第八章水輪發(fā)電機組的啟動試運行課件

第

章

水輪發(fā)電機組的啟動試運行本章內(nèi)容水輪發(fā)電機組安裝與檢修水輪發(fā)電機組的振動和平衡簡介機組起動試運行的程序和基本要求機組起動試運行的目的和內(nèi)容第

章

水輪發(fā)電機組的啟動試運行本章內(nèi)容水輪發(fā)電機第一節(jié)機組啟動試運行的目的和內(nèi)容機組起動試運行的目的根據(jù)有關(guān)的技術(shù)規(guī)程和電站的設(shè)計資料，對水工建筑物、機電設(shè)備等進行一次全面的質(zhì)量檢查，并在實際運行中作出總體的鑒定。通過檢杳發(fā)現(xiàn)尚未完善的工作，以及工程或設(shè)備所存在的缺陷，及時處理以保證電站能順利地投產(chǎn)。在機組起動之前，以及試運行過程中對機電設(shè)備進行調(diào)整試驗。測定相關(guān)的運行參數(shù)或特性曲線，具體掌握機組的實際性能，為今后的長期運行提供技術(shù)準(zhǔn)備。電站從試運行結(jié)束起轉(zhuǎn)入試生產(chǎn)，施工單位與管理的業(yè)主單位之間，應(yīng)在起動試運行以后進行交接驗收工作。第一節(jié)機組啟動試運行的目的和內(nèi)容機組起動試運行的目的起動試運行的甚本內(nèi)容機組起動試運行的工作范圍很廣，要進行從水工建筑物到機電設(shè)備的全面檢查。一般說來包括試驗檢查和試運行兩大部分，而且以試驗檢查為主。其基本內(nèi)容有以下各項：機組起動以前的檢查充水試驗機組起動試運轉(zhuǎn)空載試驗帶負(fù)荷試驗甩負(fù)荷試驗72h試運行起動試運行的甚本內(nèi)容起動試運行工作的組織機組的起動試運行是水電站建設(shè)后期所進行的總體檢驗，涉及電站的各個部分。而且不少試驗是首次進行，存在一定的風(fēng)險，再加上技術(shù)要求十分嚴(yán)格，因此必須做到有嚴(yán)密的組織領(lǐng)導(dǎo)，要按照事先的計劃安排來逐步進行。嚴(yán)密組織，統(tǒng)一指揮。試運行要按規(guī)程規(guī)范進行，保證質(zhì)量。試運行中必須作好記錄。起動試運行工作的組織第二節(jié)機組啟動試運行的程序和基本要求一般規(guī)定試運行前應(yīng)根據(jù)規(guī)范的規(guī)定，結(jié)合電站具體情況，編制機組試運行程序或大綱、試驗檢查項目和安全措施。對機組及有關(guān)輔助設(shè)備，應(yīng)進行全面清理、檢查，其安裝質(zhì)量應(yīng)合格，并經(jīng)驗收。輸水及尾水系統(tǒng)(含尾調(diào)室)的閘門、閥門均應(yīng)試驗合格，處于關(guān)閉位置，進人孔、悶頭等應(yīng)可靠封堵。水輪發(fā)電機組繼電保護、自動控制、測量儀表及機組有關(guān)電氣設(shè)備均應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的規(guī)程規(guī)范進行試驗合格。第二節(jié)機組啟動試運行的程序和基本要求一般規(guī)定機組充水試驗①向尾水調(diào)壓室、尾水管及蝸殼充水平壓，檢查各部位，應(yīng)無異?，F(xiàn)象。②根據(jù)設(shè)計要求分階段向引水、輸水系統(tǒng)充水，監(jiān)視、檢查各部位變化情況，應(yīng)無異?，F(xiàn)象。③平壓后在靜水下進行進水口檢修閘門或工作閘門或蝴蝶閥、球閥、筒形閥的手動、自動啟閉試驗，啟閉時間應(yīng)符合設(shè)計要求。④檢查和調(diào)試機組蝸殼取水系統(tǒng)及尾水管取水系統(tǒng)，其工作應(yīng)正常。