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淺析水電站增效擴(kuò)容改造后新電接點壓力表的運行分析

作時間:2019-09-12  來源:  作者:
   
摘 要:水電站進(jìn)行了增效擴(kuò)容改造,對水輪機(jī)、調(diào)速器、勵磁、高低壓開關(guān)柜、電腦自動化監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了更新;對其新電接點壓力表的運行情況進(jìn)行了總結(jié)。
 
1 概述
河北省邯鄲市東武仕水電站座落在東武仕水庫大壩下游右岸,是東武仕水庫水利樞紐工程的一個組成部分,屬壩后式電站,在京廣鐵路和磁縣縣城以西約7km的東武仕村,距離邯鄲市38km。電站裝機(jī)容量2×3200kW,多年平均發(fā)電量1000萬kW·h。1975年正式投產(chǎn)發(fā)電,至2014年已運行近40a,機(jī)電電接點壓力表老化嚴(yán)重,發(fā)電運行存在極大安全隱患。2012年列入水利部農(nóng)村水電站增效擴(kuò)容改造項目:中央專項補助資金448萬元,省級財政補助資金224萬元,市級財政補助資金150萬元,東武仕水電站自籌資金87.54萬元。
電站機(jī)電電接點壓力表改造范圍:2臺水輪機(jī)、2臺主變壓器、勵磁電接點壓力表、調(diào)速器電接點壓力表、計算機(jī)監(jiān)控自動化系統(tǒng)、35kV升壓站電氣電接點壓力表及高低壓開關(guān)柜等。2013年完成前期準(zhǔn)備工作,2014年電接點壓力表改造完成。東武仕水電站通過增效擴(kuò)容改造達(dá)到了以下效果:水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪突破傳統(tǒng)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),量身定做高效新轉(zhuǎn)輪,流量應(yīng)用范圍更寬,效率更高。機(jī)組運行安全性能大大提高,提升了水電站安全運行保證率。
降低了運行人員成本。
東武仕水電站通過增效擴(kuò)容電接點壓力表改造,水輪機(jī)效率提高20%,每年的發(fā)電量提高300多萬kW·h,增加效益近200萬元。該項目的完成使水電站運行多年的機(jī)電電接點壓力表實現(xiàn)徹底更新?lián)Q代,電站煥然一新;為電站以后的長期安全發(fā)電及全市工農(nóng)業(yè)用水調(diào)節(jié)服務(wù)提供了長遠(yuǎn)的支撐和保障,是全省項目完成#好#快、效益#高、竣工驗收#早、科技含量#高的項目,特別是高科技電接點壓力表的應(yīng)用稱為全省水電系統(tǒng)創(chuàng)新亮點。為此,2015年全省小水電現(xiàn)場學(xué)術(shù)觀摩會在東武仕水電站召開,成為全省增效擴(kuò)容的典型和樣板。
 
2調(diào)速器電接點壓力表
東武仕水電站調(diào)速器增效擴(kuò)容改造前使用的是CT—40型調(diào)速器,該調(diào)速器是我國在20世紀(jì)70年代根據(jù)前蘇聯(lián)專家提供的圖紙,自行設(shè)計生產(chǎn)的一種中型機(jī)械液壓調(diào)速器。在運行過程中,反應(yīng)遲鈍,不靈敏,操作緩慢;如手動開機(jī)時,開度手柄連續(xù)轉(zhuǎn)幾圈沒有反應(yīng),再轉(zhuǎn)1圈,導(dǎo)葉忽然開大,轉(zhuǎn)速過高;關(guān)之亦然,不容易控制轉(zhuǎn)速,機(jī)組并網(wǎng)時間長,運行不穩(wěn)定,不能滿足自動化的要求。
增效擴(kuò)容改造選擇的是天津科音自控電接點壓力表公司生產(chǎn)的PCC可編程智能調(diào)速器,型號為YZFT—3000/16,壓力16MPa。該調(diào)速器簡單可靠,使用方便,反應(yīng)靈敏,并網(wǎng)速度快;和“無人值班(少人值守)”電腦自動化監(jiān)控系統(tǒng)兼容匹配好,實現(xiàn)了在主控室一鍵開停機(jī)的要求;在運行過程中,表現(xiàn)良好,但也存在一些故障現(xiàn)象。
 
