī)組起動以前的檢查充水試驗(yàn)機(jī)組起動試運(yùn)轉(zhuǎn)空載試驗(yàn)帶負(fù)荷試驗(yàn)甩負(fù)荷試驗(yàn)72h試運(yùn)行起動試運(yùn)行的甚本內(nèi)容起動試運(yùn)行工作的組織機(jī)組的起動試運(yùn)行是水電站建設(shè)后期所進(jìn)行的總體檢驗(yàn)，涉及電站的各個(gè)部分。而且不少試驗(yàn)是首次進(jìn)行，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，再加上技術(shù)要求十分嚴(yán)格，因此必須做到有嚴(yán)密的組織領(lǐng)導(dǎo)，要按照事先的計(jì)劃安排來逐步進(jìn)行。嚴(yán)密組織，統(tǒng)一指揮。試運(yùn)行要按規(guī)程規(guī)范進(jìn)行，保證質(zhì)量。試運(yùn)行中必須作好記錄。起動試運(yùn)行工作的組織第二節(jié)機(jī)組啟動試運(yùn)行的程序和基本要求一般規(guī)定試運(yùn)行前應(yīng)根據(jù)規(guī)范的規(guī)定，結(jié)合電站具體情況，編制機(jī)組試運(yùn)行程序或大綱、試驗(yàn)檢查項(xiàng)目和安全措施。對機(jī)組及有關(guān)輔助設(shè)備，應(yīng)進(jìn)行全面清理、檢查，其安裝質(zhì)量應(yīng)合格，并經(jīng)驗(yàn)收。輸水及尾水系統(tǒng)(含尾調(diào)室)的閘門、閥門均應(yīng)試驗(yàn)合格，處于關(guān)閉位置，進(jìn)人孔、悶頭等應(yīng)可靠封堵。水輪發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)、自動控制、測量儀表及機(jī)組有關(guān)電氣設(shè)備均應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的規(guī)程規(guī)范進(jìn)行試驗(yàn)合格。第二節(jié)機(jī)組啟動試運(yùn)行的程序和基本要求一般規(guī)定機(jī)組充水試驗(yàn)①向尾水調(diào)壓室、尾水管及蝸殼充水平壓，檢查各部位，應(yīng)無異?，F(xiàn)象。②根據(jù)設(shè)計(jì)要求分階段向引水、輸水系統(tǒng)充水，監(jiān)視、檢查各部位變化情況，應(yīng)無異?，F(xiàn)象。③平壓后在靜水下進(jìn)行進(jìn)水口檢修閘門或工作閘門或蝴蝶閥、球閥、筒形閥的手動、自動啟閉試驗(yàn)，啟閉時(shí)間應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。④檢查和調(diào)試機(jī)組蝸殼取水系統(tǒng)及尾水管取水系統(tǒng)，其工作應(yīng)正常。機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)各部水壓、流量正常。機(jī)組充水試驗(yàn)機(jī)組空載試運(yùn)行機(jī)組機(jī)械運(yùn)行檢查：①機(jī)組啟動過程中，監(jiān)視各部位，應(yīng)無異?，F(xiàn)象；②測量并記錄上下游水位及在該水頭下機(jī)組的空載開度；③觀察軸承油面，應(yīng)處于正常位置，油槽無甩油現(xiàn)象。監(jiān)視各部位軸承溫度，不應(yīng)有急劇升高現(xiàn)象。運(yùn)行至溫度穩(wěn)定，其穩(wěn)定溫度不應(yīng)超過設(shè)計(jì)規(guī)定值；④測量機(jī)組運(yùn)行擺度(雙幅值)，其值應(yīng)不大于75％的軸承總間隙；⑤測量機(jī)組振動，其值不應(yīng)超過表8—1的規(guī)定，如果機(jī)組的振動超過表8—1的規(guī)定值，應(yīng)進(jìn)行動平衡試驗(yàn)；⑥測量發(fā)電機(jī)殘壓及相序，相序應(yīng)正確；⑦清掃滑環(huán)表面。