淺析抽水蓄能電站機組保護裝置故障與對策

周德飛

摘 要：我國抽水蓄能電站建設規(guī)模持續(xù)擴大，設計、施工和機組設備制造水平不斷提升，已形成較為完備的規(guī)劃、設計、建設、運行管理體系，相繼建成了一批具有世界先進水平的抽水蓄能電站。到2013年底，建成抽水蓄能電站2151萬千瓦，為我國電力安全發(fā)揮了重要作用。特別是在西部日前，自治區(qū)發(fā)改委公布，國家發(fā)改委已批復同意新疆阜康抽水蓄能電站開展前期工作，標志著我區(qū)首個抽水蓄能電站將正式啟動建設。但是在這個設計，施工和機組設備制造水平不斷提升的時代，對于西部新疆獨特的氣候和地理環(huán)境，抽水蓄能電站機組保護裝置仍然存在著一些故障，面對這些故障，我們需要制定相應的對策來完成。

關鍵詞：抽水蓄能電站；電站機組保護裝置；新疆；故障；對策

目前國家為保障抽水蓄能電站健康有序發(fā)展，電力體制“廠網(wǎng)分開”改革后，國家陸續(xù)出臺了抽水蓄能電站建設運行管理的有關政策，有效規(guī)范和促進了抽水蓄能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。但受認識差異和體制機制等影響，前期規(guī)劃不完善、建設進度與發(fā)展需要不適應、建設管理體制不規(guī)范、監(jiān)督管理體系不完善、運行效益發(fā)揮不充分、配套政策不夠落實，受自然環(huán)境等問題突出，導致新疆抽水蓄能電站機組保護裝置的故障越來越大，影響了西北抽水蓄能電站的建設進程和健康發(fā)展。

1.新疆抽水蓄能電站現(xiàn)階段的狀況

由于我國新疆抽水蓄能電站的建設起步較晚，技術儲備不多。沒有廣東的從化，北京的十三陵，浙江的天荒坪，安徽的瑯那山抽水蓄能電站的優(yōu)勢多，這些項目有的已經(jīng)開工，有的已開始初設，有的已通過可行性研究。但是新疆的在2013年的一批才正式啟動。目前華東地區(qū)目前峰谷差已達3000MW，大機組比重較高，秦山核電站即將投產(chǎn)，調峰任務艱巨，抽水蓄能電站的建設已很迫切。天荒坪位于浙江北部的安吉縣，它是一個人工圍建上、下庫的純抽水蓄能電站，能承擔3600MW的調峰能力?，樼鹕轿挥诎不諙|部的滁州市，它是利用已有的城西水庫作為下庫，人工修建上庫的純抽水蓄能電站，能承擔900MW的調峰能力。響洪甸位于皖西的金寨縣，它是利用已建成的響洪甸水電站的水庫作為上庫，人工修建下庫，改造后成為混合式的抽水蓄能電站，包括原有40MW的水輪發(fā)電機在內，其調峰能力有200MW。新疆的阜康抽水蓄能電站項目位于昌吉州阜康市境內白楊河上游，工程總投資為71億元，初定建設4臺30萬千瓦的立軸單極混流可逆式機組，總裝機容量120萬千瓦。電站主要由上水庫、輸水系統(tǒng)、地下廠房、下水庫及地面開關站等建筑物組成，由國家電網(wǎng)公司全資建設。工程施工總工期為69個月，建成后年發(fā)電量20.06億千瓦時，相當于2012年烏魯木齊全社會用電量的十分之一。

2.新疆抽水蓄能電站的作用

新疆抽水蓄能電站是水力發(fā)電站的一種特殊形式。它兼具有發(fā)電及蓄能功能。抽水蓄能電站有上、下兩個水庫（池。當上庫的水流向下庫時，就如常規(guī)的水力發(fā)電站，消耗水的位能轉換為電能；相反，將下庫的水輸?shù)缴蠋鞎r就是抽水蓄能，消耗電能轉換為水的位能。由于機械效率和各種損耗的原因，在同樣水位差和同樣水流量的條件下，抽水時所消耗的電能總是大于發(fā)電時產(chǎn)生的電能。 此外，常規(guī)水力發(fā)電站雖然也具備調峰功能，但其發(fā)電出力往往與灌溉、防洪等矛盾。為常規(guī)水電站的水庫調度是一個綜合的系統(tǒng)工程。而抽水蓄能電站的發(fā)電量及蓄水量是可以按日調節(jié)的，可以做到按日平衡，不影響水庫的中長期調度。所以在抽水蓄能電站的機組保護過程中需要很大保護力度。