機組技術(shù)供水系統(tǒng)各部水壓、流量正常。機組充水試驗機組空載試運行機組機械運行檢查：①機組啟動過程中，監(jiān)視各部位，應(yīng)無異?，F(xiàn)象；②測量并記錄上下游水位及在該水頭下機組的空載開度；③觀察軸承油面，應(yīng)處于正常位置，油槽無甩油現(xiàn)象。監(jiān)視各部位軸承溫度，不應(yīng)有急劇升高現(xiàn)象。運行至溫度穩(wěn)定，其穩(wěn)定溫度不應(yīng)超過設(shè)計規(guī)定值；④測量機組運行擺度(雙幅值)，其值應(yīng)不大于75％的軸承總間隙；⑤測量機組振動，其值不應(yīng)超過表8—1的規(guī)定，如果機組的振動超過表8—1的規(guī)定值，應(yīng)進行動平衡試驗；⑥測量發(fā)電機殘壓及相序，相序應(yīng)正確；⑦清掃滑環(huán)表面。機組空載試運行調(diào)速器調(diào)整、試驗①檢查電液轉(zhuǎn)換器或電液伺服閥活塞的振動應(yīng)正常；②機組在手動方式下運行時，檢測機組在3min內(nèi)轉(zhuǎn)速擺動值，取三次平均值不應(yīng)超過額定值的±0.2％；③調(diào)速器應(yīng)進行手動、自動切換試驗，其動作應(yīng)正常，接力器應(yīng)無明顯的擺動；④調(diào)速器空載擾動試驗數(shù)據(jù)應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定；⑤在選取的參數(shù)下，機組空載工況自動運行時，轉(zhuǎn)速相對擺動值不應(yīng)超過額定轉(zhuǎn)速值的±0.15％。調(diào)速器調(diào)整、試驗停機過程及停機后應(yīng)檢查下列各項：①錄制停機轉(zhuǎn)速和時間關(guān)系曲線；②檢查轉(zhuǎn)速繼電器的動作情況；③監(jiān)視各部軸承溫度情況，機組各部應(yīng)無異?，F(xiàn)象；④停機后檢查機組各部位，應(yīng)無異?，F(xiàn)象。機組過速試驗，應(yīng)按設(shè)計規(guī)定以過速保護裝置整定值進行，并檢查下列各項：①測量各部運行擺度及振動值；②監(jiān)視并記錄各部軸承溫度；③油槽無甩油；④整定過速保護裝置的動作值；⑤過速試驗后對機組內(nèi)部進行檢查。停機過程及停機后應(yīng)檢查下列各項：機組自動起動，應(yīng)檢查下列各項：①錄制自發(fā)出開機脈沖至機組升至額定轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)速和時間的關(guān)系曲線；②檢查推力軸承高壓油頂起裝置動作和油壓應(yīng)正常；③機組開機程序和自動化元件的動作應(yīng)正常。機組自動停機，應(yīng)檢查下列各項：①錄制自發(fā)出停機脈沖至機組轉(zhuǎn)速降至零時，轉(zhuǎn)速和時間的關(guān)系曲線；②機組轉(zhuǎn)速降至規(guī)定轉(zhuǎn)速時，推力軸承高壓油頂起裝置應(yīng)自動投入；③機組轉(zhuǎn)速降至規(guī)定制動轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)速繼電器的動作情況應(yīng)正常，并檢查機組制動情況；④停機過程中調(diào)速器及各自動化元件動作應(yīng)正常。機組自動起動，應(yīng)檢查下列各項：在發(fā)電機穩(wěn)態(tài)短路升流情況下，應(yīng)檢查下列各項：①發(fā)電機逐級升流各電流二次回路不應(yīng)開路，各繼電保護裝置接線及工作情況和電器測量儀表指示應(yīng)正確；②錄制發(fā)電機短路特性曲線；③在發(fā)電機額定電流下，跳開滅磁開關(guān)，其滅磁情況應(yīng)正常。