(1)故障現(xiàn)象:在北方農(nóng)村水電站,一般情況下,機(jī)組都不是常年24h運行,一些機(jī)組處于長時間停機(jī)狀態(tài)。等到再開機(jī)時(開機(jī)方式為自動化一鍵開機(jī)),預(yù)先在電腦上設(shè)置機(jī)組負(fù)荷,用一鍵開機(jī)并網(wǎng)后,出現(xiàn):“從自動化監(jiān)控后臺電腦上升負(fù)荷,負(fù)荷升不上去,調(diào)速器改為手動方式,把負(fù)荷升上去,再改回自動方式,負(fù)荷自動下降到零。”
原因及處理:機(jī)組長時間在通電狀態(tài),程序出現(xiàn)死機(jī)。將機(jī)組停下來,把調(diào)速器交直流電源同時停掉,過一會再送上,重新啟動程序一切正常。建議:機(jī)組長時間停機(jī)后,在開機(jī)前,把交直流電源同時停掉一會兒,再送上,讓程序重新啟動一下,再開機(jī)。
 
(2)故障現(xiàn)象:機(jī)組長時間停機(jī)后,按照以往規(guī)定,油泵電源停掉,調(diào)速器儲能罐壓力慢慢降至零。在做開機(jī)準(zhǔn)備工作時,送上調(diào)速器電源,啟動油泵,壓力建不起來;停掉油泵電源,反復(fù)啟動幾次,壓力表指針慢慢起來,然后快速升至額定壓力。
 
原因及處理:由于長時間停機(jī),調(diào)速器壓力罐內(nèi)沒有壓力,造成安全閥彈簧長期在壓力釋放狀態(tài);啟動油泵時,安全閥排油,壓力建不起來。停機(jī)時,油泵電源沒停,使壓力罐始終在運行狀態(tài)。停機(jī)后,調(diào)速器雖然在運行狀態(tài),但是不工作,只要不漏油,油泵啟動時間間隔會很長。建議:長時間停機(jī)時,油泵電源別停,使壓力罐在正常運行狀態(tài),保持額定壓力。
 
(3)故障現(xiàn)象:2016年7月,開2號機(jī)時,在自動化監(jiān)控電腦上一鍵開機(jī),開機(jī)流程正常進(jìn)行;到并網(wǎng)時,勵磁電壓正常調(diào)節(jié),調(diào)速器沒有反應(yīng),不調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。#后,采取手動并網(wǎng)方式并網(wǎng)。原因:經(jīng)檢查,是調(diào)速器的空載參數(shù)為18%(機(jī)組空載時的開度不超過18%,超過18%調(diào)速器不動作),設(shè)置偏小。東武仕水電站是壩后式水電站,正常水庫水位在104~108m之間,機(jī)組空載開度是14%左右,所以設(shè)置空載開度是18%。但是本次開機(jī)時,水庫水位比正常#低水位104m又低了1m,當(dāng)導(dǎo)葉開度達(dá)到18%,機(jī)組轉(zhuǎn)速還達(dá)不到額定轉(zhuǎn)速,被限制住,造成調(diào)速器不動作。
處理:重新設(shè)置調(diào)速器參數(shù),將空載參數(shù)由18%增至25%,運行正常。
建議:在設(shè)置調(diào)速器各種參數(shù)時,要全面考慮機(jī)組運行的各種水頭、流量,使參數(shù)滿足各種運行工況;當(dāng)參數(shù)不能滿足各種運行情況時,應(yīng)及時調(diào)整。
 
3勵磁電接點壓力表
東武仕水電站增效擴(kuò)容改造后應(yīng)用的勵磁電接點壓力表由河北工業(yè)大學(xué)電控廠生產(chǎn),勵磁電接點壓力表型號是FWLZ—S/2C。該勵磁裝置具有相互好立的兩個硬件通道,并且每個通道內(nèi)具有自動調(diào)節(jié)和手動調(diào)節(jié)方式,保障了運行的可靠性。裝置與后臺自動化系統(tǒng)連接兼容匹配良好,機(jī)組并網(wǎng)勵磁調(diào)節(jié)快速、穩(wěn)定,運行良好。
 
