淺談向家壩水電站機(jī)組調(diào)試及流程優(yōu)化

羅　維，劉　凱（中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)公司,四川 宜賓 644612）

淺談向家壩水電站機(jī)組調(diào)試及流程優(yōu)化

羅維，劉凱
（中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)公司,四川 宜賓 644612）

摘要：介紹了向家壩水電站啟動(dòng)調(diào)試項(xiàng)目和管理經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)探討調(diào)試過(guò)程中試驗(yàn)項(xiàng)目的流程優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：向家壩；水電站；水電機(jī)組；有水調(diào)試；項(xiàng)目流程

0　引言

水電作為廉價(jià)、環(huán)保的電力供應(yīng)逐漸成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可或缺的助力，而潛力巨大的西南水利水電開發(fā)則是勢(shì)在必行的能源工程。西南水利中的大型水電站正在不斷崛起，然而，在水電站管理系統(tǒng)中，不同水電站的機(jī)組調(diào)試管理存在差異，筆者以向家壩水電站工程為例，對(duì)水電站機(jī)組調(diào)試管理進(jìn)行探索討論，希望能給予相關(guān)專業(yè)以借鑒。

向家壩水電站由中國(guó)長(zhǎng)江三峽有限公司建設(shè)，是金沙江水電基地下游4級(jí)開發(fā)中的最末一個(gè)梯級(jí)電站。樞紐工程由混凝土重力壩、右岸地下廠房及左岸壩后廠房、通航建筑物和兩岸灌溉取水口組成。

左岸電站為壩后式廠房，右岸電站為地下式廠房，各設(shè)計(jì)安裝4臺(tái)混流式機(jī)組。工程已安裝8臺(tái)80萬(wàn)kW水輪發(fā)電機(jī)，單機(jī)容量目前世界最大，發(fā)電機(jī)出口電壓右岸為23 kV，左岸為20 kV，發(fā)電機(jī)至變壓器組合采用單元接線，每臺(tái)機(jī)組均裝設(shè)發(fā)電機(jī)出口斷路器，GIS 500 kV GIS側(cè)進(jìn)線4回，出線2回，采用3串3/2斷路器接線方式。左右岸各通過(guò)2回交流500 kV一級(jí)電壓接入系統(tǒng)。

1　機(jī)組調(diào)試管理

水電站機(jī)組調(diào)試工作是機(jī)組安裝的核心階段，是對(duì)機(jī)組制造質(zhì)量驗(yàn)證和安裝質(zhì)量最終檢驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)。其基本任務(wù)是使安裝機(jī)組安全、順利地完成所有設(shè)備聯(lián)合運(yùn)行并移交生產(chǎn)，是電站安全運(yùn)行和生產(chǎn)效益的重要保證。

向家壩水電站機(jī)組按照《向家壩機(jī)組啟動(dòng)試運(yùn)行調(diào)試方案》進(jìn)行的調(diào)試。本文主要介紹左岸哈爾濱電機(jī)廠4臺(tái)機(jī)組有水調(diào)試過(guò)程，調(diào)試順序?yàn)?號(hào)機(jī)至4號(hào)機(jī)依次進(jìn)行。以1號(hào)機(jī)為例，主要調(diào)試項(xiàng)目和步驟如下：

機(jī)組充水試驗(yàn)→技術(shù)供水系統(tǒng)有水調(diào)試→機(jī)組首次啟動(dòng)和軸承溫升試驗(yàn)→機(jī)組過(guò)速試驗(yàn)及機(jī)組自動(dòng)開停機(jī)試驗(yàn)→機(jī)組發(fā)電機(jī)升流及發(fā)電機(jī)短路特性試驗(yàn)→機(jī)組發(fā)電機(jī)單相接地及升壓試驗(yàn)→機(jī)組帶主變升流及主變單相接地試驗(yàn)→機(jī)組廠高變升流試驗(yàn)→發(fā)變組短路熱穩(wěn)定試驗(yàn)→機(jī)組調(diào)速器空載試驗(yàn)→機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)空載試驗(yàn)→機(jī)組電源切換試驗(yàn)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控試驗(yàn)機(jī)組與開關(guān)站聯(lián)動(dòng)、安穩(wěn)裝置切機(jī)及主變壓器沖擊合閘試驗(yàn)→機(jī)組發(fā)變組保護(hù)與500 kV開關(guān)站聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)→機(jī)組主變沖擊合閘試驗(yàn)→機(jī)組同期并網(wǎng)、帶負(fù)荷甩負(fù)荷試驗(yàn)→機(jī)組負(fù)荷下調(diào)速器試驗(yàn)、低油壓事故停機(jī)試驗(yàn)→機(jī)組負(fù)荷下勵(lì)磁試驗(yàn)、PSS試驗(yàn)、進(jìn)相試驗(yàn)→機(jī)組負(fù)荷下熱穩(wěn)定試驗(yàn)、動(dòng)水落門試驗(yàn)→機(jī)組一次調(diào)頻特性測(cè)試試驗(yàn)→72 h試運(yùn)行。

