浅谈向家坝水电站机组调试及流程优化

罗　维，刘　凯（中国长江三峡集团公司,四川 宜宾 644612）

浅谈向家坝水电站机组调试及流程优化

罗维，刘凯
（中国长江三峡集团公司,四川 宜宾 644612）

摘要：介绍了向家坝水电站启动调试项目和管理经验，同时探讨调试过程中试验项目的流程优化。

关键词：向家坝；水电站；水电机组；有水调试；项目流程

0　引言

水电作为廉价、环保的电力供应逐渐成为中国经济发展中不可或缺的助力，而潜力巨大的西南水利水电开发则是势在必行的能源工程。西南水利中的大型水电站正在不断崛起，然而，在水电站管理系统中，不同水电站的机组调试管理存在差异，笔者以向家坝水电站工程为例，对水电站机组调试管理进行探索讨论，希望能给予相关专业以借鉴。

向家坝水电站由中国长江三峡有限公司建设，是金沙江水电基地下游4级开发中的最末一个梯级电站。枢纽工程由混凝土重力坝、右岸地下厂房及左岸坝后厂房、通航建筑物和两岸灌溉取水口组成。

左岸电站为坝后式厂房，右岸电站为地下式厂房，各设计安装4台混流式机组。工程已安装8台80万kW水轮发电机，单机容量目前世界最大，发电机出口电压右岸为23 kV，左岸为20 kV，发电机至变压器组合采用单元接线，每台机组均装设发电机出口断路器，GIS 500 kV GIS侧进线4回，出线2回，采用3串3/2断路器接线方式。左右岸各通过2回交流500 kV一级电压接入系统。

1　机组调试管理

水电站机组调试工作是机组安装的核心阶段，是对机组制造质量验证和安装质量最终检验的重要环节。其基本任务是使安装机组安全、顺利地完成所有设备联合运行并移交生产，是电站安全运行和生产效益的重要保证。

向家坝水电站机组按照《向家坝机组启动试运行调试方案》进行的调试。本文主要介绍左岸哈尔滨电机厂4台机组有水调试过程，调试顺序为1号机至4号机依次进行。以1号机为例，主要调试项目和步骤如下：

机组充水试验→技术供水系统有水调试→机组首次启动和轴承温升试验→机组过速试验及机组自动开停机试验→机组发电机升流及发电机短路特性试验→机组发电机单相接地及升压试验→机组带主变升流及主变单相接地试验→机组厂高变升流试验→发变组短路热稳定试验→机组调速器空载试验→机组励磁系统空载试验→机组电源切换试验、计算机监控试验机组与开关站联动、安稳装置切机及主变压器冲击合闸试验→机组发变组保护与500 kV开关站联动试验→机组主变冲击合闸试验→机组同期并网、带负荷甩负荷试验→机组负荷下调速器试验、低油压事故停机试验→机组负荷下励磁试验、PSS试验、进相试验→机组负荷下热稳定试验、动水落门试验→机组一次调频特性测试试验→72 h试运行。

2　机组调试主要试验项目及目的

2.1机组充水试验

2.1.1机组尾水充水试验

机组尾水管充水，检查低于尾水位以下水工建筑、机组各部渗漏水情况；检查各水压仪表、传感器工作情况；为机组有水调试做准备。

2.1.2机组压力钢管及蜗壳充水试验

机组压力钢管及蜗壳充水，检查机组各部渗、漏水情况；检查各水压仪表、传感器工作情况。

2.1.3机组技术供水系统充水、调整及切换试验

进行机组技术供水系统充水，检查各部渗、漏水情况；检查各水压仪表、流量计工作情况；检查滤水器、减压阀工作情况；检查各阀门动作情况。

2.2机组首次启动和初步轴承温升试验

进行机组首次手动开机试验，检查机组安装质量、检查转动部分与固定部分间隙，检验轴瓦间隙是否满足要求，轴瓦温升是否均匀，检查各温度传感器、自动装置、水机保护装置、控制回路正常工作情况。

2.3机组轴承温升试验及过速试验

检查机组各部安装质量，检查各部瓦温是否均匀、正常，检验过速保护动作定值，考察机组过速变化是否正常，达到全面检查机械安装制造质量的目的。

2.4机组自动开停机试验

检查监控系统、调速系统以及其他自动化设备是否能远方正确可靠动作。

2.5机组发电机升流及发电机短路特性试验

检查励磁系统功能、发电机定转子绕组、CT回路以及发电机电流保护是否正确可靠。此试验项目需在检查机械过速试验后磁极正常，定子绕组耐压通过或绝缘达到基本要求后进行。

2.6机组发电机单相接地及升压试验

检查发电机定转子绕组及封闭母线有无异常，PT回路正确性以及发电机相关电压保护是否正确可靠。检验记录发电机空载特性及发电机空载灭磁特性是否合格。

2.7机组带主变和厂高变升流及主变单相接地试验

检查主变压器设备、CT回路、发电机和主变电流保护是否正确可靠。

2.8机组厂高变升流试验

用一次电流检查厂高变CT二次回路的完好性、正确性和对称性；并校验相关保护的正确性。

2.9机组主变及厂高变升压试验

检查变压器及厂高变绕组回路、PT回路以及主变升压过程中温度、噪声变化情况。检查发电机、变压器、厂高变有无故障及设备绝缘情况。

2.10发变组短路热稳定试验

检查发电机、封闭母线、主变额定电流下热稳定性是否满足要求。

2.11机组调速器空载试验

空载试验分空载扰动试验和空载稳定试验，空载扰动试验目的，是测量水轮机调节系统的动态特性，选择优化的调节参数，使得调速器在调节过程中既满足动态稳定指标，又满足调节过程中的速动性的要求。稳定试验分为手动稳定和自动稳定试验。