(1)在改造前,機(jī)組勵磁采用勵磁機(jī)勵磁,磁場變阻器調(diào)節(jié)勵磁電壓;在做開機(jī)準(zhǔn)備工作中,用500V搖表搖勵磁絕緣時,是合上滅磁開關(guān),把控制部分、勵磁機(jī)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一塊搖絕緣。機(jī)組改造后是微機(jī)可控硅勵磁方式,控制部分是可控硅元件、PLC等微電子元器件組成,所以搖絕緣一定要跳開滅磁開關(guān),以免損壞控制部分微電子元器件,影響運行。
(2)機(jī)組長期停機(jī)時,有時屏幕死機(jī),出現(xiàn)亂碼。在開機(jī)前,停掉勵磁控制柜所有的交直流電源,當(dāng)重新送電后,使程序重新啟動,保持正常工作。機(jī)組停機(jī)后,勵磁柜控制電源別停,使柜子的元器件在送電狀態(tài),以免長時間停電,微電子元器件損壞。
(3)當(dāng)長時間停機(jī)準(zhǔn)備開機(jī)時,勵磁柜送上交直流電源后,一定要檢查柜子的狀態(tài)(見圖1)。
 
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正常情況是:通道Ⅰ(上排第2個)和通道Ⅱ(下排第2個)指示燈有一個亮,電壓調(diào)節(jié)(上排第3個)和電流調(diào)節(jié)(下排第3個)有一個亮,逆變指示燈(下排第4個)亮。開機(jī)并網(wǎng)前一般是通道Ⅰ、電壓調(diào)節(jié)、逆變指示燈亮。當(dāng)勵磁柜全部停電,再上電后,故障燈亮,這時這幾個指示燈都不亮,或一個亮。需要按一下通道Ⅰ按鈕、電壓調(diào)節(jié)按鈕或者逆變按鈕,使勵磁柜在開機(jī)前處于正常狀態(tài)。
4電腦自動化監(jiān)控系統(tǒng)
東武仕水電站增效擴(kuò)容應(yīng)用的是南京鈦能有限公司生產(chǎn)的“無人值班(少人值守)”電腦自動化監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠,出現(xiàn)故障能自動處理,確保了機(jī)組發(fā)電安全、穩(wěn)定、高效運行。
 
(1)該計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)后臺是由2臺監(jiān)控電腦組成,同時運行,每一臺電腦上都能操作,顯示運行狀況。在運行過程中,有時會出現(xiàn)電腦運行緩慢、操作不動、開關(guān)量沒有正常變化等。原因是程序長時間處于運行靜止?fàn)顟B(tài),重新啟動電腦就可解決問題。建議間隔一段時間2臺電腦交替重新啟動一下,保持電腦自動化監(jiān)控正常運行。
 
(2)該系統(tǒng)把機(jī)組的運行狀態(tài)分位四種狀態(tài):停機(jī)狀態(tài)、空轉(zhuǎn)狀態(tài)、空載狀態(tài)、發(fā)電狀態(tài)。每一種狀態(tài)都有特定的條件(見圖2)。
在實際運行過程中,當(dāng)電網(wǎng)或電接點壓力表原因發(fā)生故障時,機(jī)組處于兩種狀態(tài)之間,如停機(jī)狀態(tài)到空轉(zhuǎn)狀態(tài)之間(轉(zhuǎn)速<95%)、空轉(zhuǎn)狀態(tài)到空載狀態(tài)之間(轉(zhuǎn)速<95%,機(jī)端電壓<90%)、電腦自動化圖2發(fā)電機(jī)狀態(tài)系統(tǒng)判定為不定態(tài),此時系統(tǒng)沒有應(yīng)對措施,流程不能正常進(jìn)行。待到機(jī)組過渡到空轉(zhuǎn)或停機(jī)狀態(tài),符合空轉(zhuǎn)或停機(jī)的條件,系統(tǒng)判定為空轉(zhuǎn)或停機(jī)態(tài),才能做出正確的處理。建議機(jī)組處于不定態(tài)時,值班人員立刻改變機(jī)組的運行情況,讓機(jī)組過渡到#近狀態(tài),讓系統(tǒng)做出正常的處理指令。
 
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