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淺析水電站增效擴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:水電站進行了增效擴容改造,對水輪機、調速器、勵磁、高低壓開關柜、電腦自動化監控系統進行了更新;對其新電接點壓力表的運行情況進行了總結。
 
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。電站裝機容量2×3200kW,多年平均發電量1000萬kW·h。1975年正式投產發電,至2014年已運行近40a,機電電接點壓力表老化嚴重,發電運行存在極大安全隱患。2012年列入水利部農村水電站增效擴容改造項目: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。
電站機電電接點壓力表改造范圍:2臺水輪機、2臺主變壓器、勵磁電接點壓力表、調速器電接點壓力表、計算機監控自動化系統、35kV升壓站電氣電接點壓力表及高低壓開關柜等。2013年完成前期準備工作,2014年電接點壓力表改造完成。東武仕水電站通過增效擴容改造達到了以下效果:水輪機轉輪突破傳統規范標準,量身定做高效新轉輪,流量應用范圍更寬,效率更高。機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容電接點壓力表改造,水輪機效率提高20%,每年的發電量提高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電電接點壓力表實現徹底更新換代,電站煥然一新;為電站以后的長期安全發電及全市工農業用水調節服務提供了長遠的支撐和保障,是全省項目完成非常好非?、效益非常高、竣工驗收非常早、科技含量非常高的項目,特別是高科技電接點壓力表的應用稱為全省水電系統創新亮點。為此,2015年全省小水電現場學術觀摩會在東武仕水電站召開,成為全省增效擴容的典型和樣板。
 
2調速器電接點壓力表
東武仕水電站調速器增效擴容改造前使用的是CT—40型調速器,該調速器是我國在20世紀70年代根據前蘇聯專家提供的圖紙,自行設計生產的一種中型機械液壓調速器。在運行過程中,反應遲鈍,不靈敏,操作緩慢;如手動開機時,開度手柄連續轉幾圈沒有反應,再轉1圈,導葉忽然開大,轉速過高;關之亦然,不容易控制轉速,機組并網時間長,運行不穩定,不能滿足自動化的要求。
增效擴容改造選擇的是天津科音自控電接點壓力表公司生產的PCC可編程智能調速器,型號為YZFT—3000/16,壓力16MPa。該調速器簡單可靠,使用方便,反應靈敏,并網速度快;和“無人值班(少人值守)”電腦自動化監控系統兼容匹配好,實現了在主控室一鍵開停機的要求;在運行過程中,表現良好,但也存在一些故障現象。
 
(1)故障現象:在北方農村水電站,一般情況下,機組都不是常年24h運行,一些機組處于長時間停機狀態。等到再開機時(開機方式為自動化一鍵開機),預先在電腦上設置機組負荷,用一鍵開機并網后,出現:“從自動化監控后臺電腦上升負荷,負荷升不上去,調速器改為手動方式,把負荷升上去,再改回自動方式,負荷自動下降到零。”
原因及處理:機組長時間在通電狀態,程序出現死機。將機組停下來,把調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:機組長時間停機后,在開機前,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。
 
(2)故障現象:機組長時間停機后,按照以往規定,油泵電源停掉,調速器儲能罐壓力慢慢降至零。在做開機準備工作時,送上調速器電源,啟動油泵,壓力建不起來;停掉油泵電源,反復啟動幾次,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,調速器壓力罐內沒有壓力,造成安全閥彈簧長期在壓力釋放狀態;啟動油泵時,安全閥排油,壓力建不起來。停機時,油泵電源沒停,使壓力罐始終在運行狀態。停機后,調速器雖然在運行狀態,但是不工作,只要不漏油,油泵啟動時間間隔會很長。建議:長時間停機時,油泵電源別停,使壓力罐在正常運行狀態,保持額定壓力。
 
(3)故障現象:2016年7月,開2號機時,在自動化監控電腦上一鍵開機,開機流程正常進行;到并網時,勵磁電壓正常調節,調速器沒有反應,不調節轉速。非常后,采取手動并網方式并網。原因:經檢查,是調速器的空載參數為18%(機組空載時的開度不超過18%,超過18%調速器不動作),設置偏小。東武仕水電站是壩后式水電站,正常水庫水位在104~108m之間,機組空載開度是14%左右,所以設置空載開度是18%。但是本次開機時,水庫水位比正常非常低水位104m又低了1m,當導葉開度達到18%,機組轉速還達不到額定轉速,被限制住,造成調速器不動作。
處理:重新設置調速器參數,將空載參數由18%增至25%,運行正常。
建議:在設置調速器各種參數時,要全面考慮機組運行的各種水頭、流量,使參數滿足各種運行工況;當參數不能滿足各種運行情況時,應及時調整。
 
3勵磁電接點壓力表
東武仕水電站增效擴容改造后應用的勵磁電接點壓力表由河北工業大學電控廠生產,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,并且每個通道內具有自動調節和手動調節方式,保障了運行的可靠性。裝置與后臺自動化系統連接兼容匹配良好,機組并網勵磁調節快速、穩定,運行良好。
 
(1)在改造前,機組勵磁采用勵磁機勵磁,磁場變阻器調節勵磁電壓;在做開機準備工作中,用500V搖表搖勵磁絕緣時,是合上滅磁開關,把控制部分、勵磁機、發電機轉子一塊搖絕緣。機組改造后是微機可控硅勵磁方式,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,以免損壞控制部分微電子元器件,影響運行。
(2)機組長期停機時,有時屏幕死機,出現亂碼。在開機前,停掉勵磁控制柜所有的交直流電源,當重新送電后,使程序重新啟動,保持正常工作。機組停機后,勵磁柜控制電源別停,使柜子的元器件在送電狀態,以免長時間停電,微電子元器件損壞。
(3)當長時間停機準備開機時,勵磁柜送上交直流電源后,一定要檢查柜子的狀態(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,電壓調節(上排第3個)和電流調節(下排第3個)有一個亮,逆變指示燈(下排第4個)亮。開機并網前一般是通道Ⅰ、電壓調節、逆變指示燈亮。當勵磁柜全部停電,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、電壓調節按鈕或者逆變按鈕,使勵磁柜在開機前處于正常狀態。
4電腦自動化監控系統
東武仕水電站增效擴容應用的是南京鈦能有限公司生產的“無人值班(少人值守)”電腦自動化監控系統,該系統運行穩定可靠,出現故障能自動處理,確保了機組發電安全、穩定、高效運行。
 
(1)該計算機監控系統后臺是由2臺監控電腦組成,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,有時會出現電腦運行緩慢、操作不動、開關量沒有正常變化等。原因是程序長時間處于運行靜止狀態,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,保持電腦自動化監控正常運行。
 
(2)該系統把機組的運行狀態分位四種狀態:停機狀態、空轉狀態、空載狀態、發電狀態。每一種狀態都有特定的條件(見圖2)。
在實際運行過程中,當電網或電接點壓力表原因發生故障時,機組處于兩種狀態之間,如停機狀態到空轉狀態之間(轉速<95%)、空轉狀態到空載狀態之間(轉速<95%,機端電壓<90%)、電腦自動化圖2發電機狀態系統判定為不定態,此時系統沒有應對措施,流程不能正常進行。待到機組過渡到空轉或停機狀態,符合空轉或停機的條件,系統判定為空轉或停機態,才能做出正確的處理。建議機組處于不定態時,值班人員立刻改變機組的運行情況,讓機組過渡到非常近狀態,讓系統做出正常的處理指令。
 
20190912101106.jpg
 
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