機(jī)組空載試運(yùn)行調(diào)速器調(diào)整、試驗(yàn)①檢查電液轉(zhuǎn)換器或電液伺服閥活塞的振動應(yīng)正常；②機(jī)組在手動方式下運(yùn)行時(shí)，檢測機(jī)組在3min內(nèi)轉(zhuǎn)速擺動值，取三次平均值不應(yīng)超過額定值的±0.2％；③調(diào)速器應(yīng)進(jìn)行手動、自動切換試驗(yàn)，其動作應(yīng)正常，接力器應(yīng)無明顯的擺動；④調(diào)速器空載擾動試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定；⑤在選取的參數(shù)下，機(jī)組空載工況自動運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速相對擺動值不應(yīng)超過額定轉(zhuǎn)速值的±0.15％。調(diào)速器調(diào)整、試驗(yàn)停機(jī)過程及停機(jī)后應(yīng)檢查下列各項(xiàng)：①錄制停機(jī)轉(zhuǎn)速和時(shí)間關(guān)系曲線；②檢查轉(zhuǎn)速繼電器的動作情況；③監(jiān)視各部軸承溫度情況，機(jī)組各部應(yīng)無異?，F(xiàn)象；④停機(jī)后檢查機(jī)組各部位，應(yīng)無異?，F(xiàn)象。機(jī)組過速試驗(yàn)，應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定以過速保護(hù)裝置整定值進(jìn)行，并檢查下列各項(xiàng)：①測量各部運(yùn)行擺度及振動值；②監(jiān)視并記錄各部軸承溫度；③油槽無甩油；④整定過速保護(hù)裝置的動作值；⑤過速試驗(yàn)后對機(jī)組內(nèi)部進(jìn)行檢查。停機(jī)過程及停機(jī)后應(yīng)檢查下列各項(xiàng)：機(jī)組自動起動，應(yīng)檢查下列各項(xiàng)：①錄制自發(fā)出開機(jī)脈沖至機(jī)組升至額定轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)速和時(shí)間的關(guān)系曲線；②檢查推力軸承高壓油頂起裝置動作和油壓應(yīng)正常；③機(jī)組開機(jī)程序和自動化元件的動作應(yīng)正常。機(jī)組自動停機(jī)，應(yīng)檢查下列各項(xiàng)：①錄制自發(fā)出停機(jī)脈沖至機(jī)組轉(zhuǎn)速降至零時(shí)，轉(zhuǎn)速和時(shí)間的關(guān)系曲線；②機(jī)組轉(zhuǎn)速降至規(guī)定轉(zhuǎn)速時(shí)，推力軸承高壓油頂起裝置應(yīng)自動投入；③機(jī)組轉(zhuǎn)速降至規(guī)定制動轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)速繼電器的動作情況應(yīng)正常，并檢查機(jī)組制動情況；④停機(jī)過程中調(diào)速器及各自動化元件動作應(yīng)正常。機(jī)組自動起動，應(yīng)檢查下列各項(xiàng)：在發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)短路升流情況下，應(yīng)檢查下列各項(xiàng)：①發(fā)電機(jī)逐級升流各電流二次回路不應(yīng)開路，各繼電保護(hù)裝置接線及工作情況和電器測量儀表指示應(yīng)正確；②錄制發(fā)電機(jī)短路特性曲線；③在發(fā)電機(jī)額定電流下，跳開滅磁開關(guān)，其滅磁情況應(yīng)正常。錄制發(fā)電機(jī)滅磁示波圖，并求取時(shí)間常數(shù)；④進(jìn)行勵(lì)磁裝置CT的調(diào)差極性檢查及手動單元轉(zhuǎn)子電流部分的調(diào)整試驗(yàn)。發(fā)電機(jī)升壓試驗(yàn)應(yīng)符合下列要求：分階段升壓至額定電壓，發(fā)電機(jī)及發(fā)電機(jī)電壓設(shè)備帶電情況均應(yīng)正常；電壓互感器二次回路的電壓、相序及儀表指示應(yīng)正確。繼電保護(hù)裝置工作應(yīng)正常；在50％及100％額定電壓下，跳開滅磁開關(guān)，其滅磁情況應(yīng)正常。錄取發(fā)電機(jī)在額定電壓下的滅磁示波圖，并求取時(shí)間常數(shù)；在額定電壓下測量發(fā)電機(jī)軸的電壓；機(jī)組運(yùn)行擺度、振動值應(yīng)符合要求。在發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)短路升流情況下，應(yīng)檢查下列各項(xiàng)：發(fā)電機(jī)空載工況下勵(lì)磁裝置的調(diào)整試驗(yàn)應(yīng)符合下列要求：

