詳談水力電站增效擴容改造后新電接點壓力表的運行方法

　   水力電站進(jìn)行了增效擴容改造，對水輪機、調(diào)速器、勵磁、高低壓開關(guān)柜、電腦自動化監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了更新；對其新電接點壓力表的運行情況進(jìn)行了總結(jié)。

1 概述

河北省邯鄲市東武仕水電站座落在東武仕水庫大壩下游右岸，是東武仕水庫水利樞紐工程的一個組成部分，屬壩后式電站，在京廣鐵路和磁縣縣城以西約７ｋｍ的東武仕村，距離邯鄲市３８ｋｍ。電站裝機容量２×３２００ｋＷ，多年平均發(fā)電量１０００萬ｋＷ·ｈ。１９７５年正式投產(chǎn)發(fā)電，至２０１４年已運行近４０ａ，機電電接點壓力表老化嚴(yán)重，發(fā)電運行存在極大安全隱患。２０１２年列入水利部農(nóng)村水電站增效擴容改造項目：中央專項補助資金４４８萬元，省級財政補助資金２２４萬元，市級財政補助資金１５０萬元，東武仕水電站自籌資金８７．５４萬元。

電站機電電接點壓力表改造范圍：２臺水輪機、２臺主變壓器、勵磁電接點壓力表、調(diào)速器電接點壓力表、計算機監(jiān)控自動化系統(tǒng)、３５ｋＶ升壓站電氣電接點壓力表及高低壓開關(guān)柜等。２０１３年完成前期準(zhǔn)備工作，２０１４年電接點壓力表改造完成。東武仕水電站通過增效擴容改造達(dá)到了以下效果：水輪機轉(zhuǎn)輪突破傳統(tǒng)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，量身定做高效新轉(zhuǎn)輪，流量應(yīng)用范圍更寬，效率更高。機組運行安全性能大大提高，提升了水電站安全運行保證率。

降低了運行人員成本。

東武仕水電站通過增效擴容電接點壓力表改造，水輪機效率提高２０％，每年的發(fā)電量提高３００多萬ｋＷ·ｈ，增加效益近２００萬元。該項目的完成使水電站運行多年的機電電接點壓力表實現(xiàn)徹底更新?lián)Q代，電站煥然一新；為電站以后的長期安全發(fā)電及全市工農(nóng)業(yè)用水調(diào)節(jié)服務(wù)提供了長遠(yuǎn)的支撐和保障，是全省項目完成非常好非?？臁⑿б娣浅８?、竣工驗收非常早、科技含量非常高的項目，特別是高科技電接點壓力表的應(yīng)用稱為全省水電系統(tǒng)創(chuàng)新亮點。為此，２０１５年全省小水電現(xiàn)場學(xué)術(shù)觀摩會在東武仕水電站召開，成為全省增效擴容的典型和樣板。

２調(diào)速器電接點壓力表

東武仕水電站調(diào)速器增效擴容改造前使用的是ＣＴ—４０型調(diào)速器，該調(diào)速器是我國在２０世紀(jì)７０年代根據(jù)前蘇聯(lián)專家提供的圖紙，自行設(shè)計生產(chǎn)的一種中型機械液壓調(diào)速器。在運行過程中，反應(yīng)遲鈍，不靈敏，操作緩慢；如手動開機時，開度手柄連續(xù)轉(zhuǎn)幾圈沒有反應(yīng)，再轉(zhuǎn)１圈，導(dǎo)葉忽然開大，轉(zhuǎn)速過高；關(guān)之亦然，不容易控制轉(zhuǎn)速，機組并網(wǎng)時間長，運行不穩(wěn)定，不能滿足自動化的要求。

增效擴容改造選擇的是天津科音自控電接點壓力表公司生產(chǎn)的ＰＣＣ可編程智能調(diào)速器，型號為ＹＺＦＴ—３０００／１６，壓力１６ＭＰａ。該調(diào)速器簡單可靠，使用方便，反應(yīng)靈敏，并網(wǎng)速度快；和“無人值班（少人值守）”電腦自動化監(jiān)控系統(tǒng)兼容匹配好，實現(xiàn)了在主控室一鍵開停機的要求；在運行過程中，表現(xiàn)良好，但也存在一些故障現(xiàn)象。