2　機(jī)組調(diào)試主要試驗(yàn)項(xiàng)目及目的

2.1機(jī)組充水試驗(yàn)

2.1.1機(jī)組尾水充水試驗(yàn)

機(jī)組尾水管充水，檢查低于尾水位以下水工建筑、機(jī)組各部滲漏水情況；檢查各水壓儀表、傳感器工作情況；為機(jī)組有水調(diào)試做準(zhǔn)備。

2.1.2機(jī)組壓力鋼管及蝸殼充水試驗(yàn)

機(jī)組壓力鋼管及蝸殼充水，檢查機(jī)組各部滲、漏水情況；檢查各水壓儀表、傳感器工作情況。

2.1.3機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)充水、調(diào)整及切換試驗(yàn)

進(jìn)行機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)充水，檢查各部滲、漏水情況；檢查各水壓儀表、流量計(jì)工作情況；檢查濾水器、減壓閥工作情況；檢查各閥門動(dòng)作情況。

2.2機(jī)組首次啟動(dòng)和初步軸承溫升試驗(yàn)

進(jìn)行機(jī)組首次手動(dòng)開機(jī)試驗(yàn)，檢查機(jī)組安裝質(zhì)量、檢查轉(zhuǎn)動(dòng)部分與固定部分間隙，檢驗(yàn)軸瓦間隙是否滿足要求，軸瓦溫升是否均勻，檢查各溫度傳感器、自動(dòng)裝置、水機(jī)保護(hù)裝置、控制回路正常工作情況。

2.3機(jī)組軸承溫升試驗(yàn)及過(guò)速試驗(yàn)

檢查機(jī)組各部安裝質(zhì)量，檢查各部瓦溫是否均勻、正常，檢驗(yàn)過(guò)速保護(hù)動(dòng)作定值，考察機(jī)組過(guò)速變化是否正常，達(dá)到全面檢查機(jī)械安裝制造質(zhì)量的目的。

2.4機(jī)組自動(dòng)開停機(jī)試驗(yàn)

檢查監(jiān)控系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)以及其他自動(dòng)化設(shè)備是否能遠(yuǎn)方正確可靠動(dòng)作。

2.5機(jī)組發(fā)電機(jī)升流及發(fā)電機(jī)短路特性試驗(yàn)

檢查勵(lì)磁系統(tǒng)功能、發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子繞組、CT回路以及發(fā)電機(jī)電流保護(hù)是否正確可靠。此試驗(yàn)項(xiàng)目需在檢查機(jī)械過(guò)速試驗(yàn)后磁極正常，定子繞組耐壓通過(guò)或絕緣達(dá)到基本要求后進(jìn)行。

2.6機(jī)組發(fā)電機(jī)單相接地及升壓試驗(yàn)

檢查發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子繞組及封閉母線有無(wú)異常，PT回路正確性以及發(fā)電機(jī)相關(guān)電壓保護(hù)是否正確可靠。檢驗(yàn)記錄發(fā)電機(jī)空載特性及發(fā)電機(jī)空載滅磁特性是否合格。

2.7機(jī)組帶主變和廠高變升流及主變單相接地試驗(yàn)

檢查主變壓器設(shè)備、CT回路、發(fā)電機(jī)和主變電流保護(hù)是否正確可靠。

2.8機(jī)組廠高變升流試驗(yàn)

用一次電流檢查廠高變CT二次回路的完好性、正確性和對(duì)稱性；并校驗(yàn)相關(guān)保護(hù)的正確性。

2.9機(jī)組主變及廠高變升壓試驗(yàn)

檢查變壓器及廠高變繞組回路、PT回路以及主變升壓過(guò)程中溫度、噪聲變化情況。檢查發(fā)電機(jī)、變壓器、廠高變有無(wú)故障及設(shè)備絕緣情況。

2.10發(fā)變組短路熱穩(wěn)定試驗(yàn)

檢查發(fā)電機(jī)、封閉母線、主變額定電流下熱穩(wěn)定性是否滿足要求。

2.11機(jī)組調(diào)速器空載試驗(yàn)

