水利工程論文-提高三峽機(jī)組運(yùn)行可靠性的途徑.doc

水利工程論文-提高三峽機(jī)組運(yùn)行可靠性的途徑摘要：2003年7月三峽機(jī)組順利投產(chǎn)，極大地緩解了全國(guó)的“電荒”局面。然而，機(jī)組投產(chǎn)初期運(yùn)行可靠性較低，強(qiáng)迫停運(yùn)次數(shù)較多，給電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行造成了一定的影響。經(jīng)分析，三峽主機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，造成強(qiáng)迫停機(jī)的主要原因是機(jī)組輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理、自動(dòng)化元器件故障率高等。針對(duì)這一問(wèn)題，三峽工程的運(yùn)行和技術(shù)管理人員提出并實(shí)施了60余項(xiàng)反事故技改措施，優(yōu)化、完善了機(jī)組保護(hù)和控制邏輯，有效地提高了機(jī)組運(yùn)行可靠性。關(guān)鍵詞：三峽機(jī)組可靠性分析1背景2003年7月10日，三峽左岸電站首臺(tái)機(jī)組并網(wǎng)投產(chǎn)發(fā)電，在半年時(shí)間內(nèi)有6臺(tái)單機(jī)容量為70萬(wàn)kW的水輪發(fā)電機(jī)組相繼投產(chǎn)，創(chuàng)造了裝機(jī)投產(chǎn)速度的世界之最。三峽機(jī)組的投產(chǎn)對(duì)全國(guó)電力短缺無(wú)疑是及時(shí)雨，投產(chǎn)當(dāng)年發(fā)電量達(dá)到86億kW?h，極大地緩解了“電荒”局面。然而，與所有新投產(chǎn)電廠一樣，機(jī)組進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行期有一個(gè)過(guò)程，在此階段機(jī)組相繼出現(xiàn)了多次強(qiáng)迫停運(yùn)，運(yùn)行可靠性較低。由于三峽機(jī)組是我國(guó)首次從國(guó)外引進(jìn)的70萬(wàn)kW水輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量大，一旦故障停運(yùn)對(duì)系統(tǒng)影響大，加之三峽工程長(zhǎng)期受到人們的關(guān)注，因此其機(jī)組運(yùn)行可靠性一度成為各界關(guān)心的問(wèn)題。針對(duì)機(jī)組投運(yùn)初期運(yùn)行可靠性低的問(wèn)題，三峽電廠在外方和安裝單位的配合下，在半年的時(shí)間內(nèi)提出并實(shí)施了60余項(xiàng)反事故技改措施，優(yōu)化、完善了機(jī)組保護(hù)和控制邏輯，有效地提高了機(jī)組運(yùn)行可靠性，機(jī)組強(qiáng)迫停運(yùn)次數(shù)從2003年初始的0.7次/臺(tái)月下降到2004年0.13次/臺(tái)月。2三峽機(jī)組運(yùn)行可靠性狀況及強(qiáng)迫停運(yùn)原因分析三峽機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)強(qiáng)迫停運(yùn)26次，2003年半年內(nèi)強(qiáng)迫停運(yùn)16臺(tái)次，2004年前10個(gè)月強(qiáng)迫停運(yùn)10臺(tái)次。造成強(qiáng)迫停運(yùn)的原因主要可歸納為以下幾類。2.1設(shè)備或自動(dòng)化元器件故障造成停機(jī)新設(shè)備或器件故障是造成停機(jī)的主要原因，14臺(tái)次的強(qiáng)迫停運(yùn)全部由機(jī)組輔助設(shè)備、自動(dòng)化元器件失效引起。自動(dòng)化控制、檢測(cè)元件故障。5次機(jī)組強(qiáng)迫停運(yùn)由自動(dòng)化控制、檢測(cè)元件故障引起，主要故障點(diǎn)集中在：油位傳感器電源模件、密封水測(cè)溫電阻、局放檢測(cè)裝置測(cè)量電容、接力器鎖錠接點(diǎn)、低油壓傳感器；自動(dòng)裝置內(nèi)模板損壞。