（１）故障現(xiàn)象：在北方農(nóng)村水電站，一般情況下，機組都不是常年２４ｈ運行，一些機組處于長時間停機狀態(tài)。等到再開機時（開機方式為自動化一鍵開機），預(yù)先在電腦上設(shè)置機組負(fù)荷，用一鍵開機并網(wǎng)后，出現(xiàn)：“從自動化監(jiān)控后臺電腦上升負(fù)荷，負(fù)荷升不上去，調(diào)速器改為手動方式，把負(fù)荷升上去，再改回自動方式，負(fù)荷自動下降到零。”

原因及處理：機組長時間在通電狀態(tài)，程序出現(xiàn)死機。將機組停下來，把調(diào)速器交直流電源同時停掉，過一會再送上，重新啟動程序一切正常。建議：機組長時間停機后，在開機前，把交直流電源同時停掉一會兒，再送上，讓程序重新啟動一下，再開機。

（２）故障現(xiàn)象：機組長時間停機后，按照以往規(guī)定，油泵電源停掉，調(diào)速器儲能罐壓力慢慢降至零。在做開機準(zhǔn)備工作時，送上調(diào)速器電源，啟動油泵，壓力建不起來；停掉油泵電源，反復(fù)啟動幾次，壓力表指針慢慢起來，然后快速升至額定壓力。

原因及處理：由于長時間停機，調(diào)速器壓力罐內(nèi)沒有壓力，造成安全閥彈簧長期在壓力釋放狀態(tài)；啟動油泵時，安全閥排油，壓力建不起來。停機時，油泵電源沒停，使壓力罐始終在運行狀態(tài)。停機后，調(diào)速器雖然在運行狀態(tài)，但是不工作，只要不漏油，油泵啟動時間間隔會很長。建議：長時間停機時，油泵電源別停，使壓力罐在正常運行狀態(tài)，保持額定壓力。

   （３）故障現(xiàn)象：２０１8年７月，開4號機時，在自動化監(jiān)控電腦上一鍵開機，開機流程正常進(jìn)行；到并網(wǎng)時，勵磁電壓正常調(diào)節(jié)，調(diào)速器沒有反應(yīng)，不調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。非常后，采取手動并網(wǎng)方式并網(wǎng)。原因：經(jīng)檢查，是調(diào)速器的空載參數(shù)為１８％（機組空載時的開度不超過１８％，超過１８％調(diào)速器不動作），設(shè)置偏小。東武仕水電站是壩后式水電站，正常水庫水位在１０４～１０８ｍ之間，機組空載開度是１４％左右，所以設(shè)置空載開度是１８％。但是本次開機時，水庫水位比正常非常低水位１０４ｍ又低了１ｍ，當(dāng)導(dǎo)葉開度達(dá)到１８％，機組轉(zhuǎn)速還達(dá)不到額定轉(zhuǎn)速，被限制住，造成調(diào)速器不動作。

處理：重新設(shè)置調(diào)速器參數(shù)，將空載參數(shù)由１８％增至２５％，運行正常。

建議：在設(shè)置調(diào)速器各種參數(shù)時，要全面考慮機組運行的各種水頭、流量，使參數(shù)滿足各種運行工況；當(dāng)參數(shù)不能滿足各種運行情況時，應(yīng)及時調(diào)整。

３勵磁電接點壓力表

東武仕水電站增效擴容改造后應(yīng)用的勵磁電接點壓力表由河北工業(yè)大學(xué)電控廠生產(chǎn)，勵磁電接點壓力表型號是ＦＷＬＺ—Ｓ／２Ｃ。該勵磁裝置具有相互好立的兩個硬件通道，并且每個通道內(nèi)具有自動調(diào)節(jié)和手動調(diào)節(jié)方式，保障了運行的可靠性。裝置與后臺自動化系統(tǒng)連接兼容匹配良好，機組并網(wǎng)勵磁調(diào)節(jié)快速、穩(wěn)定，運行良好。

