水電廠機組過速保護改造技術

【摘要】水電廠對水機保護至關重要的一項就是對水電廠機組過速[1]的保護，為了保護水電站的正常運轉，有效避免與預防機組發(fā)生飛車及其電壓等突發(fā)狀況時對機組構成很大的破壞與損失，與此同時，亦可以減輕機組人員的勞動力。面對機組出現(xiàn)的因發(fā)生而故障停止運轉以及負荷超額等現(xiàn)象，需要調(diào)速器做出快速反應，迅速關掉導水葉并極力使機組旋轉速度的升高得到控制，假設調(diào)速器面對發(fā)生的事故沒有做出快速有效的反應，例如沒有迅速關掉導水葉，或者關掉的速度太慢了，就會迫使過速保護設備的運轉，經(jīng)由啟動故障配壓閥門來關掉導水葉，或者經(jīng)由閉塞進水口閥門等辦法隔離水流。由此我們不難看出，機組過速保護是否可靠，是非常重要的問題，它引發(fā)的后果其嚴重性亦是不堪設想的。此文就重點介紹關于水電廠機組過速保護改造技術。

【關鍵詞】水電廠；機組；過速保護；改造技術

很多水電廠[2]最初機組過速保護系統(tǒng)運用的方式有兩種，一種是電氣過速保護，同時將電氣過速保護的整定值設為百分之一百五，另一種是機組過速[4]開關并聯(lián)，而且機組過速保護的整定值亦設為百分之一百五。一般情況下，機組過速設備所運用機組離心開關發(fā)生故障時會致使此運轉不能正常進行，在這種很嚴峻的狀況下，一定得全方面的對原來的的過速系統(tǒng)實行改造。

一、關于水電廠出現(xiàn)機組過速問題需要注意的問題

1、發(fā)電機過速出現(xiàn)的飛逸問題

面對這種狀況，在對機組進行檢查修護時，就應該針對發(fā)電機的過速保護展開模擬試驗，以保證過速保護裝臵的正常運行。并且要對調(diào)速器的按時檢測，預防出現(xiàn)發(fā)電機過速時因調(diào)速器引發(fā)的停機現(xiàn)象，致使飛逸問題的發(fā)生。

在檢查修護過程中，應該以機組模擬過速實驗為依據(jù)，觀測驗證機組的進水球閥緊急閉合的功能是否正常以及閉合時間符不符合規(guī)定。針對轉速高的機組必須裝好事故配壓閥，對及時對其清理查看，以保障機組運行的可靠安全。

當運行中機組出現(xiàn)甩負荷時，值班員加強監(jiān)視機組轉速上升情況，如果到達二級過速而過速保護沒有動作時，應立即啟動緊急事故停機按鈕完成事故停機。

2、調(diào)速器油壓低的問題

面對這種狀況，在對機組檢查修護過程中，要同時檢測驗證壓力傳感器等設備是否正常，以及調(diào)速器油壓和油位的高低，切實保障各種信息的正常輸出。

針對調(diào)速器油壓裝臵油位和油壓出現(xiàn)的狀況，在油壓降低而油位升高的時候，一定要按時對油壓裝臵實施補氣措施，以保證其符合正常規(guī)定。

在機組運行當中，如若出現(xiàn)因油壓太低導致警報響的情況，一定要即使對其檢測管理，同時要及早讓專業(yè)人員處理，使其恢復正常如果由于調(diào)速器油壓裝臵。

3、發(fā)電機制動氣源消失的問題

一定要按照一定期限檢測查看制動氣系統(tǒng)是否正常，并且要即使清理更換空壓機機油，同時要切實保證制動氣系統(tǒng)的閥門以及管路等沒有出現(xiàn)漏氣狀況。

在機組運行市，為保證氣源壓力的正常，一定要強化對發(fā)電機制動氣源的監(jiān)護管理。在機組停機時，若制動氣源消失，一定要及時用手動辦法使調(diào)速器繼續(xù)運行，使機組成空轉狀態(tài)，立即讓專業(yè)人員進行檢測維修護理，在制動氣源恢復正常后就可以停機。但是要防止機組的惰性停機，因為此時無制動氣源，容易使推力軸承和軸承的油膜受到破壞。

二、關于機組過速保護設備的更換

1、更換的必要性：

在確保安全的條件下，減少機組的推力瓦溫，促使機組在使用進程中不在出現(xiàn)超負荷現(xiàn)象， 是機組的功效更好的發(fā)揮出來，取得更好的效果，有更多更大的收益。

2、更換的可行性

目前為止，我國的很多水電廠已經(jīng)實現(xiàn)了對機組過速保護的改造，而且還得到了一定的成效，使瓦溫大概降低了十攝氏度。像丹江口與安康的一些水電廠，還有萬安水電廠等等，這些水電廠都相繼更換了推力瓦，瓦溫的降低到目前為止并沒有出現(xiàn)什么不良狀況。結合實際可以看出，這些水電廠所運用的推力瓦先對來說已經(jīng)很成熟與先進。而且很適合水電廠的各類大型機組的運轉。