錄制發(fā)電機滅磁示波圖，并求取時間常數(shù)；④進行勵磁裝置CT的調(diào)差極性檢查及手動單元轉(zhuǎn)子電流部分的調(diào)整試驗。發(fā)電機升壓試驗應(yīng)符合下列要求：分階段升壓至額定電壓，發(fā)電機及發(fā)電機電壓設(shè)備帶電情況均應(yīng)正常；電壓互感器二次回路的電壓、相序及儀表指示應(yīng)正確。繼電保護裝置工作應(yīng)正常；在50％及100％額定電壓下，跳開滅磁開關(guān)，其滅磁情況應(yīng)正常。錄取發(fā)電機在額定電壓下的滅磁示波圖，并求取時間常數(shù)；在額定電壓下測量發(fā)電機軸的電壓；機組運行擺度、振動值應(yīng)符合要求。在發(fā)電機穩(wěn)態(tài)短路升流情況下，應(yīng)檢查下列各項：發(fā)電機空載工況下勵磁裝置的調(diào)整試驗應(yīng)符合下列要求：

①勵磁裝置起勵試驗正常；②檢查勵磁裝置系統(tǒng)的電壓調(diào)整范圍，應(yīng)符合設(shè)計要求；③檢查勵磁調(diào)節(jié)器投入，上下限調(diào)節(jié)，手動和自動相互轉(zhuǎn)換，通道切換，10％階躍量擾動，帶勵磁調(diào)節(jié)器開、停機等情況下的穩(wěn)定性和超調(diào)量。其擺動次數(shù)一般不超過2次，電壓超調(diào)量一般不應(yīng)超過10％，調(diào)節(jié)時間一般不超過5s；④改變機組轉(zhuǎn)速，測得發(fā)電機機端電壓的變化。頻率每變化1％時，自動勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)保證發(fā)電機電壓變化不超過額定電壓的±0.25％；⑤可控硅勵磁調(diào)節(jié)器應(yīng)進行斷線、過電壓等保護的調(diào)整及模擬動作試驗，其動作應(yīng)正確；⑥可控硅勵磁應(yīng)在發(fā)電機帶負(fù)荷及額定轉(zhuǎn)子電流下，檢查整流橋的均流系數(shù)和均壓系數(shù)，其值應(yīng)符合設(shè)計要求。

發(fā)電機空載工況下勵磁裝置的調(diào)整試驗應(yīng)符合下列要求：在額定轉(zhuǎn)速下，錄制發(fā)電機空載特性，當(dāng)發(fā)電機的勵磁電流升至額定值時，測量發(fā)電機定子最高電壓，定子電壓以不超過1.3倍額定電壓為限。根據(jù)中性點接地方式不同，發(fā)電機應(yīng)作單相接地試驗，進行消弧線圈補償或保護動作正確性校驗。如機組設(shè)計有電氣制動，則應(yīng)進行電氣制動試驗。投人電氣制動的轉(zhuǎn)速、投人混合制動的轉(zhuǎn)速、總制動時間應(yīng)符合設(shè)計要求。第八章水輪發(fā)電機組的啟動試運行課件機組并網(wǎng)及負(fù)載下的試驗機組并列試驗應(yīng)具備下列條件：發(fā)電機對主變壓器高壓側(cè)經(jīng)穩(wěn)態(tài)短路升流試驗應(yīng)正常；發(fā)電機對主變壓器遞升加壓及系統(tǒng)對主變壓器沖擊合閘試驗應(yīng)正常，檢查同期回路接線應(yīng)正確；與機組投人有關(guān)的電氣一次和二次設(shè)備均已試驗合格。）機組帶負(fù)荷試驗：有功負(fù)荷應(yīng)逐步增加，各儀表指示正確，機組各部溫度、振動、擺度符合要求，運轉(zhuǎn)應(yīng)正常。