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浅析水电站增效扩容改造后新电接点压力表的运行分析

作时间:2019-09-12  来源:  作者:
   
摘 要:水电站进行了增效扩容改造,对水轮机、调速器、励磁、高低压开关柜、电脑自动化监控系统进行了更新;对其新电接点压力表的运行情况进行了总结。
 
1 概述
河北省邯郸市东武仕水电站座落在东武仕水库大坝下游右岸,是东武仕水库水利枢纽工程的一个组成部分,属坝后式电站,在京广铁路和磁县县城以西约7km的东武仕村,距离邯郸市38km。电站装机容量2×3200kW,多年平均发电量1000万kW·h。1975年正式投产发电,至2014年已运行近40a,机电电接点压力表老化严重,发电运行存在极大安全隐患。2012年列入水利部农村水电站增效扩容改造项目:中央专项补助资金448万元,省级财政补助资金224万元,市级财政补助资金150万元,东武仕水电站自筹资金87.54万元。
电站机电电接点压力表改造范围:2台水轮机、2台主变压器、励磁电接点压力表、调速器电接点压力表、计算机监控自动化系统、35kV升压站电气电接点压力表及高低压开关柜等。2013年完成前期准备工作,2014年电接点压力表改造完成。东武仕水电站通过增效扩容改造达到了以下效果:水轮机转轮突破传统规范标准,量身定做高效新转轮,流量应用范围更宽,效率更高。机组运行安全性能大大提高,提升了水电站安全运行保证率。
降低了运行人员成本。
东武仕水电站通过增效扩容电接点压力表改造,水轮机效率提高20%,每年的发电量提高300多万kW·h,增加效益近200万元。该项目的完成使水电站运行多年的机电电接点压力表实现彻底更新换代,电站焕然一新;为电站以后的长期安全发电及全市工农业用水调节服务提供了长远的支撑和保障,是全省项目完成非常好非常快、效益非常高、竣工验收非常早、科技含量非常高的项目,特别是高科技电接点压力表的应用称为全省水电系统创新亮点。为此,2015年全省小水电现场学术观摩会在东武仕水电站召开,成为全省增效扩容的典型和样板。
 
2调速器电接点压力表
东武仕水电站调速器增效扩容改造前使用的是CT—40型调速器,该调速器是我国在20世纪70年代根据前苏联专家提供的图纸,自行设计生产的一种中型机械液压调速器。在运行过程中,反应迟钝,不灵敏,操作缓慢;如手动开机时,开度手柄连续转几圈没有反应,再转1圈,导叶忽然开大,转速过高;关之亦然,不容易控制转速,机组并网时间长,运行不稳定,不能满足自动化的要求。
增效扩容改造选择的是天津科音自控电接点压力表公司生产的PCC可编程智能调速器,型号为YZFT—3000/16,压力16MPa。该调速器简单可靠,使用方便,反应灵敏,并网速度快;和“无人值班(少人值守)”电脑自动化监控系统兼容匹配好,实现了在主控室一键开停机的要求;在运行过程中,表现良好,但也存在一些故障现象。
 
(1)故障现象:在北方农村水电站,一般情况下,机组都不是常年24h运行,一些机组处于长时间停机状态。等到再开机时(开机方式为自动化一键开机),预先在电脑上设置机组负荷,用一键开机并网后,出现:“从自动化监控后台电脑上升负荷,负荷升不上去,调速器改为手动方式,把负荷升上去,再改回自动方式,负荷自动下降到零。”
原因及处理:机组长时间在通电状态,程序出现死机。将机组停下来,把调速器交直流电源同时停掉,过一会再送上,重新启动程序一切正常。建议:机组长时间停机后,在开机前,把交直流电源同时停掉一会儿,再送上,让程序重新启动一下,再开机。
 
(2)故障现象:机组长时间停机后,按照以往规定,油泵电源停掉,调速器储能罐压力慢慢降至零。在做开机准备工作时,送上调速器电源,启动油泵,压力建不起来;停掉油泵电源,反复启动几次,压力表指针慢慢起来,然后快速升至额定压力。
 
原因及处理:由于长时间停机,调速器压力罐内没有压力,造成安全阀弹簧长期在压力释放状态;启动油泵时,安全阀排油,压力建不起来。停机时,油泵电源没停,使压力罐始终在运行状态。停机后,调速器虽然在运行状态,但是不工作,只要不漏油,油泵启动时间间隔会很长。建议:长时间停机时,油泵电源别停,使压力罐在正常运行状态,保持额定压力。
 