3、更換后的試驗工作

A、空載運轉兩個鐘頭，至瓦溫穩(wěn)定，測出擺度、振動及瓦溫、油溫。

B、在25%，50%，75%，100%的額定效力下測出瓦溫、擺度、振動。

C、正常停機五分鐘后后熱啟動機組。

D、惰性停機，關掉推力軸承冷卻水運轉，記下機組運轉時間，瓦溫、油溫升高情況。

E、在不同的額定效力下甩負荷，記下擺度和振動。

F、帶負荷運轉72鐘頭。較長時間讓機子停止運行，然后直接起動實驗，停機30天，在不頂轉子的條件下，機組直接起動升至額定負荷或不超過額定負荷的最大負荷。

G、試驗后的檢查。

結束各項試驗之后，認真核實檢測，并做好記錄。

三、機組過速改造的辦法

可運用減小電氣過速保護的整定值的辦法，來實現(xiàn)對機組過速改造，但是還需要以微調(diào)原來的過速限制器作為前提，用新的機組過速保護設備取代原來的的機組離心開關，以達到兩重保護機組過速事故的結果。根據(jù)原來的機組過速系統(tǒng)的缺點，剖析此離心開關安置在發(fā)電機大軸的頂部，它是個傘型的機組飛擺，是它的轉速測出單元，此飛擺運用兩組自平衡的離心飛擺與彈簧達到平衡時，轉速到達與超出設定的動作轉速，此離心開關動作牽動一個微動開關動作，此微動開關有兩對常開的空接點。當中一個結點信號被接到電廠監(jiān)控系統(tǒng)的LCU機組過速信號輸入端子上，另外一對接點信號與調(diào)速器緊急停機信號輸入端連接。此離心飛擺的動作值被整定為百分之一百五，同電站轉速信號設備所整定的過速停機數(shù)值一致，此轉速信號設備的百分之一百五，接點信號亦同時被接入電廠監(jiān)控系統(tǒng)的機組過速信號輸入端子與調(diào)速器緊急停機信號輸入端。

因為兩者整定值相同，所以在此過速保護系統(tǒng)在中，電氣轉速信號設備與機組離心開關，形成了兩個相互并聯(lián)的過速保護通路。在機組出現(xiàn)過速的情況下，不管是電氣轉速信號設備，亦或是機組離心開關中任何一路或兩路信號動作，信號均會被傳遞至監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)傳遞的故障停機信號接通事故配壓閥的電磁配壓閥，經(jīng)由事故配壓閥實現(xiàn)機組的事故停機。此套系統(tǒng)有下列缺陷：

1）此機組過速保護器的控制信號與完成事故停機均使用的是電信號，而非一個真正的機組過速保護器，對達到電氣系統(tǒng)故障時的保護功效視束手無策的。

2）此設備的構成致使它一定得安置在機組大軸的水機補氣閥頂部，但這恰恰是大軸振動擺動較大的部位；另外，補氣閥與大軸，還有過速保護器同心度相對而言比較不好，運轉狀況差，致使此設備容易出錯。

3）連接于大軸上的補氣閥與機組離心開關飛擺軸運用彈簧連接，鑒于同心度較差，以致于運轉進程中連接彈簧常常會被折斷，使過速保護設備失效。同時所用彈簧無論是可靠性還是一致性相對來說都很差，導致此設備在使用一段時間后，發(fā)生偏離原來的的設定動作轉速，出現(xiàn)錯誤。

3、ALSTOM機組過速保護設備

ALSTOM機組過速保護設備是種離心飛車式的純機組液壓過速保護器，它的構成部件包含了脫扣器與配壓閥，另外還包括離心探測器與安置環(huán)以及一些附件，當中的脫扣器與配壓閥被組裝形成一個整體。彈簧與離心塊作為離心探測器由的關鍵部件，依據(jù)過速動作時的離心力，彈簧會被提起預壓緊。離心探測器經(jīng)由安置環(huán)固定在機組大軸上，并可跟隨大軸的轉動而運轉。在離心力的作用下，離心探測器的離心塊會做出相應的變換，離心力比彈簧的預緊力大時，出現(xiàn)的位移是向外的，在此位移量不小于離心探測器與脫扣器擺輪間的安置距離時，離心塊碰撞擺輪，致使脫扣器產(chǎn)生脫扣動作。

結束語

此文較為詳細的介紹關于水電廠機組過速保護改造技術，經(jīng)由介紹，我們可以了解到對水電廠機組過速[1]的保護的重要性。面對機組出現(xiàn)的因發(fā)生而故障停止運轉以及負荷超額等現(xiàn)象，調(diào)速器的快速反會使機組旋轉速度的升高得到控制，但如果面對發(fā)生的事故沒有做出快速有效的反應，就會迫使過速保護設備的運轉，啟動故障配壓閥門，關掉導水葉，或者經(jīng)由閉塞進水口閥門等辦法隔離水流。因此為了切實保護水電站的正常運轉，有效阻止機組發(fā)生飛車及其電壓等突發(fā)狀況時對機組構成很大的破壞與損失，同時減少機組人員的勞動力。需要我們更加重視機組過速保護是否可靠，它引發(fā)的后果其嚴重性亦需要我們更加關注。