①勵(lì)磁裝置起勵(lì)試驗(yàn)正常；②檢查勵(lì)磁裝置系統(tǒng)的電壓調(diào)整范圍，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；③檢查勵(lì)磁調(diào)節(jié)器投入，上下限調(diào)節(jié)，手動和自動相互轉(zhuǎn)換，通道切換，10％階躍量擾動，帶勵(lì)磁調(diào)節(jié)器開、停機(jī)等情況下的穩(wěn)定性和超調(diào)量。其擺動次數(shù)一般不超過2次，電壓超調(diào)量一般不應(yīng)超過10％，調(diào)節(jié)時(shí)間一般不超過5s；④改變機(jī)組轉(zhuǎn)速，測得發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓的變化。頻率每變化1％時(shí)，自動勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)保證發(fā)電機(jī)電壓變化不超過額定電壓的±0.25％；⑤可控硅勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)進(jìn)行斷線、過電壓等保護(hù)的調(diào)整及模擬動作試驗(yàn)，其動作應(yīng)正確；⑥可控硅勵(lì)磁應(yīng)在發(fā)電機(jī)帶負(fù)荷及額定轉(zhuǎn)子電流下，檢查整流橋的均流系數(shù)和均壓系數(shù)，其值應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

發(fā)電機(jī)空載工況下勵(lì)磁裝置的調(diào)整試驗(yàn)應(yīng)符合下列要求：在額定轉(zhuǎn)速下，錄制發(fā)電機(jī)空載特性，當(dāng)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流升至額定值時(shí)，測量發(fā)電機(jī)定子最高電壓，定子電壓以不超過1.3倍額定電壓為限。根據(jù)中性點(diǎn)接地方式不同，發(fā)電機(jī)應(yīng)作單相接地試驗(yàn)，進(jìn)行消弧線圈補(bǔ)償或保護(hù)動作正確性校驗(yàn)。如機(jī)組設(shè)計(jì)有電氣制動，則應(yīng)進(jìn)行電氣制動試驗(yàn)。投人電氣制動的轉(zhuǎn)速、投人混合制動的轉(zhuǎn)速、總制動時(shí)間應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。第八章水輪發(fā)電機(jī)組的啟動試運(yùn)行課件機(jī)組并網(wǎng)及負(fù)載下的試驗(yàn)機(jī)組并列試驗(yàn)應(yīng)具備下列條件：發(fā)電機(jī)對主變壓器高壓側(cè)經(jīng)穩(wěn)態(tài)短路升流試驗(yàn)應(yīng)正常；發(fā)電機(jī)對主變壓器遞升加壓及系統(tǒng)對主變壓器沖擊合閘試驗(yàn)應(yīng)正常，檢查同期回路接線應(yīng)正確；與機(jī)組投人有關(guān)的電氣一次和二次設(shè)備均已試驗(yàn)合格。）機(jī)組帶負(fù)荷試驗(yàn)：有功負(fù)荷應(yīng)逐步增加，各儀表指示正確，機(jī)組各部溫度、振動、擺度符合要求，運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)正常。機(jī)組并網(wǎng)及負(fù)載下的試驗(yàn)機(jī)組負(fù)載下勵(lì)磁裝置試驗(yàn)，應(yīng)符合下列要求：①在各種負(fù)荷下，調(diào)節(jié)過程應(yīng)穩(wěn)定；②在有條件時(shí)，測定并計(jì)算發(fā)電機(jī)電壓調(diào)差率應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；測定并計(jì)算發(fā)電機(jī)電壓靜差率，其值應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；③可控硅勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)分別進(jìn)行各種限制器及保護(hù)的試驗(yàn)和整定；④在小負(fù)荷下進(jìn)行電力系統(tǒng)穩(wěn)定器裝置(PSS)試驗(yàn)。