水利工程论文-提高三峡机组运行可靠性的途径.doc

水利工程论文-提高三峡机组运行可靠性的途径摘要：2003年7月三峡机组顺利投产，极大地缓解了全国的“电荒”局面。然而，机组投产初期运行可靠性较低，强迫停运次数较多，给电力系统稳定运行造成了一定的影响。经分析，三峡主机运行稳定可靠，造成强迫停机的主要原因是机组辅助系统设计不合理、自动化元器件故障率高等。针对这一问题，三峡工程的运行和技术管理人员提出并实施了60余项反事故技改措施，优化、完善了机组保护和控制逻辑，有效地提高了机组运行可靠性。关键词：三峡机组可靠性分析1背景2003年7月10日，三峡左岸电站首台机组并网投产发电，在半年时间内有6台单机容量为70万kW的水轮发电机组相继投产，创造了装机投产速度的世界之最。三峡机组的投产对全国电力短缺无疑是及时雨，投产当年发电量达到86亿kW?h，极大地缓解了“电荒”局面。然而，与所有新投产电厂一样，机组进入稳定运行期有一个过程，在此阶段机组相继出现了多次强迫停运，运行可靠性较低。由于三峡机组是我国首次从国外引进的70万kW水轮发电机组，单机容量大，一旦故障停运对系统影响大，加之三峡工程长期受到人们的关注，因此其机组运行可靠性一度成为各界关心的问题。针对机组投运初期运行可靠性低的问题，三峡电厂在外方和安装单位的配合下，在半年的时间内提出并实施了60余项反事故技改措施，优化、完善了机组保护和控制逻辑，有效地提高了机组运行可靠性，机组强迫停运次数从2003年初始的0.7次/台月下降到2004年0.13次/台月。2三峡机组运行可靠性状况及强迫停运原因分析三峡机组投产以来强迫停运26次，2003年半年内强迫停运16台次，2004年前10个月强迫停运10台次。造成强迫停运的原因主要可归纳为以下几类。2.1设备或自动化元器件故障造成停机新设备或器件故障是造成停机的主要原因，14台次的强迫停运全部由机组辅助设备、自动化元器件失效引起。自动化控制、检测元件故障。5次机组强迫停运由自动化控制、检测元件故障引起，主要故障点集中在：油位传感器电源模件、密封水测温电阻、局放检测装置测量电容、接力器锁锭接点、低油压传感器；自动装置内模板损坏。3次机组强迫停运由监控系统、励磁装置、继电保护装置模板损坏引起；自动装置制造工艺问题。5号机调速器盘因内部48V电源线配线工艺不良，在机组运转中震动引起端子接触不良，调速器开机令继电器自保持回路失电，调速器快速关闭导叶造成停机，该故障引起机组强迫停运22次；定子冷却系统纯水泵故障。三峡机组定子线棒采用纯水强迫循环冷却方式，两台纯水泵，一台工作，一台备用，两泵全部停运时机组停机。虽然由此引起的机组强迫停运仅有次，但是电磁型纯水泵故障率极高，从机组调试至今已有十多台损坏，机组投产后多次停机消缺。三峡是国内首家使用75kW电磁泵的电厂，国外实例也很少见，电磁泵轴承烧坏的机理还在进一步研究中；设备损坏。2004年7月26日，11号机组交接并网运行后约2小时励磁变B相着火，变压器温度保护动作停机，经查，故障由低压侧匝间短路引起。三峡机组投产以来仅发生这一次高压设备故障；4F大轴绝缘降低，绝缘监视保护动作跳闸停机。2.2安装、调试质量问题造成强迫停机安装、调试质量问题表现在：电流互感器极性接反，两次引起继电保护误动停机3台次；调速器主接力器位移传感器安装不牢固，造成机组溜负荷保护出口跳闸停机1次；调速器接力器锁锭接点安装不良，运行中抖动，使调速器开机令复归，机组解列停机1次。2.3机组辅助设备电源问题造成强迫停机机组辅助设备电源问题主要表现在两个方面：一是机组辅助设备供电可靠性低。三峡电站厂用电来自于机组自供电和厂外施工电源，机组从3号机组开始仅单号机配置有厂用变压器，投产初期机组较少厂用电系统并未形成，因此只能依靠外部施工电源作为主供电源，而三峡电站地处多雷区，施工电源覆盖面广，接线复杂，可靠性较低，倒换频繁，因而极易引起组辅助设备失电。2003年8月24日，雷击造成三峡坝区施工电源跳闸，造成三峡首批投产的4台机组相继停机，全站停电。二是机组辅助设备对电源的适应性差。在一路交流电源消失、或短时消失又恢复后装置不能正常工作。存在上述问题的辅助系统有：纯水系统；压油装置；推导轴承和水导轴承外循环油泵装置；其他现地控制/测量设备。造成辅助设备对电源的适应性差的原因在于辅助设备电源设计存在以下缺陷：辅助设备控制电源采用单电源设计，或双输入电源但不能实现无扰动切换，或双输入电源但至弱电的变换装置共用，一旦失电则其“开机令”自保持返回，使被控动力设备停运；在动力电源消失控制装置在发出故障报警的同时闭锁了动力设备的运行，以致在动力电源恢复后不能自动启动，除非人为现场恢复故障。例如，ALSTOM机组水导瓦采用外循环油泵冷却，油泵控制装置采用双交流输入、单220V/48V变换装置，2003年9月9日在进行厂用电倒换时，6号机组水导瓦循环油泵控制电源220V/48V变换装置强电侧开关受冲击跳闸，油泵“开机令”自保持返回，油泵停运，造成水导瓦过热烧损，机组停机。2.4水机保护、控制逻辑缺陷造成强迫停机水机保护、控制逻辑缺陷主要表现在：按无人值班设计，停机条件过多，对设备故障的逻辑判断不充分，也未给运行人员进一步判断故障留下余地；利用温度、液位、压力等非电量停机的控制逻辑未考虑闭锁或足够的延时，而非电量极易波动，传感器易损坏；出于保护设备的理念，在动力电源消失使控制装置在发出故障报警的同时闭锁了动力设备的运行，以致在动力电源恢复后不能自动启动，造成停机。3提高三峡机组运行可靠性的措施为提高三峡机组运行的可靠性，中国三峡总公司和三峡电厂采取了一系列的组织措施和技术措施。三峡总公司加强了设备制造监理、出厂验收、安装调试质量的控制，在安装单位和三峡电厂同时开展“首稳百日”活动。三峡电厂先后提出了10个方面共计60余条反事故技术改进措施，相继对投产机组上进行整改。对后续投产的机组，三峡总公司组织安装单位将整改项目落实到安装调试过程中，并要求三峡电厂对这些整改项目进行测试验收。所采取的主要技术措施可归纳为如下3大类。3.1完善辅助系统在电源控制、切换、监视等方面的功能修改纯水系统的PLC程序，满足运行泵失电后，备用泵自启动的要求，并对双泵切换延时及全停定值修改；对纯水系统增加电源监视继电器，失电报警；修改PLC程序，使之保持开机令，在电源恢复时自启动水泵；修改纯水系统PLC程序，使掉电时恢复马达的Y型接线，防止来电时三角形启动；对纯水系统加装软启动器；修改油泵控制PLC程序，使电源失电再恢复后自启动油泵；将VGS推导外循环油泵控制PLC电源保险改为空气开关，并增加一路直流220V电源，将原两路交流电源改成双直流同时供电；将VGS水