軸流轉漿式發電機甩負荷時抬機量過大原因分析及處理

2011-03-14 00:22:12牟明，馬冬

黑龍江電力 2011年2期

牟明，馬冬

(松江河發電廠，吉林撫松134500)

松江河梯級電站位于吉林省東南部松花江上游支流松江河上，由小山電站、雙溝電站、石龍電站和松山引水工程組成，其中第二級的石龍電站裝有2臺單機容量為35 MW的軸流轉漿式水輪發電機組。電站廠房為引水式地面廠房，引水隧洞采用單機單洞引水方式，進水口設置快速工作門，無調壓井。

1 抬機的經過

2010年6月18日，在2號機試運行期間，做了甩75%負荷試驗，由于抬機量過大和甩負荷時蝸殼末端壓力接近最大值，暫停了試驗。停機后檢查發現，水輪機下導密封橡皮板磨出溝槽，發電機滑環處下排碳刷變形損壞。試驗相關數據實測值見表1。

表1 甩負荷試驗相關數據實測值

2 抬機原因分析

水輪機組在甩負荷時，由于導葉的快速關閉，使進入水輪機的流量急劇減少，一方面引起蝸殼內的水壓急劇上升;另一方面，原來在轉輪室內的水流在慣性力的作用下，繼續向尾水管出口流動，從而使機組的轉速升高;機組轉速的升高又促使轉輪的過流量增大，使轉輪室內出現真空;此時，如向轉輪室內的補氣量不足，尾水中的水流又會向轉輪室內倒流而形成反水錘。石龍電站2號機調速器緊急關閉方式為一段控制，導葉關閉時間較短，因此，機組的轉動部分可能在反水錘的作用下被抬起。另外，石龍電站的尾水吸出高度比較大(吸出高度為-9.3 m)，在導葉關閉切斷上游來水后，轉輪室仍充滿水，所以，機組轉動部分的慣性使轉輪仍旋轉，將水流向下推動，同時產生向上軸向水推力。在兩者的共同作用下，造成了此次75%甩負荷試驗，機組抬機量過大和甩負荷時蝸殼末端壓力接近最大值，從而中斷了甩負荷試驗的繼續進行。

3 處理方法

針對以上分析，采用以下措施防止機組抬機:

a.對真空破壞閥直徑重新校核、彈簧力調整(真空破壞閥動作值由3 kPa改為2 kPa)，使其在密封良好的狀態下，機組發生甩負荷時，能快速向轉輪室補足空氣。

b.在2號機導葉接力器開腔總管上的適當位置，加裝一個電氣分段關閉裝置。分段關閉裝置動作的電磁閥需直流220 V供電，采用2根2×1 mm2電纜，可不經水機端子箱，直接接入電站直流220 V電源系統。控制條件需先根據調節保證計算優化后的關閉規律，在主令控制變送器上取出一對導葉開度35%位置開關量信號作為拐點信號，將其接線引至監控。監控系統在收到拐點信號的同時，發出分段關閉指令，并控制分段關閉裝置的電磁閥動作;機組關閉后，再發出電磁閥復歸信號使之復歸。導葉一段關閉時間為5.5 s，這樣，既可以降低水輪機轉輪室內的真空值，又降低了在導葉關至最小開度時的機組轉速，從而達到減少機組在甩負荷后所出現的反向軸向力的目的。第一段采用快速關閉導葉，使機組轉速在上升至最大值前，降低轉速上升值;第二段則采用節流方式，緩慢關閉導葉。