中小型水電站啟動(dòng)試驗(yàn)中若干問(wèn)題的探討和研究

【摘要】通過(guò)對(duì)中小型水電站啟動(dòng)試驗(yàn)中暴露問(wèn)題的研究，將其歸納為設(shè)備自身、初始狀態(tài)及新設(shè)備誘發(fā)等三方面，在保證中小型水電站能夠穩(wěn)定、安全投運(yùn)的前提下，通過(guò)系統(tǒng)的對(duì)暴漏問(wèn)題的分析，便于為同類(lèi)型電站在設(shè)計(jì)、采購(gòu)、安裝等方面提供一定的指導(dǎo)依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】啟動(dòng)試驗(yàn)；機(jī)組；系統(tǒng)；檢修；問(wèn)題

0.概述

該小型水電站為二級(jí)電站，壩址控制流域面積818.75平方公里，多年平均徑流量6.71億立方米。水電站為水庫(kù)調(diào)節(jié)電站，工程主要由水庫(kù)樞紐、壓力隧洞、電站廠(chǎng)房等建筑物組成。水庫(kù)正常蓄水位398米，正常蓄水位以下庫(kù)容890萬(wàn)立方米，總庫(kù)容960萬(wàn)立方米。

壩型為混凝土重力拱壩，最大壩高50米。壓力隧洞全長(zhǎng)350米，設(shè)計(jì)引水流量36立方米/秒。電站裝機(jī)容量10000千瓦，保證出力1480千瓦（P=80%），年均發(fā)電量3740萬(wàn)千瓦時(shí)。

1.啟動(dòng)試驗(yàn)的目的

機(jī)組的啟動(dòng)試驗(yàn)作為安裝和大型檢修后的并網(wǎng)門(mén)檻，顯得尤為重要。通過(guò)啟動(dòng)試驗(yàn)，既要驗(yàn)證機(jī)組各系統(tǒng)的完備和可靠程度，同時(shí)也需要暴露出足夠多的問(wèn)題，以便能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處理，為投運(yùn)后機(jī)組經(jīng)濟(jì)、安全、穩(wěn)定運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.啟動(dòng)試驗(yàn)問(wèn)題分析及處理

2.1設(shè)備本身問(wèn)題

2.1.1設(shè)備零配件質(zhì)量差

問(wèn)題現(xiàn)象：試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)2號(hào)發(fā)電機(jī)第一組PT正常、6.3KV母線(xiàn)PT正常，發(fā)電機(jī)第二組PT A相電壓偏小，35KV線(xiàn)路PT B相電壓顯示偏小。

分析處理：至2號(hào)發(fā)電機(jī)出線(xiàn)柜內(nèi)檢查各相電壓螺絲緊固，檢查保險(xiǎn)發(fā)現(xiàn)A相保險(xiǎn)松動(dòng)，拔下清理后重新插入，電壓正常；至35KV PT柜內(nèi)檢查發(fā)現(xiàn)B相短接連片螺絲斷裂，取下更換接線(xiàn)端子后一切正常；空載試驗(yàn)繼續(xù)，發(fā)電機(jī)繼續(xù)升壓，并且核相，一切正常。

2.1.2設(shè)備組裝工藝低

問(wèn)題現(xiàn)象：2號(hào)發(fā)電機(jī)運(yùn)行中合廠(chǎng)用變開(kāi)關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)廠(chǎng)用變開(kāi)關(guān)室內(nèi)有弧光產(chǎn)生。

分析處理：停2號(hào)發(fā)電機(jī)，打開(kāi)廠(chǎng)用變進(jìn)線(xiàn)柜后檢查發(fā)現(xiàn)，廠(chǎng)用變刀閘A相刀口沒(méi)合到位，調(diào)整拉桿后仍然沒(méi)有可靠合上，且拉桿在憋勁，仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)廠(chǎng)用變刀閘A相靜觸頭支柱瓷瓶比其他兩相矮，刀閘在動(dòng)作過(guò)程中卡澀，合不到位，拆下更換后，刀閘分合正確靈活，廠(chǎng)用變?cè)俅螏щ娬＃?jīng)過(guò)核相后，相序也正確。

2.2設(shè)備初始狀態(tài)問(wèn)題

2.2.1保護(hù)裝置接線(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際不符

問(wèn)題現(xiàn)象：2號(hào)發(fā)電機(jī)出口刀閘在合，2號(hào)發(fā)電機(jī)所有電源在切除，包括滅磁開(kāi)關(guān)，勵(lì)磁電流由電焊機(jī)提供。2號(hào)發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)合不上，保護(hù)沒(méi)有任何信號(hào)。