2.12机组励磁系统空载试验

检查并调节励磁系统参数，检验励磁系统调节能力、抗扰动能力、响应速度，和励磁相关功能正确性。

2.13机组电源切换试验、计算机监控试验

检查机组电源冗余系统，检验计算机监控系统功能以及自动控制流程。

2.14机组与开关站联动、安稳装置切机主变压器冲

击合闸试验

检查安稳装置对号机组切机逻辑的正确性。检查变压器绝缘强度能否承受全电压冲击。

2.15主变压器冲击合闸试验

检查变压器绝缘强度能否承受全电压冲击。并考核变压器的机械强度能否承受励磁涌流的电动力，同时考核励磁涌流衰减初期能否造成继电保护装置误动作。

2.16机组发变组保护与500 kV开关站联动试验

检验发变组保护与500 kV GIS断路器保护之间出口跳闸传动的正确性、可靠性。

2.17机组同期并网、带负荷甩负荷试验

检查机组出口开关同期回路，考察机组带负荷能力，甩负荷后调速器调节能力

2.18机组负荷下调速器试验、低油压事故停机试验

机组在带负荷情况下，根据现场情况增加或减少机组负荷，通过对机组所带负荷扰动后的调节过程的观察和分析，找出可能达到的优选调节过程，从而选择带负荷时的优选调节参数，以满足在带负荷过程中对调速系统速动性和稳定性的要求。

2.19机组负荷下励磁试验、PSS试验、进相试验

检查机组带负荷下励磁系统调节响应特性，修订励磁系统调节参数。检查发电机进相工况时有无异常的温度升高、所带厂用有无异常的低电压、机组有无异常振动等，判断机组能否作为系统的电压调节手段。

2.20机组负荷下热稳定试验、动水落门试验

检查带负荷下轴瓦、发电机组、变压器、封闭母线、GIS等设备的热稳定性，考察机组连续运行能力。

2.21机组一次调频特性测试试验

验证水轮机机组的一次调频逻辑，考察机组参与电网的一次调频特性。

2.22机组AGC/AVC试验

检测在2台及多台机组同时工作的情况下给定总无功、总有功，机组自动调节无功、有功的功能。

2.23机组72 h试运行

检查机组在并网条件下连续稳定运行的能力。

3　向家坝左岸1号机组及4号机组调试流程甘特图

甘特图中浅色线段代表计划所需时间，深色线段代表实际花费时间，连接箭头代表试验项目的关联，见图1及图2。

4　试验项目流程优化

4.1试验顺序的合理安排

鉴于以往机组调试经验，现场专业调试指挥人员,在实际调试过程中考虑部分试验类型不同、相互干扰因素较小，将此类试验并列进行。如将负荷下振动区测试试验与负荷下励磁试验、PSS试验并列进行，大大加快工作进度。

4.2试验耗时情况合理把握

在4号机组调试过程中鉴于以往试验实际所需时间，将部分试验统筹规划，缩短工期。如机组同期并网、带负荷、甩负荷试验；负荷下调速器试验；负荷下振动区测试试验；负荷下励磁试验；进相试验；负荷下热稳定试验；动水落门试验。由1号机完成上述试验的3天合并为1天完成。

4.3试验时间段的合理安排

在机组调试中部分试验耗时较长，试验工况较为简单，依照其试验特性，合理安排时间段，提高工作效率。如将发变组短路热稳定试验安排至夜间进行，以便更好检查巡视发变组在短路稳定时的发热和漏磁情况。

图1　向家坝左岸1号机组调试甘特图

图2　向家坝左岸4号机组调试甘特图

4.4灵活调整涉网试验与非涉网试验

调试过程中的涉网试验需要配合区域电网调度及国家电网调度，而网调、国调所批准时间段可能会影响部分试验计划开始、完成时间，从而增加工期。机组调试中应充分考虑网调及国调所批准时间段，可在其间合理安排非涉网试验，并优化衔接过程，达到不影响工期，保证试验项目的顺利完成。

4.5合理利用机组检修时间

对新投入调试的机组，调试过程中难免发生故障缺陷，经专业试验团队决策分析后，对于不影响后续试验的问题，可在停机检修时集中处理，提高时间利用率。

5　结束语

经过向家坝水电站4台机组的陆续调试投产，此试验流程的调试管理经验已验证，确实能优化试验管理，缩短调试进度。

参考文献：

[1]DL 507-2002.水轮发电机组起动试验规程[S]. [2]GB50150-2006.电气设备交接试验标准[S].

中图分类号：TM732

文献标识码：B

文章编号：1672-5387（2015）02-0033-04

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.02.009

收稿日期：2014-09-19

作者简介：罗维（1989-），男，助理工程师，从事水电站电气安装与调试监理工作。