關于水輪發電機組自動開停機成功率的提高

王晨

摘要:水輪發電機組自動開停機成功率是水電廠能夠可靠運行的一個重要指標，開停機成功率的統計是以機組開、停全過程完成考慮，即從開機指令起至同期并列和停機指令至自動恢復備用狀態；否則為不成功。以某電廠為例，通過對導致水輪發電機組自動開停機不成功的故障類型、分布、原因進行統計分析，提出改進措施，探討提高水輪發電機組自動開停機成功率的方法，為水電廠無人值班提供指導。

關鍵詞:水輪發電機組；開停機成功率；自動化；無人值班

0引言

水電機組具有啟動迅速、并網時間短、負荷調節靈活的特點，在參與電網運行中，主要承擔著調峰、調頻、事故備用，為電網的安全穩定運行奠定了堅實的基礎。開停機成功率是作為水電廠安全、穩定、可靠運行的一個重要考核指標。

無人值班是水電廠值班方式發展的趨勢，它對水電廠的設備狀態、自動化水平提出了更高要求，其中一項檢驗標準，即機組自動開停機成功率全年統計應達到99.5%及以上，所以提高水輪發電機組自動開停機成功率對實現水電廠無人值班具有重要意義。

1自動開停機不成功原因分析

1.1原因分析

機組自動開停機不成功原因是多方面的，故障類型主要集中在自動化元件、檢修維護質量、液壓閥組幾個方面。

1.1.1自動化元件不可靠

自動化元器件方面的問題主要表現在繼電器動作不可靠、端子接線松動、控制裝置故障，占總不成功次數的60%。

自動化元器件因長時間帶電運行、使用年限長、所處運行環境振動大，性能逐年劣化，可靠性能降低，自動化元件故障造成的缺陷幾乎占缺陷總量的多半，導致主輔設備自動化控制水平降低，影響機組自動開停機成功率。

1.1.2檢修維護質量不佳、試驗不全

機組周期性計劃檢修中，涉及自動開停機設備參數、控制程序優化后，如靜態模擬試驗、動態驗證試驗不全面，未針對特殊運行工況開展特定試驗，將為機組自動開停機留下隱患。

相對于機組周期性計劃檢修而言，臨時性檢修維護工作因策劃時間短、工作時間緊張、試驗驗證條件有限，當檢修維護的工藝、驗收不到位時，易導致機組臨檢維護后首次自動開機不成功。

1.3.3液壓閥組卡澀

機械控制液壓閥組屬精加工設備，當所處透平油劣化或受污染，致使透平油中機械雜質顆粒度超標時，顆粒會使液壓閥組閥芯與閥套問摩擦加大，從而使遲滯增大，當造成調速器系統或主閥系統機械閥組卡澀時，易造成調速器導葉及主閥啟閉失效，導致機組自動開停機不成功。

導致透平油劣化或受污染的情況如下:在調速器、主閥壓油系統內部部件檢修時，如密封、槽縫等部位清潔不到位，遺留渣、碎屑等雜質，當注油后，殘留在內部的雜質、碎屑等混入到油中，將污染油品；隨著透平油系統運行年限的增加，在透平油管路內部、法蘭接頭等部位可能存在油渣、碎屑堆積，注油時，油流對管壁的沖刷，附

著在管壁的顆粒物被帶入油箱內部，將導致油中顆粒度含量增加；機組運行過程中，接力器內部密封磨損、積聚在內部死角的微量顆粒混入油中，也將導致油中顆粒度含量增加。

2自動開機成功率提高措施

2.1提升機組檢修維護質量

機組檢修應本著“應修必修，修必修好”的原則，有計劃性、針對性地開展機組自動化元件升級的改造，注重影響開停機設備控制系統的繼電器校驗、端子接線緊固及整體性能驗證試驗。檢修維護質量是否達標，決定著機組能否長周期運行，也是保證自動開停機成功率的基礎。

隨著測控技術的發展，各種自動化元器件產品性能也不斷提高，主輔設備自動化控制元件的升級就顯得尤為重要，應結合設備運行實際，篩選出一些性能可靠、穩定性好、抗干擾能力強的產品進行升級，設備升級后，應制定詳細的調試方案，對出現的各種故障或隱患應徹底分析和處理，使問題在機組啟動試驗期間就暴露和解決，為機組自動開停機打下良好的設備基礎。

結合機組計劃檢修重點開展控制系統開停機回路檢查、端子整理、接線緊固、整體試驗驗證，應注重繼電器檢驗質量與維護策略，及時更換檢驗不合格的繼電器，對達到使用年限的繼電器應統一集中更換；對涉及機組開停機設備改造的臨時性檢修維護工作，工作結束移交機組前，應申請將機組自動開機至空轉態，驗證自動開停機流