分析處理：檢查開(kāi)關(guān)本身閉鎖回路，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，將控制電源切除，手動(dòng)合開(kāi)關(guān)正常后，確定是保護(hù)將開(kāi)關(guān)跳掉，可保護(hù)裝置有無(wú)任何報(bào)警信號(hào)，檢查控制回路接線(xiàn)也是正確。將保護(hù)連片逐一退出直到水機(jī)保護(hù)時(shí)2號(hào)發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)合上，后查找程序后發(fā)現(xiàn)是滅磁開(kāi)關(guān)與發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)不對(duì)應(yīng)所致，合上滅磁開(kāi)關(guān)后一切正常。

2.2.2參數(shù)設(shè)置不符合要求

問(wèn)題現(xiàn)象：2號(hào)發(fā)電機(jī)短路電流升至額定25%后檢查發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)、主變差動(dòng)保護(hù)差流；發(fā)電機(jī)差流為零正確，可主變差流卻很大。

分析處理：檢查主變差動(dòng)保護(hù)裝置采樣正確，將投運(yùn)前的保護(hù)校驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行核實(shí)，一切正常未發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，再查找平衡系數(shù)，發(fā)現(xiàn)平衡系數(shù)不正確，經(jīng)平衡系數(shù)公式計(jì)算后發(fā)現(xiàn)主變低壓側(cè)CT變比出錯(cuò)，主變低壓側(cè)CT變比與發(fā)電機(jī)出口CT變比整定一樣，將主變低壓側(cè)變比輸入后重新計(jì)算平衡系數(shù)，輸入后差流為零；短路試驗(yàn)繼續(xù)升流直到額定一切正常。

2.3新設(shè)備誘發(fā)問(wèn)題

2.3.1新設(shè)備工作原理的不清楚

問(wèn)題現(xiàn)象：蝶閥電源指示燈亮；蝶閥全關(guān)指示燈亮（蝶閥在中間位置），按下關(guān)蝶閥按鈕，蝶閥未動(dòng)作，按下開(kāi)蝶閥按鈕，蝶閥向關(guān)蝶閥方向旋轉(zhuǎn)。

分析處理：將電源相序更改后（BC兩相對(duì)調(diào)），蝶閥開(kāi)關(guān)方向正確；蝶閥在中接位置，蝶閥全關(guān)指示燈亮，拆開(kāi)蝶閥本體接線(xiàn)盒發(fā)現(xiàn)蝶閥全關(guān)行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員研究終于找到調(diào)整方法：將蝶閥行程開(kāi)關(guān)控制主齒輪按下旋轉(zhuǎn)90度后松開(kāi)，與蝶閥旋轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)脫開(kāi)， 將蝶閥打到全關(guān)位置，旋轉(zhuǎn)蝶閥關(guān)行程開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)軸，直到全關(guān)限位動(dòng)作（轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)方向與限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作方向相反）。這時(shí)再將蝶閥行程開(kāi)關(guān)控制主齒輪按下旋轉(zhuǎn)90度后松開(kāi)（轉(zhuǎn)回到原來(lái)位置），與蝶閥旋轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)，將蝶閥打到全開(kāi)位置，同樣與蝶閥旋轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)脫開(kāi)，旋轉(zhuǎn)蝶閥開(kāi)行程開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)軸，直到全開(kāi)限位動(dòng)作（轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)方向與限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作方向相反），將蝶閥行程開(kāi)關(guān)控制主齒輪恢復(fù)聯(lián)動(dòng)后，開(kāi)關(guān)蝶閥正常，檢查并調(diào)整蝶閥過(guò)轉(zhuǎn)矩行程后恢復(fù)蝶閥正常運(yùn)行。

2.3.2機(jī)組變系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題的研究

問(wèn)題現(xiàn)象：合上主變低壓側(cè)開(kāi)關(guān)，主變后備保護(hù)零壓過(guò)高動(dòng)作，主變高低壓側(cè)開(kāi)關(guān)跳閘，主變零序電壓定值100V，主變零序電壓實(shí)測(cè)106V。

分析處理：保護(hù)動(dòng)作后，將一次回路徹底檢查確定沒(méi)問(wèn)題后，將主變零序電壓投信號(hào)，再次合閘，零序電壓仍然很高，用萬(wàn)用表檢查6.3KV母線(xiàn)PT電壓和35KV線(xiàn)路PT 電壓。

數(shù)據(jù)分別如下：

6.3KV母線(xiàn)PT電壓數(shù)據(jù)：Uab，97V；Ubc，100V；Uca，100V；Ua，12V；Ub，106V；Uc，99V；Uzn，45.7V；3U0，106V。

