水電廠機(jī)組事故停機(jī)流程設(shè)計(jì)

李文金

(華能龍開口水電有限公司龍開口水電廠，云南 大理 671505)

1 事故停機(jī)的分類

1)緊急事故停機(jī):一般是控制機(jī)組的重要設(shè)備如調(diào)速器、勵(lì)磁等故障對(duì)機(jī)組失去控制的重大事故，該事故發(fā)生時(shí)，需要關(guān)閉進(jìn)水口事故門，投入緊急停機(jī)電磁閥，投入事故配壓閥，分?jǐn)嗦菲鞯龋缓笤賵?zhí)行相關(guān)停機(jī)流程。

2)電氣事故停機(jī):一般是發(fā)電機(jī)、主變壓器、輔助設(shè)備的電氣保護(hù)動(dòng)作，影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的事故。該事故發(fā)生時(shí)，分GCB、分滅磁開關(guān)，發(fā)調(diào)速器停機(jī)令，投緊急停機(jī)電磁閥等，然后再執(zhí)行相關(guān)停機(jī)流程。

3)機(jī)械事故停機(jī):一般是發(fā)電機(jī)的軸瓦、振動(dòng)、水位、油溫超出正常范圍后影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的事故，該事故發(fā)生時(shí)，先減負(fù)荷，需投入緊急停機(jī)電磁閥、待負(fù)荷減到跳閘范圍內(nèi)或到規(guī)定時(shí)執(zhí)行相關(guān)的停機(jī)流程。

2 常見(jiàn)的事故停機(jī)啟動(dòng)源

1)常見(jiàn)的緊急事故停機(jī)啟動(dòng)源有調(diào)速器油壓裝置事故低油壓、調(diào)速器柜交直流電源全部消失、機(jī)械液壓過(guò)速、電氣過(guò)速、電氣轉(zhuǎn)速大于115%Ne 且主配拒動(dòng)且導(dǎo)葉空載以上、水淹廠房、停機(jī)過(guò)程中剪斷銷剪斷和人工設(shè)置。

2)常見(jiàn)的電氣事故停機(jī)啟動(dòng)源有:發(fā)電機(jī)電氣事故(如發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)、橫差保護(hù)動(dòng)作)，主變保護(hù)動(dòng)作(如重瓦斯保護(hù)動(dòng)作)、主變非電量電氣事故動(dòng)作，此類信號(hào)由保護(hù)裝置送至監(jiān)控。

3)常見(jiàn)的機(jī)械事故停機(jī)啟動(dòng)源有:上導(dǎo)軸承、下導(dǎo)軸承、水導(dǎo)軸承、推力軸承溫度過(guò)高、振擺保護(hù)動(dòng)作、主軸密封水中斷、冷卻水中斷、油槽油位過(guò)低、頂蓋水位過(guò)高和人工設(shè)置等。

以上三種事故停機(jī)啟動(dòng)源信號(hào)如配有相關(guān)軟、硬壓板則在啟動(dòng)相應(yīng)流程前均需要判斷相關(guān)軟、硬壓板是否在投入位置。

3 事故停機(jī)動(dòng)安全閉鎖

事故停機(jī)流程除了要保證事故情況下流程能正確啟動(dòng)，還要避免現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)誤動(dòng)作或判斷條件不充分所引起的不必要的事故停機(jī)。在啟動(dòng)事故停機(jī)流程前必須要對(duì)事故信號(hào)做相應(yīng)的安全閉鎖判斷。常見(jiàn)的安全閉鎖條件有:

1)機(jī)組狀態(tài):對(duì)于事故停機(jī)按鈕 (監(jiān)控，調(diào)速器，返回屏等)啟動(dòng)的事故停機(jī)流程，只對(duì)檢修態(tài)進(jìn)行判斷，只要有按鈕按下且機(jī)組不在檢修態(tài)，均無(wú)條件啟動(dòng)相應(yīng)事故停機(jī)流程。其余所有事故信號(hào)啟動(dòng)的事故停機(jī)流程均要判斷機(jī)組狀態(tài)，只有在機(jī)組處于非停機(jī)態(tài)及非檢修態(tài)才啟動(dòng)事故停機(jī)流程，否則不啟動(dòng)事故停機(jī)流程。

