第

章

水輪發(fā)電機組的啟動試運行本章內容水輪發(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容第

章

水輪發(fā)電機組的啟動試運行本章內容水輪發(fā)電機第一節(jié)機組啟動試運行的目的和內容機組起動試運行的目的根據有關的技術規(guī)程和電站的設計資料，對水工建筑物、機電設備等進行一次全面的質量檢查，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，以及工程或設備所存在的缺陷，及時處理以保證電站能順利地投產。在機組起動之前，以及試運行過程中對機電設備進行調整試驗。測定相關的運行參數(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準備。電站從試運行結束起轉入試生產，施工單位與管理的業(yè)主單位之間，應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容機組起動試運行的目的起動試運行的甚本內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空載試驗帶負荷試驗甩負荷試驗72h試運行起動試運行的甚本內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，存在一定的風險，再加上技術要求十分嚴格，因此必須做到有嚴密的組織領導，要按照事先的計劃安排來逐步進行。嚴密組織，統(tǒng)一指揮。試運行要按規(guī)程規(guī)范進行，保證質量。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)定試運行前應根據規(guī)范的規(guī)定，結合電站具體情況，編制機組試運行程序或大綱、試驗檢查項目和安全措施。對機組及有關輔助設備，應進行全面清理、檢查，其安裝質量應合格，并經驗收。輸水及尾水系統(tǒng)(含尾調室)的閘門、閥門均應試驗合格，處于關閉位置，進人孔、悶頭等應可靠封堵。水輪發(fā)電機組繼電保護、自動控制、測量儀表及機組有關電氣設備均應根據相應的規(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向尾水調壓室、尾水管及蝸殼充水平壓，檢查各部位，應無異常現(xiàn)象。②根據設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，啟閉時間應符合設計要求。④檢查和調試機組蝸殼取水系統(tǒng)及尾水管取水系統(tǒng)，其工作應正常。機組技術供水系統(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，不應有急劇升高現(xiàn)象。運行至溫度穩(wěn)定，其穩(wěn)定溫度不應超過設計規(guī)定值；④測量機組運行擺度(雙幅值)，其值應不大于75％的軸承總間隙；⑤測量機組振動，其值不應超過表8—1的規(guī)定，如果機組的振動超過表8—1的規(guī)定值，應進行動平衡試驗；⑥測量發(fā)電機殘壓及相序，相序應正確；⑦清掃滑環(huán)表面。機組空載試運行調速器調整、試驗①檢查電液轉換器或電液伺服閥活塞的振動應正常；②機組在手動方式下運行時，檢測機組在3min內轉速擺動值，取三次平均值不應超過額定值的±0.2％；③調速器應進行手動、自動切換試驗，其動作應正常，接力器應無明顯的擺動；④調速器空載擾動試驗數(shù)據應符合設計規(guī)定；⑤在選取的參數(shù)下，機組空載工況自動運行時，轉速相對擺動值不應超過額定轉速值的±0.15％。調速器調整、試驗停機過程及停機后應檢查下列各項：①錄制停機轉速和時間關系曲線；②檢查轉速繼電器的動作情況；③監(jiān)視各部軸承溫度情況，機組各部應無異常現(xiàn)象；④停機后檢查機組各部位，應無異?，F(xiàn)象。機組過速試驗，應按設計規(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部進行檢查。停機過程及停機后應檢查下列各項：機組自動起動，應檢查下列各項：①錄制自發(fā)出開機脈沖至機組升至額定轉速時，轉速和時間的關系曲線；②檢查推力軸承高壓油頂起裝置動作和油壓應正常；③機組開機程序和自動化元件的動作應正常。機組自動停機，應檢查下列各項：①錄制自發(fā)出停機脈沖至機組轉速降至零時，轉速和時間的關系曲線；②機組轉速降至規(guī)定轉速時，推力軸承高壓油頂起裝置應自動投入；③機組轉速降至規(guī)定制動轉速時，轉速繼電器的動作情況應正常，并檢查機組制動情況；④停機過程中調速器及各自動化元件動作應正常。機組自動起動，應檢查下列各項：在發(fā)電機穩(wěn)態(tài)短路升流情況下，應檢查下列各項：①發(fā)電機逐級升流各電流二次回路不應開路，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，其滅磁情況應正常。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的調差極性檢查及手動單元轉子電流部分的調整試驗。發(fā)電機升壓試驗應符合下列要求：分階段升壓至額定電壓，發(fā)電機及發(fā)電機電壓設備帶電情況均應正常；電壓互感器二次回路的電壓、相序及儀表指示應正確。繼電保護裝置工作應正常；在50％及100％額定電壓下，跳開滅磁開關，其滅磁情況應正常。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、振動值應符合要求。在發(fā)電機穩(wěn)態(tài)短路升流情況下，應檢查下列各項：發(fā)電機空載工況下勵磁裝置的調整試驗應符合下列要求：