空載試驗(yàn)分空載擾動(dòng)試驗(yàn)和空載穩(wěn)定試驗(yàn)，空載擾動(dòng)試驗(yàn)?zāi)康模菧y(cè)量水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，選擇優(yōu)化的調(diào)節(jié)參數(shù)，使得調(diào)速器在調(diào)節(jié)過(guò)程中既滿足動(dòng)態(tài)穩(wěn)定指標(biāo)，又滿足調(diào)節(jié)過(guò)程中的速動(dòng)性的要求。穩(wěn)定試驗(yàn)分為手動(dòng)穩(wěn)定和自動(dòng)穩(wěn)定試驗(yàn)。

2.12機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)空載試驗(yàn)

檢查并調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)，檢驗(yàn)勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力、抗擾動(dòng)能力、響應(yīng)速度，和勵(lì)磁相關(guān)功能正確性。

2.13機(jī)組電源切換試驗(yàn)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控試驗(yàn)

檢查機(jī)組電源冗余系統(tǒng)，檢驗(yàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)功能以及自動(dòng)控制流程。

2.14機(jī)組與開關(guān)站聯(lián)動(dòng)、安穩(wěn)裝置切機(jī)主變壓器沖

擊合閘試驗(yàn)

檢查安穩(wěn)裝置對(duì)號(hào)機(jī)組切機(jī)邏輯的正確性。檢查變壓器絕緣強(qiáng)度能否承受全電壓沖擊。

2.15主變壓器沖擊合閘試驗(yàn)

檢查變壓器絕緣強(qiáng)度能否承受全電壓沖擊。并考核變壓器的機(jī)械強(qiáng)度能否承受勵(lì)磁涌流的電動(dòng)力，同時(shí)考核勵(lì)磁涌流衰減初期能否造成繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作。

2.16機(jī)組發(fā)變組保護(hù)與500 kV開關(guān)站聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)

檢驗(yàn)發(fā)變組保護(hù)與500 kV GIS斷路器保護(hù)之間出口跳閘傳動(dòng)的正確性、可靠性。

2.17機(jī)組同期并網(wǎng)、帶負(fù)荷甩負(fù)荷試驗(yàn)

檢查機(jī)組出口開關(guān)同期回路，考察機(jī)組帶負(fù)荷能力，甩負(fù)荷后調(diào)速器調(diào)節(jié)能力

2.18機(jī)組負(fù)荷下調(diào)速器試驗(yàn)、低油壓事故停機(jī)試驗(yàn)

機(jī)組在帶負(fù)荷情況下，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況增加或減少機(jī)組負(fù)荷，通過(guò)對(duì)機(jī)組所帶負(fù)荷擾動(dòng)后的調(diào)節(jié)過(guò)程的觀察和分析，找出可能達(dá)到的優(yōu)選調(diào)節(jié)過(guò)程，從而選擇帶負(fù)荷時(shí)的優(yōu)選調(diào)節(jié)參數(shù)，以滿足在帶負(fù)荷過(guò)程中對(duì)調(diào)速系統(tǒng)速動(dòng)性和穩(wěn)定性的要求。

2.19機(jī)組負(fù)荷下勵(lì)磁試驗(yàn)、PSS試驗(yàn)、進(jìn)相試驗(yàn)

檢查機(jī)組帶負(fù)荷下勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)響應(yīng)特性，修訂勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)參數(shù)。檢查發(fā)電機(jī)進(jìn)相工況時(shí)有無(wú)異常的溫度升高、所帶廠用有無(wú)異常的低電壓、機(jī)組有無(wú)異常振動(dòng)等，判斷機(jī)組能否作為系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)手段。

2.20機(jī)組負(fù)荷下熱穩(wěn)定試驗(yàn)、動(dòng)水落門試驗(yàn)

檢查帶負(fù)荷下軸瓦、發(fā)電機(jī)組、變壓器、封閉母線、GIS等設(shè)備的熱穩(wěn)定性，考察機(jī)組連續(xù)運(yùn)行能力。

2.21機(jī)組一次調(diào)頻特性測(cè)試試驗(yàn)

驗(yàn)證水輪機(jī)機(jī)組的一次調(diào)頻邏輯，考察機(jī)組參與電網(wǎng)的一次調(diào)頻特性。

2.22機(jī)組AGC/AVC試驗(yàn)

檢測(cè)在2臺(tái)及多臺(tái)機(jī)組同時(shí)工作的情況下給定總無(wú)功、總有功，機(jī)組自動(dòng)調(diào)節(jié)無(wú)功、有功的功能。