2)軸瓦溫度過(guò)高:采用溫度實(shí)際測(cè)值作為啟動(dòng)事故停機(jī)條件的方式下，在判斷溫度過(guò)高時(shí)，應(yīng)要求同類型相鄰兩點(diǎn)或任意兩點(diǎn)以上溫度點(diǎn)參與判斷并適當(dāng)延時(shí)(10 秒以上)，如果溫度測(cè)點(diǎn)不可靠經(jīng)常誤報(bào)，還可以做梯度越限閉鎖(＞5.0度/秒)判斷，以防止現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)值抖動(dòng)引起的誤動(dòng)作停機(jī)事故。

3)密封水，冷卻水中斷，均需檢測(cè)一段時(shí)間，超過(guò)規(guī)定時(shí)間后再啟動(dòng)事故停機(jī)流程。如果監(jiān)控系統(tǒng)可以控制冷卻水或密封水的開啟，一般在水中斷一段時(shí)間后開啟備用水的供水閥，如果備用水開啟后在規(guī)定時(shí)間內(nèi)中斷信號(hào)未復(fù)歸，則啟動(dòng)事故停機(jī)流程。

4)轉(zhuǎn)速一級(jí)過(guò)速且調(diào)速器故障 (主配拒動(dòng))，轉(zhuǎn)速信號(hào)一般有模擬量和開關(guān)量?jī)煞N信號(hào)。對(duì)過(guò)速信號(hào)一般加一個(gè)短時(shí)間的濾波以防止測(cè)速裝置誤動(dòng)作，濾波時(shí)間一般為0.5 秒以下。對(duì)模擬量轉(zhuǎn)速信號(hào)還需要判斷信號(hào)采集的通道狀態(tài)是否正常，如通道狀態(tài)異常則不啟動(dòng)事故停機(jī)流程。

過(guò)速表示機(jī)組可能已經(jīng)處于比較危險(xiǎn)狀態(tài)，濾波時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，在模擬量和開關(guān)量都有效的情況下取“或”關(guān)系。只要事故信號(hào)沒(méi)有消失，應(yīng)及早啟動(dòng)事故停機(jī)流程。

事實(shí)證明機(jī)組在并網(wǎng)狀態(tài)下仍然可能出現(xiàn)過(guò)速現(xiàn)象，因此對(duì)過(guò)速信號(hào)啟動(dòng)事故停機(jī)流程不能增加其他任何的條件判斷。

5)轉(zhuǎn)速二級(jí)過(guò)速，出現(xiàn)轉(zhuǎn)速II 級(jí)過(guò)速信號(hào)，表示機(jī)組此時(shí)已處于非常危險(xiǎn)狀態(tài)，調(diào)速器已無(wú)法控制轉(zhuǎn)速，該信號(hào)一般加500 毫秒左右的濾波防止信號(hào)抖動(dòng)。信號(hào)動(dòng)作時(shí)間大于濾波時(shí)間后啟動(dòng)緊急事故停機(jī)流程。

事實(shí)證明機(jī)組在并網(wǎng)狀態(tài)下仍然可能出現(xiàn)過(guò)速現(xiàn)象，因此對(duì)過(guò)速信號(hào)啟動(dòng)事故停機(jī)流程不能增加其他任何的條件判斷。

6)調(diào)速器事故低油壓，調(diào)速器控制導(dǎo)葉動(dòng)作需要一定的油壓，出現(xiàn)事故低油壓信號(hào)表示調(diào)速器可能已經(jīng)無(wú)法控制導(dǎo)葉，進(jìn)而無(wú)法控制機(jī)組。但此時(shí)若無(wú)其它事故信號(hào)，機(jī)組仍在正常運(yùn)行，故該信號(hào)可適當(dāng)加濾波(0.5 秒)后再啟動(dòng)緊急事故停機(jī)流程。若現(xiàn)場(chǎng)油壓信號(hào)是通過(guò)模擬量信號(hào)采集，則要加判通道狀態(tài)，符合事故停機(jī)條件后再停機(jī)。