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

發(fā)電機空載工況下勵磁裝置的調整試驗應符合下列要求：在額定轉速下，錄制發(fā)電機空載特性，當發(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。根據中性點接地方式不同，發(fā)電機應作單相接地試驗，進行消弧線圈補償或保護動作正確性校驗。如機組設計有電氣制動，則應進行電氣制動試驗。投人電氣制動的轉速、投人混合制動的轉速、總制動時間應符合設計要求。第八章水輪發(fā)電機組的啟動試運行課件機組并網及負載下的試驗機組并列試驗應具備下列條件：發(fā)電機對主變壓器高壓側經穩(wěn)態(tài)短路升流試驗應正常；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正常，檢查同期回路接線應正確；與機組投人有關的電氣一次和二次設備均已試驗合格。）機組帶負荷試驗：有功負荷應逐步增加，各儀表指示正確，機組各部溫度、振動、擺度符合要求，運轉應正常。機組并網及負載下的試驗機組負載下勵磁裝置試驗，應符合下列要求：①在各種負荷下，調節(jié)過程應穩(wěn)定；②在有條件時，測定并計算發(fā)電機電壓調差率應符合設計要求；測定并計算發(fā)電機電壓靜差率，其值應符合設計要求；③可控硅勵磁調節(jié)器應分別進行各種限制器及保護的試驗和整定；④在小負荷下進行電力系統(tǒng)穩(wěn)定器裝置(PSS)試驗。機組負載下調速器試驗，應滿足下列要求：①在自動運行時進行各種控制方式轉換試驗，機組的負荷、接力器行程擺動應滿足設計要求；②在小負荷下檢查不同的調節(jié)參數(shù)組合，機組速增或速減10％額定負荷，錄制機組轉速、水壓、功率和接力器行程等參數(shù)的過渡過程，選定負載工況時的調節(jié)參數(shù)，應滿足設計要求。機組負載下勵磁裝置試驗，應符合下列要求：機組甩負荷試驗，應在額定負荷的25％、50％、75％、100％下分別進行，調速器的調節(jié)性能應符合下列要求：①甩25％額定負荷時，錄制自動調節(jié)的過渡過程。測定接力器不動時間，應不大于0.2s；②甩100％額定負荷時，校核導葉接力器關閉規(guī)律和時間，記錄蝸殼水壓上升率及機組轉速上升率，均不應超過設計值；③甩100％額定負荷時，錄制自動調節(jié)的過渡過程，檢查導葉分段關閉情況。在轉速的變化過程中，超過穩(wěn)態(tài)轉速3％以上的波峰不超過兩次；④甩100%額定負荷后，記錄接力器從第一次向開啟方向移動起，到機組轉速擺動值不超過±0.5％為止所經歷的時間，應不大于40s；⑤檢查甩負荷過程中，轉槳式或沖擊式水輪機協(xié)聯(lián)關系應符合設計要求。機組甩負荷試驗，應在額定負荷的25％、50％、75％、100在額定負載下一般應進行下列試驗：①低油壓關閉導葉試驗；②事故配壓閥關閉導葉試驗；③根據設計要求和電站具體情況，進行動水關閉工作閘門或主閥(筒閥)試驗；④無事故配壓閥的電站進行硬關機試驗；⑤燈泡貫流式機組的重錘關機試驗。在額定負載下，機組應進行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，應在通過72h連續(xù)試運行，并經停機檢查處理發(fā)現(xiàn)的所有缺陷后，立即進行30天考核試運行。按設計要求進行進相試驗，進相深度和相關保護整定應符合要求。在額定負載下一般應進行下列試驗：機組條向運行試驗，應檢查記錄下列各項：①記錄關閉導葉后轉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正常。記錄吸出管內水位壓至轉輪以下后機組所消耗的有功功率；③發(fā)電與調相工況相互切換時，自動控制程序及自動化元件的動作應正確；④發(fā)電機無功功率在設計范圍內的調節(jié)應平衡，記錄轉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，除了應滿足上述要求外，一般還應滿足其相關要求。機組條向運行試驗，應檢查記錄下列各項：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。繞軸線的扭轉振動，表現(xiàn)為旋轉不均勻、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，降低供電的質量。④嚴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：轉輪四周水力不平衡。反擊型水輪機發(fā)生空腔氣蝕。導葉或輪葉產生不穩(wěn)定的渦流。高水頭長輸水管道的機組，在負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)定三相負荷不平衡電力系統(tǒng)發(fā)生波動機械原因轉動部分靜不平衡轉動部分動不平衡機組軸線缺陷軸承缺陷調速器調試不良電氣原因關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，通常可以由以下幾方面著手進行分析：①測量和分析振動的頻率振動的頻率應該用測振儀測量，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)的關系機組振動的幅度，尤其是振動嚴重部位的振幅，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于振動原因的分析方法發(fā)電機組的靜平衡轉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。影響轉動部分靜平衡的主要部件有兩個：一是發(fā)電機轉子，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輪。發(fā)電機轉子的靜平衡除容量很小的以外，發(fā)電機的轉子都是尺寸很大、重量很重的，其靜平衡無法用試驗的方法檢查調整，只能依靠組裝的工藝過程來實現(xiàn)。水輪機轉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)電機組的靜平衡轉輪靜平衡立式試驗臺1—轉輪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