程有無異常，避免臨檢后首次開機不成功。

2.2強化運行分析，優化機組運行方式，指導設備巡檢

通過對全廠機組開停機情況、運行時間的統計分析，掌握機組工況變化，如某臺機組長時間處于非最優工況運行，由此引發的振動可能造成機組轉動部件、控制回路端子接線的松動。只有掌握全廠機組運行數據，優化調度運行，使各機組劣化趨勢趨于相對均衡的水平，避免機組長時間處于惡劣工況下，開停機部件出現如端子松動的隱形缺陷，因不易及時發現、防備，易造成機組自動開停機不成功。

電廠同類型機組，設備相同位置產生缺陷的情況具有明顯的相似性，通過開展缺陷統計分析，掌握機組最容易和可能出現異常、缺陷的部位，有針對性的對影響開停機的要害部位勤檢查，如機組停機重點檢查風洞內各制動閘行程開關接觸、變形情況，避免行程開關接觸不良造成開機條件不滿足。

2.3加強二次系統運行維護，重要回路冗余配置

定期開展開停機回路端子測溫。電氣二次回路端子老化、接觸不良時，端子接線接觸電阻大會導致局部發熱。實踐證明，紅外熱成像診斷技術不僅對于及時發現電氣設備的外部缺陷和部分內部缺陷非常有效，也適用于二次回路接點發熱的巡檢診斷，能及早發現端子松動的隱患。機組運行中，應結合專業巡檢定期開展開停機回路端子測溫、比對分析，有助于提前發現隱患、預控，避免影響一次設備的正常運行，從而保障機組自動開停機成功率。

定期開展開停機回路端子緊固。機組運行中的振動可能造成設備控制回路接線的松動，因此利用停機備用時間定期緊固端子接線至關重要。工作中應特別注意使用合適的工具，避免工具使用不當造成端子損壞，留下隱患。

重要開停機回路冗余配置。對于涉及主閥全開狀態、鎖錠拔出狀態的位置開關可冗余配置，開機過程中重要開入、開出回路繼電器也可冗余配置，這樣可有效避免單行程開關、繼電器動作不可靠或故障，造成自動開機流程的退出。

2.4加強透平油系統運行維護，控制油源加裝過濾器

在機組檢修時，應確保壓油系統內部、透平油油源、油管路清潔度達標。油系統及內部部件檢修中，應注重清潔工藝、驗收，徹底清除油箱中油泥及其它沉淀物；油箱加油時，在保證油品質量的同時，可采用合格透平油對整條加油管路進行沖洗。

在機組運行中，調速器、主閥系統用油應定期化驗，透平油應滿足國標汽輪機油規定。當發現透平油顆粒度超標時，應及時分析處理。提高透平油潔凈度最常用的方法是采用壓榨式濾油機對油循環處理，根據現場油處理情況，持續對油顆粒度跟蹤化驗，隨著處理時間的延長，油中顆粒度含量將呈現下降的趨勢，直至達標。

對于調速器、主閥液壓閥組，可在其控制油源前加裝雙過濾器，確保經過液壓閥組的油質滿足要求，降低閥組卡澀的概率。

3自動停機成功率提高措施

機組自動停機流程與開機流程相比，為逆過程，其提高自動成功率措施相同之處在于重點加強停機流程各環節中自動化元件、機械液壓閥組的檢修維護質量和重要回路冗余配置。

為保證電網頻率質量，水電廠機組開機時效性要求較高，任一環節不滿足要求，開機流程將延時退出，以提醒現場應急待命人員及時檢查和開啟其他備用機組；而機組與電網解列后，其停機過程對電網

影響小，停機時效性要求相對較低，因此可通過優化自動停機流程提高自動停機成功率。通過實踐工作發現主閥、調速器導葉鎖錠、推力外循環油泵等狀態并不影響自動停機流程的正常執行，通過設置報警信號提醒現場應急待命人員及時檢查和干預，以保證機組下次自動開機的成功率；機組自動停機過程中應重點關注主閥狀態，當主閥全關超時報警時，應及時應急干預，防止調速器導葉全關閉后漏水大，機組轉速下降緩慢而超時，導致自動停機流程退出，影響自動停機成功率。

4結論

水電廠自動化元件的運行工況和人員的運行管理水平是影響機組自動開停機成功率的主要因素，只有不斷提高設備檢修質量、自動化水平，強化運行管理，有針對性地開展設備的日常巡檢、維護，才能維持水電廠機組自動開機成功率在較高水平，滿足無人值班對水電廠自動開停機成功率的要求。

參考文獻：

[1]馮凌云.抽水蓄能電站繼電器全壽命分析及其維護策略研究【J】.水電站機電技術，2016,39(01):18-21.

[2]蔡紅猛，吳勁波.淺談水電廠運行分析與設備管理【J】.電力設備,2016:16.