機組并網(wǎng)及負(fù)載下的試驗機組負(fù)載下勵磁裝置試驗，應(yīng)符合下列要求：①在各種負(fù)荷下，調(diào)節(jié)過程應(yīng)穩(wěn)定；②在有條件時，測定并計算發(fā)電機電壓調(diào)差率應(yīng)符合設(shè)計要求；測定并計算發(fā)電機電壓靜差率，其值應(yīng)符合設(shè)計要求；③可控硅勵磁調(diào)節(jié)器應(yīng)分別進行各種限制器及保護的試驗和整定；④在小負(fù)荷下進行電力系統(tǒng)穩(wěn)定器裝置(PSS)試驗。機組負(fù)載下調(diào)速器試驗，應(yīng)滿足下列要求：①在自動運行時進行各種控制方式轉(zhuǎn)換試驗，機組的負(fù)荷、接力器行程擺動應(yīng)滿足設(shè)計要求；②在小負(fù)荷下檢查不同的調(diào)節(jié)參數(shù)組合，機組速增或速減10％額定負(fù)荷，錄制機組轉(zhuǎn)速、水壓、功率和接力器行程等參數(shù)的過渡過程，選定負(fù)載工況時的調(diào)節(jié)參數(shù)，應(yīng)滿足設(shè)計要求。機組負(fù)載下勵磁裝置試驗，應(yīng)符合下列要求：機組甩負(fù)荷試驗，應(yīng)在額定負(fù)荷的25％、50％、75％、100％下分別進行，調(diào)速器的調(diào)節(jié)性能應(yīng)符合下列要求：①甩25％額定負(fù)荷時，錄制自動調(diào)節(jié)的過渡過程。測定接力器不動時間，應(yīng)不大于0.2s；②甩100％額定負(fù)荷時，校核導(dǎo)葉接力器關(guān)閉規(guī)律和時間，記錄蝸殼水壓上升率及機組轉(zhuǎn)速上升率，均不應(yīng)超過設(shè)計值；③甩100％額定負(fù)荷時，錄制自動調(diào)節(jié)的過渡過程，檢查導(dǎo)葉分段關(guān)閉情況。在轉(zhuǎn)速的變化過程中，超過穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速3％以上的波峰不超過兩次；④甩100%額定負(fù)荷后，記錄接力器從第一次向開啟方向移動起，到機組轉(zhuǎn)速擺動值不超過±0.5％為止所經(jīng)歷的時間，應(yīng)不大于40s；⑤檢查甩負(fù)荷過程中，轉(zhuǎn)槳式或沖擊式水輪機協(xié)聯(lián)關(guān)系應(yīng)符合設(shè)計要求。機組甩負(fù)荷試驗，應(yīng)在額定負(fù)荷的25％、50％、75％、100在額定負(fù)載下一般應(yīng)進行下列試驗：①低油壓關(guān)閉導(dǎo)葉試驗；②事故配壓閥關(guān)閉導(dǎo)葉試驗；③根據(jù)設(shè)計要求和電站具體情況，進行動水關(guān)閉工作閘門或主閥(筒閥)試驗；④無事故配壓閥的電站進行硬關(guān)機試驗；⑤燈泡貫流式機組的重錘關(guān)機試驗。在額定負(fù)載下，機組應(yīng)進行72h連續(xù)運行。按合同規(guī)定有30天考核試運行要求的機組，應(yīng)在通過72h連續(xù)試運行，并經(jīng)停機檢查處理發(fā)現(xiàn)的所有缺陷后，立即進行30天考核試運行。按設(shè)計要求進行進相試驗，進相深度和相關(guān)保護整定應(yīng)符合要求。在額定負(fù)載下一般應(yīng)進行下列試驗：機組條向運行試驗，應(yīng)檢查記錄下列各項：①記錄關(guān)閉導(dǎo)葉后轉(zhuǎn)輪在水中運行時機組所消耗的有功功率；②檢查壓水充氣及補氣裝置動作情況應(yīng)正常。