关于水轮发电机组自动开停机成功率的提高

王晨

摘要:水轮发电机组自动开停机成功率是水电厂能够可靠运行的一个重要指标，开停机成功率的统计是以机组开、停全过程完成考虑，即从开机指令起至同期并列和停机指令至自动恢复备用状态；否则为不成功。以某电厂为例，通过对导致水轮发电机组自动开停机不成功的故障类型、分布、原因进行统计分析，提出改进措施，探讨提高水轮发电机组自动开停机成功率的方法，为水电厂无人值班提供指导。

关键词:水轮发电机组；开停机成功率；自动化；无人值班

0引言

水电机组具有启动迅速、并网时间短、负荷调节灵活的特点，在参与电网运行中，主要承担着调峰、调频、事故备用，为电网的安全稳定运行奠定了坚实的基础。开停机成功率是作为水电厂安全、稳定、可靠运行的一个重要考核指标。

无人值班是水电厂值班方式发展的趋势，它对水电厂的设备状态、自动化水平提出了更高要求，其中一项检验标准，即机组自动开停机成功率全年统计应达到99.5%及以上，所以提高水轮发电机组自动开停机成功率对实现水电厂无人值班具有重要意义。

1自动开停机不成功原因分析

1.1原因分析

机组自动开停机不成功原因是多方面的，故障类型主要集中在自动化元件、检修维护质量、液压阀组几个方面。

1.1.1自動化元件不可靠

自动化元器件方面的问题主要表现在继电器动作不可靠、端子接线松动、控制装置故障，占总不成功次数的60%。

自动化元器件因长时间带电运行、使用年限长、所处运行环境振动大，性能逐年劣化，可靠性能降低，自动化元件故障造成的缺陷几乎占缺陷总量的多半，导致主辅设备自动化控制水平降低，影响机组自动开停机成功率。

1.1.2检修维护质量不佳、试验不全

机组周期性计划检修中，涉及自动开停机设备参数、控制程序优化后，如静态模拟试验、动态验证试验不全面，未针对特殊运行工况开展特定试验，将为机组自动开停机留下隐患。

相对于机组周期性计划检修而言，临时性检修维护工作因策划时间短、工作时间紧张、试验验证条件有限，当检修维护的工艺、验收不到位时，易导致机组临检维护后首次自动开机不成功。

1.3.3液压阀组卡涩

机械控制液压阀组属精加工设备，当所处透平油劣化或受污染，致使透平油中机械杂质颗粒度超标时，颗粒会使液压阀组阀芯与阀套问摩擦加大，从而使迟滞增大，当造成调速器系统或主阀系统机械阀组卡涩时，易造成调速器导叶及主阀启闭失效，导致机组自动开停机不成功。

导致透平油劣化或受污染的情况如下:在调速器、主阀压油系统内部部件检修时，如密封、槽缝等部位清洁不到位，遗留渣、碎屑等杂质，当注油后，残留在内部的杂质、碎屑等混入到油中，将污染油品；随着透平油系统运行年限的增加，在透平油管路内部、法兰接头等部位可能存在油渣、碎屑堆积，注油时，油流对管壁的冲刷，附

着在管壁的颗粒物被带入油箱内部，将导致油中颗粒度含量增加；机组运行过程中，接力器内部密封磨损、积聚在内部死角的微量颗粒混入油中，也将导致油中颗粒度含量增加。

2自动开机成功率提高措施

2.1提升机组检修维护质量

机组检修应本着“应修必修，修必修好”的原则，有计划性、针对性地开展机组自动化元件升级的改造，注重影响开停机设备控制系统的继电器校验、端子接线紧固及整体性能验证试验。检修维护质量是否达标，决定着机组能否长周期运行，也是保证自动开停机成功率的基础。

随着测控技术的发展，各种自动化元器件产品性能也不断提高，主辅设备自动化控制元件的升级就显得尤为重要，应结合设备运行实际，筛选出一些性能可靠、稳定性好、抗干扰能力强的产品进行升级，设备升级后，应制定详细的调试方案，对出现的各种故障或隐患应彻底分析和处理，使问题在机组启动试验期间就暴露和解决，为机组自动开停机打下良好的设备基础。

结合机组计划检修重点开展控制系统开停机回路检查、端子整理、接线紧固、整体试验验证，应注重继电器检验质量与维护策略，及时更换检验不合格的继电器，对达到使用年限的继电器应统一集中更换；对涉及机组开停机设备改造的临时性检修维护工作，工作结束移交机组前，应申请将机组自动开机至空转态，验证自动开停机流