3.新疆抽水蓄能電站機組保護裝置故障與對策分析

3.1發(fā)電機

發(fā)電機一般是最重要的核心部分，由于新疆的氣候比較異常，溫度不是穩(wěn)定。所以在抽水蓄能機組雙向旋轉，發(fā)電機推力軸承、上導軸承、下導軸承，以及水輪機水導軸承RTD的布置應考慮雙向旋轉所帶來的軸瓦進、出邊油溫的變化，即同一塊瓦進、出邊應分別裝設RTD，某一RTD在發(fā)電方向是進油邊，所測溫度低，在水泵方向時則是出油邊，測出來溫度較高。造成發(fā)電機組的運作不穩(wěn)定。所以針對上述故障，一般現(xiàn)在機組各個廠往往有所改動。如空冷器出口溫度高多已改報警，不出口跳機。這樣能夠有效的發(fā)現(xiàn)問題，解決故障。

3.2水輪機

一般水輪機的主軸密封溫度太高；調相時上迷宮溫度太高，上迷宮冷卻水流量太低；調

相時下迷宮溫度高，上迷宮冷卻水流量太低；調相時尾水管水位太高；水導軸承瓦溫高、

油溫高、油位高、油位低；水導、頂蓋振動大，使得頂蓋水位太高；導致葉拐臂剪斷銷折斷。這種情況主要是壓水補氣時轉輪排氣閥未關閉，使得下迷宮冷卻水流量高時將增大機組從電網(wǎng)吸收的有功，振動加大，造成折斷現(xiàn)象。所以在使用之前一定要檢查壓水補氣時轉輪排氣閥未關閉與否。

3.3水力系統(tǒng)

現(xiàn)階段在新疆水位不穩(wěn)定的情況下一般會出現(xiàn)水淹廠房；上庫水位太高、太低；下庫水位太高、太低；上庫進水口閘門異常下滑或誤關閉；下庫進出水口閘門（尾水閘門）異常下滑或誤關閉；上、下庫進出水口閘門欄污柵堵塞。所以針對這些情況，通常檢查浮子開關是否完好，有沒有跳機。如果在運作的過程中出現(xiàn)這些情況，要申請停機，重新運行。

結語：抽水蓄能電站機組保護是抽水蓄能電廠保護中至關重要的組成部分。同時它又是最牽動維護人員的神經(jīng)核心的內容。由于抽水蓄能機組大多進口，技術大多為外國技術，這就為現(xiàn)階段新疆的水機機組運作帶來了很多先進的技術理念。保障機電設備可靠?，F(xiàn)階段建設單位應根據(jù)抽水蓄能電站建設條件，選擇安全可靠、運行靈活、經(jīng)濟合理的機電設備。鼓勵新疆機電設備自主化。設備制造企業(yè)應加強制造質量控制體系建設，建立健全內部質檢機構，不斷改進質量控制措施。監(jiān)造單位應按照有關法律法規(guī)、技術標準和設計文件要求，認真開展設備監(jiān)造工作。施工單位應嚴格按照設計文件和技術標準進行機電設備安裝，加強質量控制和質量檢查。為我國西部發(fā)展做進一步的規(guī)劃。

參考文獻：

[1]徐珂，孫蓉.沙河抽水蓄能發(fā)電有限公司[J].西北：2 號機組勵磁系統(tǒng)PSS 參數(shù)整定試驗報告，2012

[2]郭玲.新疆阜康抽水蓄能電站正式啟動建設 [J].烏魯木齊：烏魯木齊晚報，2013.7.16

[3]肖才.關于抽水蓄能電站的若干問題[J].工程科技，2013.5.25