7)剪斷銷剪斷，機(jī)組正常運(yùn)行情況下出現(xiàn)剪斷銷剪斷或?qū)~卡阻現(xiàn)象不影響機(jī)組正常運(yùn)行，報(bào)警即可。但在正常停機(jī)和事故停機(jī)過(guò)程中如果出現(xiàn)上述信號(hào)，則表示導(dǎo)葉已無(wú)法全關(guān)，轉(zhuǎn)速已無(wú)法降下來(lái)，此時(shí)需要啟動(dòng)緊急事故停機(jī)流程，關(guān)閉進(jìn)水口閘門，切斷水源，保證機(jī)組安全停穩(wěn)。該信號(hào)可適當(dāng)濾波或和轉(zhuǎn)速信號(hào)聯(lián)合判斷，即出現(xiàn)到規(guī)定時(shí)間轉(zhuǎn)速仍未降至規(guī)定范圍的情況下導(dǎo)葉卡阻信號(hào)存在，再去執(zhí)行緊急事故停機(jī)關(guān)閘門。

4 事故停機(jī)流程編寫

1)所有可能引起事故停機(jī)的開關(guān)量信號(hào)均必須采用常開接點(diǎn)輸入，若現(xiàn)場(chǎng)僅有閉接點(diǎn)信號(hào)，則必須要求提供開接點(diǎn)參與流程啟動(dòng)源判斷，因?yàn)檫@種閉接點(diǎn)信號(hào)容易誤發(fā)信號(hào)。

2)流程間的優(yōu)先級(jí)和相互閉鎖，對(duì)機(jī)組而言，除了終止流程外，緊急事故停機(jī)具有最高優(yōu)先級(jí)，其次是事故停機(jī)，然后是停機(jī)，最后是其他流程。在不定態(tài)時(shí)收到停機(jī)令，執(zhí)行發(fā)電至停機(jī)流程。高級(jí)別的流程要終止低級(jí)別的流程的執(zhí)行，并清除優(yōu)先級(jí)較低的流程所做的開出，同級(jí)別的流程之間要相互閉鎖。優(yōu)先級(jí)高的流程還要閉鎖優(yōu)先級(jí)較低的流程的啟動(dòng)，防止同一控制對(duì)象同時(shí)有兩個(gè)流程在執(zhí)行而相互干擾。

3)上送上位機(jī)信息，啟動(dòng)事故流程后，必須將啟動(dòng)的具體啟動(dòng)原因和流程名稱發(fā)送至上位機(jī)，事故信號(hào)源時(shí)間分辨率應(yīng)在2ms 以內(nèi)，以便于事故分析。

4)事故停機(jī)信號(hào)啟動(dòng)流程的要求，所有同類型的事故信號(hào)與非停機(jī)態(tài)、非檢修態(tài)串接濾波后生成總事故信號(hào)，只有當(dāng)該信號(hào)由0 變1 (上升沿觸發(fā))且無(wú)同級(jí)別或高級(jí)別流程在執(zhí)行時(shí)方可啟動(dòng)相應(yīng)事故停機(jī)流程。

5)開機(jī)條件判斷，開機(jī)條件中的機(jī)組無(wú)事故的條件應(yīng)包括:所有事故信號(hào)及手動(dòng)事故停機(jī)、緊急停機(jī)按鈕信號(hào)均未動(dòng)作、機(jī)組緊急停機(jī)電磁閥，事故配壓閥均已在復(fù)歸位置信號(hào)。

6)事故復(fù)歸按鈕，事故復(fù)歸按鈕生效的條件為無(wú)流程在執(zhí)行+機(jī)組在停機(jī)態(tài)(或轉(zhuǎn)速＜5%+導(dǎo)葉全關(guān))。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，事故停機(jī)流程需要有針對(duì)性的處理，同時(shí)流程中的濾波時(shí)間、執(zhí)行過(guò)程需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況而定，根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的流程，和業(yè)主，安裝單位，設(shè)計(jì)單位討論后，以書面形式確定實(shí)際實(shí)施的流程。

［1］程遠(yuǎn)楚，張江濱水輪機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)，中國(guó)水利水電出版社，2010 年2 月第一版。

［2］華能龍開口水電有限公司龍開口水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)機(jī)組控制流程圖，V2.0 版