記錄吸出管內(nèi)水位壓至轉(zhuǎn)輪以下后機組所消耗的有功功率；③發(fā)電與調(diào)相工況相互切換時，自動控制程序及自動化元件的動作應(yīng)正確；④發(fā)電機無功功率在設(shè)計范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)應(yīng)平衡，記錄轉(zhuǎn)子電流為額定值時的最大無功功率輸出。對抽水蓄能可逆式機組，除了應(yīng)滿足上述要求外，一般還應(yīng)滿足其相關(guān)要求。機組條向運行試驗，應(yīng)檢查記錄下列各項：第三節(jié)水輪發(fā)電機組的振動和平衡簡介機組振動的現(xiàn)象和危害機組振動的現(xiàn)象軸向振動，也稱為縱向振動。立式機組表現(xiàn)為上下跳動；臥式機組表現(xiàn)為前后串動。徑向振動，也稱橫向振動。表現(xiàn)為在垂直于軸線的方向上搖擺。繞軸線的扭轉(zhuǎn)振動，表現(xiàn)為旋轉(zhuǎn)不均勻、機組角速度周期性地加大和減小。第三節(jié)水輪發(fā)電機組的振動和平衡簡介機組振動的現(xiàn)象和危害振動的影響及危害①機組的轉(zhuǎn)動部分和軸承受周期性交變力的作用，造成螺栓松動、焊縫開裂，甚至使主軸因材料疲勞而損壞。②機組固定部分的軸承、機架、地腳螺栓、連接螺栓等會因振動而變形、松動。③機組輸出的頻率和波形會因振動而變化，降低供電的質(zhì)量。④嚴(yán)重的振動還會破壞機組運行的穩(wěn)定性，致使機組無法運行。振動的影響及危害引起機組振動的原因水力原因水輪機是機組轉(zhuǎn)動的動力來源，它工作不穩(wěn)定必然影響整個機組。水輪機及通過的水流方面，常見的主要問題有：轉(zhuǎn)輪四周水力不平衡。反擊型水輪機發(fā)生空腔氣蝕。導(dǎo)葉或輪葉產(chǎn)生不穩(wěn)定的渦流。高水頭長輸水管道的機組，在負(fù)荷變化時可能因水錘現(xiàn)象而造成振動。引起機組振動的原因電氣原因發(fā)電機氣隙不均勻勵磁系統(tǒng)工作不穩(wěn)定三相負(fù)荷不平衡電力系統(tǒng)發(fā)生波動機械原因轉(zhuǎn)動部分靜不平衡轉(zhuǎn)動部分動不平衡機組軸線缺陷軸承缺陷調(diào)速器調(diào)試不良電氣原因關(guān)于振動原因的分析方法為了找出一臺機組發(fā)生振動的主要原因并加以消除，通?？梢杂梢韵聨追矫嬷诌M行分析：①測量和分析振動的頻率振動的頻率應(yīng)該用測振儀測量，但須在不同部位和不同方向上測量，以求全面掌握機組的振動情況。②掌握振幅與機組運行參數(shù)的關(guān)系機組振動的幅度，尤其是振動嚴(yán)重部位的振幅，往往隨某些運行參數(shù)變化。③要在試驗中查找和消除主要的振動原因關(guān)于振動原因的分析方法發(fā)電機組的靜平衡轉(zhuǎn)動部分的重心不在其軸線上，是機械振動中最常見也是最主要的原因之一。影響轉(zhuǎn)動部分靜平衡的主要部件有兩個：一是發(fā)電機轉(zhuǎn)子，尤其是疊片而成的磁扼，以及掛裝在磁扼上的磁極；另一個是水輪機的轉(zhuǎn)輪。發(fā)電機轉(zhuǎn)子的靜平衡除容量很小的以外，發(fā)電機的轉(zhuǎn)子都是尺寸很大、重量很重的，其靜平衡無法用試驗的方法檢查調(diào)整，只能依靠組裝的工藝過程來實現(xiàn)。水輪機轉(zhuǎn)輪的靜平衡只能通過試驗來檢查和實現(xiàn)。尺寸及重量較大的大中型轉(zhuǎn)輪則只能用立式的試驗臺進行靜平衡。發(fā)電機組的靜平衡轉(zhuǎn)輪靜平衡立式試驗臺1—轉(zhuǎn)輪2—加配重處3—壓蓋4—螺母5—螺桿6—托架7—定心板8—平衡板9—平衡球10—底板