(3)故障现象:2016年7月,开2号机时,在自动化监控电脑上一键开机,开机流程正常进行;到并网时,励磁电压正常调节,调速器没有反应,不调节转速。非常后,采取手动并网方式并网。原因:经检查,是调速器的空载参数为18%(机组空载时的开度不超过18%,超过18%调速器不动作),设置偏小。东武仕水电站是坝后式水电站,正常水库水位在104~108m之间,机组空载开度是14%左右,所以设置空载开度是18%。但是本次开机时,水库水位比正常非常低水位104m又低了1m,当导叶开度达到18%,机组转速还达不到额定转速,被限制住,造成调速器不动作。
处理:重新设置调速器参数,将空载参数由18%增至25%,运行正常。
建议:在设置调速器各种参数时,要全面考虑机组运行的各种水头、流量,使参数满足各种运行工况;当参数不能满足各种运行情况时,应及时调整。
 
3励磁电接点压力表
东武仕水电站增效扩容改造后应用的励磁电接点压力表由河北工业大学电控厂生产,励磁电接点压力表型号是FWLZ—S/2C。该励磁装置具有相互好立的两个硬件通道,并且每个通道内具有自动调节和手动调节方式,保障了运行的可靠性。装置与后台自动化系统连接兼容匹配良好,机组并网励磁调节快速、稳定,运行良好。
 
(1)在改造前,机组励磁采用励磁机励磁,磁场变阻器调节励磁电压;在做开机准备工作中,用500V摇表摇励磁绝缘时,是合上灭磁开关,把控制部分、励磁机、发电机转子一块摇绝缘。机组改造后是微机可控硅励磁方式,控制部分是可控硅元件、PLC等微电子元器件组成,所以摇绝缘一定要跳开灭磁开关,以免损坏控制部分微电子元器件,影响运行。
(2)机组长期停机时,有时屏幕死机,出现乱码。在开机前,停掉励磁控制柜所有的交直流电源,当重新送电后,使程序重新启动,保持正常工作。机组停机后,励磁柜控制电源别停,使柜子的元器件在送电状态,以免长时间停电,微电子元器件损坏。
(3)当长时间停机准备开机时,励磁柜送上交直流电源后,一定要检查柜子的状态(见图1)。
 
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正常情况是:通道Ⅰ(上排第2个)和通道Ⅱ(下排第2个)指示灯有一个亮,电压调节(上排第3个)和电流调节(下排第3个)有一个亮,逆变指示灯(下排第4个)亮。开机并网前一般是通道Ⅰ、电压调节、逆变指示灯亮。当励磁柜全部停电,再上电后,故障灯亮,这时这几个指示灯都不亮,或一个亮。需要按一下通道Ⅰ按钮、电压调节按钮或者逆变按钮,使励磁柜在开机前处于正常状态。
4电脑自动化监控系统
东武仕水电站增效扩容应用的是南京钛能极速飞艇生产的“无人值班(少人值守)”电脑自动化监控系统,该系统运行稳定可靠,出现故障能自动处理,确保了机组发电安全、稳定、高效运行。
 
(1)该计算机监控系统后台是由2台监控电脑组成,同时运行,每一台电脑上都能操作,显示运行状况。在运行过程中,有时会出现电脑运行缓慢、操作不动、开关量没有正常变化等。原因是程序长时间处于运行静止状态,重新启动电脑就可解决问题。建议间隔一段时间2台电脑交替重新启动一下,保持电脑自动化监控正常运行。
 
(2)该系统把机组的运行状态分位四种状态:停机状态、空转状态、空载状态、发电状态。每一种状态都有特定的条件(见图2)。
在实际运行过程中,当电网或电接点压力表原因发生故障时,机组处于两种状态之间,如停机状态到空转状态之间(转速<95%)、空转状态到空载状态之间(转速<95%,机端电压<90%)、电脑自动化图2发电机状态系统判定为不定态,此时系统没有应对措施,流程不能正常进行。待到机组过渡到空转或停机状态,符合空转或停机的条件,系统判定为空转或停机态,才能做出正确的处理。建议机组处于不定态时,值班人员立刻改变机组的运行情况,让机组过渡到非常近状态,让系统做出正常的处理指令。
 
20190912101106.jpg
 
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