機(jī)組負(fù)載下調(diào)速器試驗(yàn)，應(yīng)滿足下列要求：①在自動運(yùn)行時(shí)進(jìn)行各種控制方式轉(zhuǎn)換試驗(yàn)，機(jī)組的負(fù)荷、接力器行程擺動應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求；②在小負(fù)荷下檢查不同的調(diào)節(jié)參數(shù)組合，機(jī)組速增或速減10％額定負(fù)荷，錄制機(jī)組轉(zhuǎn)速、水壓、功率和接力器行程等參數(shù)的過渡過程，選定負(fù)載工況時(shí)的調(diào)節(jié)參數(shù)，應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。機(jī)組負(fù)載下勵(lì)磁裝置試驗(yàn)，應(yīng)符合下列要求：機(jī)組甩負(fù)荷試驗(yàn)，應(yīng)在額定負(fù)荷的25％、50％、75％、100％下分別進(jìn)行，調(diào)速器的調(diào)節(jié)性能應(yīng)符合下列要求：①甩25％額定負(fù)荷時(shí)，錄制自動調(diào)節(jié)的過渡過程。測定接力器不動時(shí)間，應(yīng)不大于0.2s；②甩100％額定負(fù)荷時(shí)，校核導(dǎo)葉接力器關(guān)閉規(guī)律和時(shí)間，記錄蝸殼水壓上升率及機(jī)組轉(zhuǎn)速上升率，均不應(yīng)超過設(shè)計(jì)值；③甩100％額定負(fù)荷時(shí)，錄制自動調(diào)節(jié)的過渡過程，檢查導(dǎo)葉分段關(guān)閉情況。在轉(zhuǎn)速的變化過程中，超過穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速3％以上的波峰不超過兩次；④甩100%額定負(fù)荷后，記錄接力器從第一次向開啟方向移動起，到機(jī)組轉(zhuǎn)速擺動值不超過±0.5％為止所經(jīng)歷的時(shí)間，應(yīng)不大于40s；⑤檢查甩負(fù)荷過程中，轉(zhuǎn)槳式或沖擊式水輪機(jī)協(xié)聯(lián)關(guān)系應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。機(jī)組甩負(fù)荷試驗(yàn)，應(yīng)在額定負(fù)荷的25％、50％、75％、100在額定負(fù)載下一般應(yīng)進(jìn)行下列試驗(yàn)：①低油壓關(guān)閉導(dǎo)葉試驗(yàn)；②事故配壓閥關(guān)閉導(dǎo)葉試驗(yàn)；③根據(jù)設(shè)計(jì)要求和電站具體情況，進(jìn)行動水關(guān)閉工作閘門或主閥(筒閥)試驗(yàn)；④無事故配壓閥的電站進(jìn)行硬關(guān)機(jī)試驗(yàn)；⑤燈泡貫流式機(jī)組的重錘關(guān)機(jī)試驗(yàn)。在額定負(fù)載下，機(jī)組應(yīng)進(jìn)行72h連續(xù)運(yùn)行。按合同規(guī)定有30天考核試運(yùn)行要求的機(jī)組，應(yīng)在通過72h連續(xù)試運(yùn)行，并經(jīng)停機(jī)檢查處理發(fā)現(xiàn)的所有缺陷后，立即進(jìn)行30天考核試運(yùn)行。按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行進(jìn)相試驗(yàn)，進(jìn)相深度和相關(guān)保護(hù)整定應(yīng)符合要求。在額定負(fù)載下一般應(yīng)進(jìn)行下列試驗(yàn)：機(jī)組條向運(yùn)行試驗(yàn)，應(yīng)檢查記錄下列各項(xiàng)：①記錄關(guān)閉導(dǎo)葉后轉(zhuǎn)輪在水中運(yùn)行時(shí)機(jī)組所消耗的有功功率；②檢查壓水充氣及補(bǔ)氣裝置動作情況應(yīng)正常。記錄吸出管內(nèi)水位壓至轉(zhuǎn)輪以下后機(jī)組所消耗的有功功率；③發(fā)電與調(diào)相工況相互切換時(shí)，自動控制程序及自動化元件的動作應(yīng)正確；④發(fā)電機(jī)無功功率在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)應(yīng)平衡，記錄轉(zhuǎn)子電流為額定值時(shí)的最大無功功率輸出。