3次機(jī)組強(qiáng)迫停運(yùn)由監(jiān)控系統(tǒng)、勵(lì)磁裝置、繼電保護(hù)裝置模板損壞引起；自動(dòng)裝置制造工藝問(wèn)題。5號(hào)機(jī)調(diào)速器盤因內(nèi)部48V電源線配線工藝不良，在機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)中震動(dòng)引起端子接觸不良，調(diào)速器開(kāi)機(jī)令繼電器自保持回路失電，調(diào)速器快速關(guān)閉導(dǎo)葉造成停機(jī)，該故障引起機(jī)組強(qiáng)迫停運(yùn)22次；定子冷卻系統(tǒng)純水泵故障。三峽機(jī)組定子線棒采用純水強(qiáng)迫循環(huán)冷卻方式，兩臺(tái)純水泵，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，兩泵全部停運(yùn)時(shí)機(jī)組停機(jī)。雖然由此引起的機(jī)組強(qiáng)迫停運(yùn)僅有次，但是電磁型純水泵故障率極高，從機(jī)組調(diào)試至今已有十多臺(tái)損壞，機(jī)組投產(chǎn)后多次停機(jī)消缺。三峽是國(guó)內(nèi)首家使用75kW電磁泵的電廠，國(guó)外實(shí)例也很少見(jiàn)，電磁泵軸承燒壞的機(jī)理還在進(jìn)一步研究中；設(shè)備損壞。2004年7月26日，11號(hào)機(jī)組交接并網(wǎng)運(yùn)行后約2小時(shí)勵(lì)磁變B相著火，變壓器溫度保護(hù)動(dòng)作停機(jī)，經(jīng)查，故障由低壓側(cè)匝間短路引起。三峽機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)僅發(fā)生這一次高壓設(shè)備故障；4F大軸絕緣降低，絕緣監(jiān)視保護(hù)動(dòng)作跳閘停機(jī)。2.2安裝、調(diào)試質(zhì)量問(wèn)題造成強(qiáng)迫停機(jī)安裝、調(diào)試質(zhì)量問(wèn)題表現(xiàn)在：電流互感器極性接反，兩次引起繼電保護(hù)誤動(dòng)停機(jī)3臺(tái)次；調(diào)速器主接力器位移傳感器安裝不牢固，造成機(jī)組溜負(fù)荷保護(hù)出口跳閘停機(jī)1次；調(diào)速器接力器鎖錠接點(diǎn)安裝不良，運(yùn)行中抖動(dòng)，使調(diào)速器開(kāi)機(jī)令復(fù)歸，機(jī)組解列停機(jī)1次。2.3機(jī)組輔助設(shè)備電源問(wèn)題造成強(qiáng)迫停機(jī)機(jī)組輔助設(shè)備電源問(wèn)題主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是機(jī)組輔助設(shè)備供電可靠性低。三峽電站廠用電來(lái)自于機(jī)組自供電和廠外施工電源，機(jī)組從3號(hào)機(jī)組開(kāi)始僅單號(hào)機(jī)配置有廠用變壓器，投產(chǎn)初期機(jī)組較少?gòu)S用電系統(tǒng)并未形成，因此只能依靠外部施工電源作為主供電源，而三峽電站地處多雷區(qū)，施工電源覆蓋面廣，接線復(fù)雜，可靠性較低，倒換頻繁，因而極易引起組輔助設(shè)備失電。2003年8月24日，雷擊造成三峽壩區(qū)施工電源跳閘，造成三峽首批投產(chǎn)的4臺(tái)機(jī)組相繼停機(jī)，全站停電。二是機(jī)組輔助設(shè)備對(duì)電源的適應(yīng)性差。在一路交流電源消失、或短時(shí)消失又恢復(fù)后裝置不能正常工作。存在上述問(wèn)題的輔助系統(tǒng)有：純水系統(tǒng)；壓油裝置；推導(dǎo)軸承和水導(dǎo)軸承外循環(huán)油泵裝置；其他現(xiàn)地控制/測(cè)量設(shè)備。