天生桥一级电站初期运行事故分析

1/8天生桥一级电站初期运行事故分析天生桥一级电站初期运行事故分析陈欣天生桥一级水电开发有限责任公司水力发电厂摘要结合天生桥一级水电站机组运行初期发生的多起典型不安全事件，总结新建水电厂在电站建设初期应注重的管理。以期全面提高机电设备运行可靠性，为机组安全运行奠定技术基础。关键词发电机组；故障；运行；可靠性；管理；天生桥一级电站1概述天生桥一级水电站是红水河梯级电站的第一级，位于南盘江厂流上，是国家八五计划重点建设项目，属国家西电东送重要电源点。工程由国家、广东、广西及贵州合资建设。1991年6月开工建设，1998年12月首台机组4号机投产，2000年12月最后一台机机组1号机交付使用用。天生桥一级水电站是按无人值班少人值守模式进行设计的现代化大型水电站，电站设备选型、安装全过程都本着高标准、严要求的原则进行四台机组均获国家电力公司基建移交生产达标投产机组殊荣。天生桥一级电站总装机容量4X300MW。保证出力。多年平均年发电量亿KWH设计水头，水轮机为混流式。发电机为半伞式，额定转速/MIN，额定电压18KV，发电机出口用封闭母线经隔离开关与主变相联，构成机一变线路单元。主变高压侧电压为220KV，四回出线送到距离2/8电站4KM的大生桥换流站220KV交流场，升压至500KV，经换流站三交一直超高压输电线路将强大电流源源不断地送到广西、广州、香港、澳门等地。实践证明机组故障多发发生机组投运初期。新建水电站注重电站建设初期机组安装、检修与运行的管理，管理单位、业主及时与安装、设计、制造、科研等单位进行联系，加强协作，消除水轮发电机组原始隐患。能够人幅度减少机组缺陷。为今后机组安伞运行奠定坚实的技术基础。2电气部份初期管理水电站电气部份的初期管理，主要是针对回路的正确性和电气一次、二次部份的接线质量，以及设计与实际的吻合程度，其故障形式大多表现为回路错误、端子松动、接线未完善和设计与实际存在偏差等。机组安装时期，水电厂管理单位应抽派员工全过程参加机电设备安装与调试，学习、掌握和督促安装单位的施下措施、施工质量和施工进度等，以便能够行效地控制机组潜伏隐患。端子松动与回路错误造成的没备缺陷，是机组运行初期常见故障，原因虽然简单，处理措施也很简单，但有的缺陷引起的后果却极为严重，从机组经济与安全角度看都极为不值得，管理单位对于端子松动与接线错误应作为机电设备初期管理的项重要工作来抓、来管。当安装单位在机组试运行完成、将机组交付管理单位投产后，新建水电厂在短期内应组织技术人员按照接线图核对所有回路紧固所有控制柜端子排3/8以及大量仪器仪表二次接线，避免回路错误和端子松动造成不必要的不安全事件的发生。回路不完善造成发电机出口断路器跳闸、机组紧急停机事故2001年4月23日，1号机组开机后尤水运行2H10余MIN，首先两块推力轴承瓦温并列越高限65，调速器事故电磁阀动作。2001DI。断路器跳闸，机组停机。按照设计，机组技术供水控制电源为双路控制电源，一路取自逆变电源，一路取自技术供水控制柜，由切换继电器实现主、备用运行方式，任何路电源消失，都将发相应的技术供水电源消失声音报警信号。施工时机组技术供水双路电源中逆变电源未接，且切换继电器也未接线，造成4月23口技术供水电源消失未发技术供水电源消失声音报警信号。加之发电机空气冷却器和机组上导、推力、下导及水导四轴承示流继电器辅助接点，设计为在技术供水正常时为常开接点，技术供水电源掉电，技术供水未给上，示流继电器动作信号送不出，开机条件仍然满足，门动开机操作流程畅通无阻，导致机组无水运行，作了一次瓦温过高跳闸试验。回路接线错误缺陷2001年9月9日，运行值守人员发现处于停机检修态的4号机纽2016DL断路器偷合。经检修人员分析，原因为发电机灭火控制器回路中，应接至发电机断路器位置接点的电缆被安装单位误接入断路器的合闸回路，当合上灭火控制柜电源时。断路器的合闸回路被接通，从而导4/8致2016DL。断路器偷合。当时幸好发电机出口隔离开关拉开，发电机定、转子上无人工作，否则后果不堪设想。2000年7月，技术人员对6台10KV厂用变压器分、合闸信号进行核查，发现26B、27B、28B、30B高压侧现地分、合信号。与中央控制室计算机监控系统相反，在对应的公用LCU柜换线进行纠正。端子松动缺陷2000年4月20日，3号机保护装置垫片松动，不完全差动保护动作，引起机组跳闸；2000年5月10日，4号主变第5组3号风扇三相电源端子松动，放电烧毁端子造成短路，致使主变冷却器风扇停运；2000年11月23日，2号机组跳闸，原因为励磁变C相温度报警、跳闸控制箱端子松动，热敏电阻阻值无限大，误发超温跳闸信号；2000年12月11日，3号机组单机控制室仪表柜推力轴承端产松动，误发推力瓦温越高限信号，机组跳闸停机。