對抽水蓄能可逆式機(jī)組，除了應(yīng)滿足上述要求外，一般還應(yīng)滿足其相關(guān)要求。機(jī)組條向運(yùn)行試驗(yàn)，應(yīng)檢查記錄下列各項(xiàng)：第三節(jié)水輪發(fā)電機(jī)組的振動和平衡簡介機(jī)組振動的現(xiàn)象和危害機(jī)組振動的現(xiàn)象軸向振動，也稱為縱向振動。立式機(jī)組表現(xiàn)為上下跳動；臥式機(jī)組表現(xiàn)為前后串動。徑向振動，也稱橫向振動。表現(xiàn)為在垂直于軸線的方向上搖擺。繞軸線的扭轉(zhuǎn)振動，表現(xiàn)為旋轉(zhuǎn)不均勻、機(jī)組角速度周期性地加大和減小。第三節(jié)水輪發(fā)電機(jī)組的振動和平衡簡介機(jī)組振動的現(xiàn)象和危害振動的影響及危害①機(jī)組的轉(zhuǎn)動部分和軸承受周期性交變力的作用，造成螺栓松動、焊縫開裂，甚至使主軸因材料疲勞而損壞。②機(jī)組固定部分的軸承、機(jī)架、地腳螺栓、連接螺栓等會因振動而變形、松動。③機(jī)組輸出的頻率和波形會因振動而變化，降低供電的質(zhì)量。④嚴(yán)重的振動還會破壞機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，致使機(jī)組無法運(yùn)行。振動的影響及危害引起機(jī)組振動的原因水力原因水輪機(jī)是機(jī)組轉(zhuǎn)動的動力來源，它工作不穩(wěn)定必然影響整個(gè)機(jī)組。水輪機(jī)及通過的水流方面，常見的主要問題有：轉(zhuǎn)輪四周水力不平衡。反擊型水輪機(jī)發(fā)生空腔氣蝕。導(dǎo)葉或輪葉產(chǎn)生不穩(wěn)定的渦流。高水頭長輸水管道的機(jī)組，在負(fù)荷變化時(shí)可能因水錘現(xiàn)象而造成振動。引起機(jī)組振動的原因電氣原因發(fā)電機(jī)氣隙不均勻勵(lì)磁系統(tǒng)工作不穩(wěn)定三相負(fù)荷不平衡電力系統(tǒng)發(fā)生波動機(jī)械原因轉(zhuǎn)動部分靜不平衡轉(zhuǎn)動部分動不平衡機(jī)組軸線缺陷軸承缺陷調(diào)速器調(diào)試不良電氣原因關(guān)于振動原因的分析方法為了找出一臺機(jī)組發(fā)生振動的主要原因并加以消除，通?？梢杂梢韵聨追矫嬷诌M(jìn)行分析：①測量和分析振動的頻率振動的頻率應(yīng)該用測振儀測量，但須在不同部位和不同方向上測量，以求全面掌握機(jī)組的振動情況。②掌握振幅與機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的關(guān)系機(jī)組振動的幅度，尤其是振動嚴(yán)重部位的振幅，往往隨某些運(yùn)行參數(shù)變化。③要在試驗(yàn)中查找和消除主要的振動原因關(guān)于振動原因的分析方法發(fā)電機(jī)組的靜平衡轉(zhuǎn)動部分的重心不在其軸線上，是機(jī)械振動中最常見也是最主要的原因之一。影響轉(zhuǎn)動部分靜平衡的主要部件有兩個(gè)：一是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，尤其是疊片而成的磁扼，以及掛裝在磁扼上的磁極；另一個(gè)是水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的靜平衡除容量很小的以外，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子都是尺寸很大、重量很重的，其靜平衡無法用試驗(yàn)的方法檢查調(diào)整，只能依靠組裝的工藝過程來實(shí)現(xiàn)。水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的靜平衡只能通過試驗(yàn)來檢查和實(shí)現(xiàn)。尺寸及重量較大的大中型轉(zhuǎn)輪則只能用立式的試驗(yàn)臺進(jìn)行靜平衡。發(fā)電機(jī)組的靜平衡轉(zhuǎn)輪靜平衡立式試驗(yàn)臺1—轉(zhuǎn)輪2—加配重處3—壓蓋4—螺母5—螺桿6—托架7—定心板8—平衡板9—平衡球10—底板