2.23機(jī)組72 h試運(yùn)行

檢查機(jī)組在并網(wǎng)條件下連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的能力。

3　向家壩左岸1號(hào)機(jī)組及4號(hào)機(jī)組調(diào)試流程甘特圖

甘特圖中淺色線段代表計(jì)劃所需時(shí)間，深色線段代表實(shí)際花費(fèi)時(shí)間，連接箭頭代表試驗(yàn)項(xiàng)目的關(guān)聯(lián)，見(jiàn)圖1及圖2。

4　試驗(yàn)項(xiàng)目流程優(yōu)化

4.1試驗(yàn)順序的合理安排

鑒于以往機(jī)組調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)專業(yè)調(diào)試指揮人員,在實(shí)際調(diào)試過(guò)程中考慮部分試驗(yàn)類型不同、相互干擾因素較小，將此類試驗(yàn)并列進(jìn)行。如將負(fù)荷下振動(dòng)區(qū)測(cè)試試驗(yàn)與負(fù)荷下勵(lì)磁試驗(yàn)、PSS試驗(yàn)并列進(jìn)行，大大加快工作進(jìn)度。

4.2試驗(yàn)耗時(shí)情況合理把握

在4號(hào)機(jī)組調(diào)試過(guò)程中鑒于以往試驗(yàn)實(shí)際所需時(shí)間，將部分試驗(yàn)統(tǒng)籌規(guī)劃，縮短工期。如機(jī)組同期并網(wǎng)、帶負(fù)荷、甩負(fù)荷試驗(yàn)；負(fù)荷下調(diào)速器試驗(yàn)；負(fù)荷下振動(dòng)區(qū)測(cè)試試驗(yàn)；負(fù)荷下勵(lì)磁試驗(yàn)；進(jìn)相試驗(yàn)；負(fù)荷下熱穩(wěn)定試驗(yàn)；動(dòng)水落門試驗(yàn)。由1號(hào)機(jī)完成上述試驗(yàn)的3天合并為1天完成。

4.3試驗(yàn)時(shí)間段的合理安排

在機(jī)組調(diào)試中部分試驗(yàn)耗時(shí)較長(zhǎng)，試驗(yàn)工況較為簡(jiǎn)單，依照其試驗(yàn)特性，合理安排時(shí)間段，提高工作效率。如將發(fā)變組短路熱穩(wěn)定試驗(yàn)安排至夜間進(jìn)行，以便更好檢查巡視發(fā)變組在短路穩(wěn)定時(shí)的發(fā)熱和漏磁情況。

圖1　向家壩左岸1號(hào)機(jī)組調(diào)試甘特圖

圖2　向家壩左岸4號(hào)機(jī)組調(diào)試甘特圖

4.4靈活調(diào)整涉網(wǎng)試驗(yàn)與非涉網(wǎng)試驗(yàn)

調(diào)試過(guò)程中的涉網(wǎng)試驗(yàn)需要配合區(qū)域電網(wǎng)調(diào)度及國(guó)家電網(wǎng)調(diào)度，而網(wǎng)調(diào)、國(guó)調(diào)所批準(zhǔn)時(shí)間段可能會(huì)影響部分試驗(yàn)計(jì)劃開始、完成時(shí)間，從而增加工期。機(jī)組調(diào)試中應(yīng)充分考慮網(wǎng)調(diào)及國(guó)調(diào)所批準(zhǔn)時(shí)間段，可在其間合理安排非涉網(wǎng)試驗(yàn)，并優(yōu)化銜接過(guò)程，達(dá)到不影響工期，保證試驗(yàn)項(xiàng)目的順利完成。

4.5合理利用機(jī)組檢修時(shí)間

對(duì)新投入調(diào)試的機(jī)組，調(diào)試過(guò)程中難免發(fā)生故障缺陷，經(jīng)專業(yè)試驗(yàn)團(tuán)隊(duì)決策分析后，對(duì)于不影響后續(xù)試驗(yàn)的問(wèn)題，可在停機(jī)檢修時(shí)集中處理，提高時(shí)間利用率。

5　結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)向家壩水電站4臺(tái)機(jī)組的陸續(xù)調(diào)試投產(chǎn)，此試驗(yàn)流程的調(diào)試管理經(jīng)驗(yàn)已驗(yàn)證，確實(shí)能優(yōu)化試驗(yàn)管理，縮短調(diào)試進(jìn)度。

參考文獻(xiàn)：

[1]DL 507-2002.水輪發(fā)電機(jī)組起動(dòng)試驗(yàn)規(guī)程[S]. [2]GB50150-2006.電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)[S].

中圖分類號(hào)：TM732

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-5387（2015）02-0033-04

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.02.009

收稿日期：2014-09-19

作者簡(jiǎn)介：羅維（1989-），男，助理工程師，從事水電站電氣安裝與調(diào)試監(jiān)理工作。