35KV線(xiàn)路PT電壓數(shù)據(jù)：Uab，104V；Ubc，104V；Uca，105V；Ua，60V；Ub，60V；Uc，61V；Uzn，60V；3U0，0V。

斷開(kāi)主變低壓側(cè)開(kāi)關(guān)及刀閘，合上2號(hào)發(fā)電機(jī)出口刀閘及開(kāi)關(guān)，開(kāi)2號(hào)發(fā)電機(jī)建壓至額定，6.3KV母線(xiàn)帶電正常，且6.3KV母線(xiàn)PT二次電壓數(shù)據(jù)也正常。從以上試驗(yàn)及數(shù)據(jù)做如下分析：主變帶6.3KV母線(xiàn)時(shí)，由6.3KV母線(xiàn)PT二次電壓數(shù)據(jù)分析表明A相接地；由35KV母線(xiàn)PT二次電壓數(shù)據(jù)分析表明：系統(tǒng)正常，沒(méi)有接地點(diǎn)，在同一系統(tǒng)內(nèi)如果一相有接地，所有PT都能反應(yīng)出來(lái)，這樣只能暫時(shí)推測(cè)是由于6.3KV母線(xiàn)PT損壞；可發(fā)電機(jī)帶6.3KV母線(xiàn)時(shí)，母線(xiàn)PT測(cè)出的數(shù)據(jù)又全部合格，又反推測(cè)出6.3KV母線(xiàn)PT工作正常。兩種推斷結(jié)果產(chǎn)生矛盾，后經(jīng)多方咨詢(xún)相關(guān)廠(chǎng)家技術(shù)人員，得出原因?yàn)?.3KV母線(xiàn)PT發(fā)生諧振。由于發(fā)電機(jī)系統(tǒng)與主變系統(tǒng)的電容量不一樣，當(dāng)發(fā)電機(jī)帶6.3KV母線(xiàn)時(shí)，發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的電容量不足以使它產(chǎn)生諧振，所以母線(xiàn)帶電正常，當(dāng)主變帶6.3KV母線(xiàn)時(shí)，主變系統(tǒng)的電容量剛好使6.3KV母線(xiàn)PT產(chǎn)生諧振，使母線(xiàn)PT帶電不正常。原因分析清楚后，為驗(yàn)證得出的結(jié)論，在6.3KV母線(xiàn)PT二次開(kāi)口三角形繞組輸出端并連一只40W燈泡，來(lái)破壞諧振條件，主變帶電充6.3KV母線(xiàn)，檢查采樣數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)B相又變?yōu)?0V左右，且燈泡被點(diǎn)亮，說(shuō)明加燈泡后有一定作用，只是該條件還不足以破壞其諧振條件，后又更換為60W燈泡后，母線(xiàn)帶電正常，燈泡也未點(diǎn)亮，至此試驗(yàn)正常。

3.啟動(dòng)試驗(yàn)問(wèn)題探討與研究

通過(guò)此次對(duì)整個(gè)電站機(jī)組變的啟動(dòng)試驗(yàn)、調(diào)試以及后期問(wèn)題分析處理等工作的開(kāi)展，經(jīng)研究和探討，針對(duì)小型電站在安裝、檢修過(guò)程中暴露出的問(wèn)題主要分布在以下幾個(gè)方面：一是設(shè)備本身問(wèn)題，小型電站多為地方或私人投資，過(guò)于追求低成本的投入，往往導(dǎo)致采購(gòu)的設(shè)備質(zhì)量低下或精細(xì)程度不夠；二是設(shè)備初始狀態(tài)問(wèn)題，包括自動(dòng)化程序和保護(hù)系統(tǒng)參數(shù)等出廠(chǎng)設(shè)置不夠準(zhǔn)確，現(xiàn)地校準(zhǔn)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，導(dǎo)致啟動(dòng)試驗(yàn)中機(jī)組變系統(tǒng)誤動(dòng)；三是新設(shè)備誘發(fā)問(wèn)題，在調(diào)試準(zhǔn)備工作前不可能對(duì)新設(shè)備有足夠的認(rèn)識(shí)和理解，導(dǎo)致準(zhǔn)備工作不充分，問(wèn)題分析不及時(shí)，需要通過(guò)反復(fù)的驗(yàn)證、探究才能夠得以處理。

綜上所述，在中小型水電站機(jī)組變的采購(gòu)、安裝和檢修過(guò)程中，著重避免以上三點(diǎn)問(wèn)題的出現(xiàn)，能夠?yàn)橥懂a(chǎn)后帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。