（１）在改造前，機組勵磁采用勵磁機勵磁，磁場變阻器調(diào)節(jié)勵磁電壓；在做開機準(zhǔn)備工作中，用５００Ｖ搖表搖勵磁絕緣時，是合上滅磁開關(guān)，把控制部分、勵磁機、發(fā)電機轉(zhuǎn)子一塊搖絕緣。機組改造后是微機可控硅勵磁方式，控制部分是可控硅元件、ＰＬＣ等微電子元器件組成，所以搖絕緣一定要跳開滅磁開關(guān)，以免損壞控制部分微電子元器件，影響運行。

（２）機組長期停機時，有時屏幕死機，出現(xiàn)亂碼。在開機前，停掉勵磁控制柜所有的交直流電源，當(dāng)重新送電后，使程序重新啟動，保持正常工作。機組停機后，勵磁柜控制電源別停，使柜子的元器件在送電狀態(tài)，以免長時間停電，微電子元器件損壞。

（３）當(dāng)長時間停機準(zhǔn)備開機時，勵磁柜送上交直流電源后，一定要檢查柜子的狀態(tài)（見圖１）。

正常情況是：通道Ⅰ（上排第２個）和通道Ⅱ（下排第２個）指示燈有一個亮，電壓調(diào)節(jié)（上排第３個）和電流調(diào)節(jié)（下排第３個）有一個亮，逆變指示燈（下排第４個）亮。開機并網(wǎng)前一般是通道Ⅰ、電壓調(diào)節(jié)、逆變指示燈亮。當(dāng)勵磁柜全部停電，再上電后，故障燈亮，這時這幾個指示燈都不亮，或一個亮。需要按一下通道Ⅰ按鈕、電壓調(diào)節(jié)按鈕或者逆變按鈕，使勵磁柜在開機前處于正常狀態(tài)。

４電腦自動化監(jiān)控系統(tǒng)

東武仕水電站增效擴容應(yīng)用的是南京鈦能有限公司生產(chǎn)的“無人值班（少人值守）”電腦自動化監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，出現(xiàn)故障能自動處理，確保了機組發(fā)電安全、穩(wěn)定、高效運行。

（１）該計算機監(jiān)控系統(tǒng)后臺是由２臺監(jiān)控電腦組成，同時運行，每一臺電腦上都能操作，顯示運行狀況。在運行過程中，有時會出現(xiàn)電腦運行緩慢、操作不動、開關(guān)量沒有正常變化等。原因是程序長時間處于運行靜止?fàn)顟B(tài)，重新啟動電腦就可解決問題。建議間隔一段時間２臺電腦交替重新啟動一下，保持電腦自動化監(jiān)控正常運行。

（２）該系統(tǒng)把機組的運行狀態(tài)分位四種狀態(tài)：停機狀態(tài)、空轉(zhuǎn)狀態(tài)、空載狀態(tài)、發(fā)電狀態(tài)。每一種狀態(tài)都有特定的條件（見圖２）。

在實際運行過程中，當(dāng)電網(wǎng)或電接點壓力表原因發(fā)生故障時，機組處于兩種狀態(tài)之間，如停機狀態(tài)到空轉(zhuǎn)狀態(tài)之間（轉(zhuǎn)速＜９５％）、空轉(zhuǎn)狀態(tài)到空載狀態(tài)之間（轉(zhuǎn)速＜９５％，機端電壓＜９０％）、電腦自動化圖２發(fā)電機狀態(tài)系統(tǒng)判定為不定態(tài)，此時系統(tǒng)沒有應(yīng)對措施，流程不能正常進(jìn)行。待到機組過渡到空轉(zhuǎn)或停機狀態(tài)，符合空轉(zhuǎn)或停機的條件，系統(tǒng)判定為空轉(zhuǎn)或停機態(tài)，才能做出正確的處理。建議機組處于不定態(tài)時，值班人員立刻改變機組的運行情況，讓機組過渡到非常近狀態(tài)，讓系統(tǒng)做出正常的處理指令。