造成輔助設(shè)備對(duì)電源的適應(yīng)性差的原因在于輔助設(shè)備電源設(shè)計(jì)存在以下缺陷：輔助設(shè)備控制電源采用單電源設(shè)計(jì)，或雙輸入電源但不能實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)切換，或雙輸入電源但至弱電的變換裝置共用，一旦失電則其“開(kāi)機(jī)令”自保持返回，使被控動(dòng)力設(shè)備停運(yùn)；在動(dòng)力電源消失控制裝置在發(fā)出故障報(bào)警的同時(shí)閉鎖了動(dòng)力設(shè)備的運(yùn)行，以致在動(dòng)力電源恢復(fù)后不能自動(dòng)啟動(dòng)，除非人為現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)故障。例如，ALSTOM機(jī)組水導(dǎo)瓦采用外循環(huán)油泵冷卻，油泵控制裝置采用雙交流輸入、單220V/48V變換裝置，2003年9月9日在進(jìn)行廠用電倒換時(shí)，6號(hào)機(jī)組水導(dǎo)瓦循環(huán)油泵控制電源220V/48V變換裝置強(qiáng)電側(cè)開(kāi)關(guān)受沖擊跳閘，油泵“開(kāi)機(jī)令”自保持返回，油泵停運(yùn)，造成水導(dǎo)瓦過(guò)熱燒損，機(jī)組停機(jī)。2.4水機(jī)保護(hù)、控制邏輯缺陷造成強(qiáng)迫停機(jī)水機(jī)保護(hù)、控制邏輯缺陷主要表現(xiàn)在：按無(wú)人值班設(shè)計(jì)，停機(jī)條件過(guò)多，對(duì)設(shè)備故障的邏輯判斷不充分，也未給運(yùn)行人員進(jìn)一步判斷故障留下余地；利用溫度、液位、壓力等非電量停機(jī)的控制邏輯未考慮閉鎖或足夠的延時(shí)，而非電量極易波動(dòng)，傳感器易損壞；出于保護(hù)設(shè)備的理念，在動(dòng)力電源消失使控制裝置在發(fā)出故障報(bào)警的同時(shí)閉鎖了動(dòng)力設(shè)備的運(yùn)行，以致在動(dòng)力電源恢復(fù)后不能自動(dòng)啟動(dòng)，造成停機(jī)。3提高三峽機(jī)組運(yùn)行可靠性的措施為提高三峽機(jī)組運(yùn)行的可靠性，中國(guó)三峽總公司和三峽電廠采取了一系列的組織措施和技術(shù)措施。三峽總公司加強(qiáng)了設(shè)備制造監(jiān)理、出廠驗(yàn)收、安裝調(diào)試質(zhì)量的控制，在安裝單位和三峽電廠同時(shí)開(kāi)展“首穩(wěn)百日”活動(dòng)。三峽電廠先后提出了10個(gè)方面共計(jì)60余條反事故技術(shù)改進(jìn)措施，相繼對(duì)投產(chǎn)機(jī)組上進(jìn)行整改。對(duì)后續(xù)投產(chǎn)的機(jī)組，三峽總公司組織安裝單位將整改項(xiàng)目落實(shí)到安裝調(diào)試過(guò)程中，并要求三峽電廠對(duì)這些整改項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)收。所采取的主要技術(shù)措施可歸納為如下3大類。3.1完善輔助系統(tǒng)在電源控制、切換、監(jiān)視等方面的功能修改純水系統(tǒng)的PLC程序，滿足運(yùn)行泵失電后，備用泵自啟動(dòng)的要求，并對(duì)雙泵切換延時(shí)及全停定值修改；對(duì)純水系統(tǒng)增加電源監(jiān)視繼電器，失電報(bào)警；修改PLC程序，使之保持開(kāi)機(jī)令，在電源恢復(fù)時(shí)自啟動(dòng)水泵；修改純水系統(tǒng)PLC程序，使掉電時(shí)恢復(fù)馬達(dá)的Y型接線，防止來(lái)電時(shí)三角形啟動(dòng)；對(duì)純水系統(tǒng)加裝軟啟動(dòng)器；修改油泵控制PLC程序，使電源失電再恢復(fù)后自啟動(dòng)油泵；將VGS推導(dǎo)外循環(huán)油泵控制PLC電源保險(xiǎn)改為空氣開(kāi)關(guān)，并增加一路直流220V電源，將原兩路交流電源改成雙直流同時(shí)供電；將VGS水