设计与实际运行存在偏差设计与实际不相吻合，存在一定程度的偏差在所难免，机组建设初期，管理单位与设计院、厂家针对实际情况进行研讨和修改，可达到完善设计、强化设计功能的目的。机组4部轴承瓦温过高停机保护修改1999年11月2日，检查4号机停机回路工作过程中，发现按照原设计停机回路，机组上导、推力、下导、水导四部轴承瓦其中块因某种原因如断线、端子松动等发生机组温度过高信号，容易导致停机回路误动作，设计、业主、管理、5/8监理等单位针对今后机组运行实际情况进行讨论，决定将机组4部轴承瓦的温度显控仪的温度过高接点，每两块串联起来作为跳闸信号，接入4001、4002停机回路，由此机组温度过高停机回路的设计更切合电站机组实际运行。机组自动开机流程条件完善2000年5月31日，4号机组在上位机自动开机过程中发生机组过速150NE、进水口快速闸门落下紧急停机事件。经技术分析，导致机组过速150NE的原因是调速器为开限缸控制，在机组内动开机过程中，当开机流程走到导叶开限是否全开时水轮机导叶随着导叶开限全开而全开。按照原设计，自动开机时凋速器控制必须为伺服缸、伺服比例阀控制，走开机流程时是先进行导叶开限全开，然后开调速器，将机组开至空转或空载，由于在原机纽自动开机流程设计中没有凋速器在伺服缸、伺服比例阀控制判断条件，当调速器处于开限缸控制时，自动开机条件仍然满足，流程走到投导叶开限时，水轮机导叶全部打开，机组过速事件在所难免，设计缺陷给机组运行带来重大隐患。3机械部份初期管理在机纽初期运行中机械设备发牛的故障与设计、制造、安装留下的隐患有直接关系的，所占比例往往很大。作为业主、管理单位，方面发动广大工程技术管理人员，全面参与机电没备的安装与调试，在安装中学习技艺、在安装中积累经验、在安装中发现问题、在安装中解决问题；另6/8一方面加强与设计、制造、科研单位的联系与合作，针对机组运行缺陷。及时改进、修复和完善机组没计功能，特别在首台机组安装、调试、试运行中最容易暴露问题。水电厂管理单位应针对问题协调多家相关单位共同解决和完善，右效消除水轮发电机组原始隐患，其理想程度可为续后机组安装与调试提供有益借鉴。为整个工程的质量打下坚实基础。3号机组运行振摆超标3号机组安装中葛洲坝安装公司严格执行施工工艺，定子圆度、转子圆度偏差不大于空气间隙的5。磁级挂装按厂家编号进行。机组轴线凋整没有发现任何异常现象，定、转子之间的空气间隙。三部轴承间隙全部合格。1999年11月机组试运行时上导、下导摆度与上机架振动却严重超标，其中上导摆度，上机架径向振动,机组运行潜伏着重大隐患。2000年1月22日，检修人员在巡视中发现3号机组单机控制室内厂导瓦温有几块偏高，到下风洞十于细检查下导轴承，发现下机架一Y方向下导座圈与三块筋板拉裂，有节律地开合，被迫申请机组与系统解列，非计划停机小修，时间长达5D。在检修中，发现厚度为50MM的轴承筋板穿透性裂纹总长达410MM，15号下导瓦球面支柱螺栓座绷裂为大小5块有3块支柱螺栓垫块的固定螺丝拆断，上导轴承油冷却器进水管振裂漏水，上导有9块支柱螺丝垫块的两固定侧存在严重裂纹，上机架4个支臂中十X、一Y方向7/82个支臂与基础板联接完全裂开。3号机组振摆超标，对机组安全运行造成重大威胁，引起业主与管理单位的高度重视，邀请科研单位对机纽进行空转及动平衡试验、变转速、变励磁、变负荷试验，多次组织昆明设计院、葛洲坝天生桥机电安装处、长委监理部、哈尔滨大电机研究所、华中理工大学等单位的专家、学者、工程技术人员，测试、研讨振摆超标原因与消除振摆超标措施，确认机组振摆超标原因为转子质量不平衡，产生离心力和偏心磁拉力。空气间隙变化。2000年10月7日至12月3日，在3号机纽检查性大修中，多单位合作解决3号机组振摆超标问题，处理上、下导轴承缺陷并调整瓦隙，检查上机架4个支臂与基础板固定情况，在转子G、10支臂上总配重后对发电机转子的不平衡离心力和偏心磁拉力进行平衡试验，机组振摆值满足机组运行要求。机组锥管进人门设计不合理原设计中，天生桥一级水电站尾水锥管进入门门框为直角过渡，应力较为集中，存在结构设计不合理因素。尾水管脉动压力，特别是机组在振动区运行造成的尾水管脉动压力。在锥管进水门应力集中的门角处容易产生疲劳破裂，发生锥管进入门大量喷水。4号、3号机组投运后半年，锥管进人门门框均出现穿透性裂纹，尾水往外射出，其中3号机组尾水门框裂纹最严重时，在门框左上角有一条总长260MM的交叉性裂纹，在右上角有一条总长450MM的交叉性8/8裂纹，锥管喷水大量涌入上游渗漏廊道，3台渗漏排水深井泵频繁启动，尾水进人门随时有爆裂的可能