程有无异常，避免临检后首次开机不成功。

2.2强化运行分析，优化机组运行方式，指导设备巡检

通过对全厂机组开停机情况、运行时间的统计分析，掌握机组工况变化，如某台机组长时间处于非最优工况运行，由此引发的振动可能造成机组转动部件、控制回路端子接线的松动。只有掌握全厂机组运行数据，优化调度运行，使各机组劣化趋势趋于相对均衡的水平，避免机组长时间处于恶劣工况下，开停机部件出现如端子松动的隐形缺陷，因不易及时发现、防备，易造成机组自动开停机不成功。

电厂同类型机组，设备相同位置产生缺陷的情况具有明显的相似性，通过开展缺陷统计分析，掌握机组最容易和可能出现异常、缺陷的部位，有针对性的对影响开停机的要害部位勤检查，如机组停机重点检查风洞内各制动闸行程开关接触、变形情况，避免行程开关接触不良造成开机条件不满足。

2.3加强二次系统运行维护，重要回路冗余配置

定期开展开停机回路端子测温。电气二次回路端子老化、接触不良时，端子接线接触电阻大会导致局部发热。实践证明，红外热成像诊断技术不仅对于及时发现电气设备的外部缺陷和部分内部缺陷非常有效，也适用于二次回路接点发热的巡检诊断，能及早发现端子松动的隐患。机组运行中，应结合专业巡检定期开展开停机回路端子测温、比对分析，有助于提前发现隐患、预控，避免影响一次设备的正常运行，从而保障机组自动开停机成功率。

定期开展开停机回路端子紧固。机组运行中的振动可能造成设备控制回路接线的松动，因此利用停机备用时间定期紧固端子接线至关重要。工作中应特别注意使用合适的工具，避免工具使用不当造成端子损坏，留下隐患。

重要开停机回路冗余配置。对于涉及主阀全开状态、锁锭拔出状态的位置开关可冗余配置，开机过程中重要开入、开出回路继电器也可冗余配置，这样可有效避免单行程开关、继电器动作不可靠或故障，造成自动开机流程的退出。

2.4加强透平油系统运行维护，控制油源加装过滤器

在机组检修时，应确保压油系统内部、透平油油源、油管路清洁度达标。油系统及内部部件检修中，应注重清洁工艺、验收，彻底清除油箱中油泥及其它沉淀物；油箱加油时，在保证油品质量的同时，可采用合格透平油对整条加油管路进行冲洗。

在机组运行中，调速器、主阀系统用油应定期化验，透平油应满足国标汽轮机油规定。当发现透平油颗粒度超标时，应及时分析处理。提高透平油洁净度最常用的方法是采用压榨式滤油机对油循环处理，根据现场油处理情况，持续对油颗粒度跟踪化验，随着处理时间的延长，油中颗粒度含量将呈现下降的趋势，直至达标。

对于调速器、主阀液压阀组，可在其控制油源前加装双过滤器，确保经过液压阀组的油质满足要求，降低阀组卡涩的概率。

3自动停机成功率提高措施

机组自动停机流程与开机流程相比，为逆过程，其提高自动成功率措施相同之处在于重点加强停机流程各环节中自动化元件、机械液压阀组的检修维护质量和重要回路冗余配置。

为保证电网频率质量，水电厂机组开机时效性要求较高，任一环节不满足要求，开机流程将延时退出，以提醒现场应急待命人员及时检查和开启其他备用机组；而机组与电网解列后，其停机过程对电网

影响小，停机时效性要求相对较低，因此可通过优化自动停机流程提高自动停机成功率。通过实践工作发现主阀、调速器导叶锁锭、推力外循环油泵等状态并不影响自动停机流程的正常执行，通过设置报警信号提醒现场应急待命人员及时检查和干预，以保证机组下次自动开机的成功率；机组自动停机过程中应重点关注主阀状态，当主阀全关超时报警时，应及时应急干预，防止调速器导叶全关闭后漏水大，机组转速下降缓慢而超时，导致自动停机流程退出，影响自动停机成功率。

4结论

水电厂自动化元件的运行工况和人员的运行管理水平是影响机组自动开停机成功率的主要因素，只有不断提高设备检修质量、自动化水平，强化运行管理，有针对性地开展设备的日常巡检、维护，才能维持水电厂机组自动开机成功率在較高水平，满足无人值班对水电厂自动开停机成功率的要求。

参考文献：

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