1 概況
某水庫(kù)電站是2004年9月建成投產(chǎn)的壩后電站，裝有兩臺(tái)軸流定漿式水輪發(fā)電機(jī)組。發(fā)電機(jī)型號(hào)為SF1250-10/1730，出力1000KW；水輪機(jī)型號(hào)為ZDJP502-LH-100，設(shè)計(jì)水頭18.2m，設(shè)計(jì)流量6.62m3/s，額定出力1064KW，額定轉(zhuǎn)速600r/min。裝設(shè)兩套閥門(mén)電動(dòng)裝置型號(hào)為ZC350-18/40 DA （可手動(dòng)），額定轉(zhuǎn)矩3500N.m，電機(jī)功率5.5KW。
2 蝶閥存在的問(wèn)題
某水電站使用的蝴蝶閥是用于閥瓣做直線運(yùn)動(dòng)的ZB系列閥門(mén)電動(dòng)裝置。根據(jù)開(kāi)停機(jī)程序，正常開(kāi)機(jī)必須先打開(kāi)主閥；正常停機(jī)一般要在關(guān)閉水輪機(jī)導(dǎo)水葉后也關(guān)閉主閥；當(dāng)機(jī)組過(guò)速保護(hù)動(dòng)作或事故停機(jī)過(guò)程中導(dǎo)水葉剪斷銷(xiāo)剪斷時(shí)，則要緊急停機(jī)并關(guān)閉主閥。由此可知，主閥的操作與機(jī)組操作關(guān)系極為密切，主閥是水電站安全、可靠運(yùn)行的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。一旦主閥開(kāi)關(guān)失靈，將直接或間接地影響水電站安全。故主閥的自動(dòng)控制是機(jī)組自動(dòng)控制的重要組成部分。
該水電站地處多雷區(qū)，雷雨季節(jié)發(fā)電時(shí)線路受雷擊跳閘比較頻繁，蝶閥需要開(kāi)關(guān)的次數(shù)較多，因此對(duì)蝶閥動(dòng)作的可靠性要求很高，任何時(shí)候都要保證其動(dòng)作正常。現(xiàn)選用ZC350-18/40 DA電動(dòng)蝶閥，當(dāng)系統(tǒng)供電正常時(shí)可正常操作，當(dāng)系統(tǒng)斷電時(shí)，手動(dòng)關(guān)閉因其力矩過(guò)大，幾名大漢也難于操作，無(wú)法配合機(jī)組正常開(kāi)關(guān)，給電站安全運(yùn)行帶來(lái)極大安全隱患。
2.1 35KV輸電線路斷電時(shí)電動(dòng)蝶閥無(wú)法開(kāi)啟和關(guān)閉
電站電氣主結(jié)線是單回路接線方式,因35KV輸電線路是電站唯一的輸電線路，當(dāng)系統(tǒng)停電時(shí)，廠用電源消失，電動(dòng)蝶閥無(wú)法動(dòng)作，影響機(jī)組開(kāi)停機(jī)：（1）當(dāng)機(jī)組處于備用狀態(tài)，需要開(kāi)機(jī)發(fā)電自用時(shí)，因無(wú)法打開(kāi)電動(dòng)蝶閥，而無(wú)法開(kāi)機(jī)，導(dǎo)致整個(gè)電廠癱瘓；（2）若機(jī)組處于正常停機(jī)過(guò)程或事故停機(jī)過(guò)程中導(dǎo)水葉剪斷銷(xiāo)剪斷時(shí)，電動(dòng)蝶閥無(wú)法關(guān)閉，致使水輪發(fā)電機(jī)組不能停機(jī)，導(dǎo)致軸瓦損壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)擴(kuò)大事故范圍。
2.2線路失電機(jī)組過(guò)壓保護(hù)動(dòng)作導(dǎo)致廠用電源消失電動(dòng)蝶閥無(wú)法關(guān)閉
在機(jī)組運(yùn)行中，因發(fā)生線路故障或事故機(jī)組甩全負(fù)荷，接力器快速關(guān)至空載開(kāi)度或全關(guān)位置，造成機(jī)組轉(zhuǎn)速急劇升高至某個(gè)最大值，同時(shí)，壓力引水系統(tǒng)產(chǎn)生水錘，水壓大幅度波動(dòng)，會(huì)影響機(jī)組的強(qiáng)度和壽命，危及水電站的安全�？赏ㄟ^(guò)調(diào)保計(jì)算，根據(jù)水電站過(guò)水系統(tǒng)和水輪發(fā)電機(jī)組的特性，合理選擇導(dǎo)葉接力器關(guān)閉規(guī)律，進(jìn)行水壓變化和機(jī)組轉(zhuǎn)速變化計(jì)算，使壓力變化與轉(zhuǎn)速上升值都在允許范圍內(nèi)。保證在系統(tǒng)跳閘后，機(jī)組仍能帶回廠用電穩(wěn)定運(yùn)行。但大隆洞水電站在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)發(fā)電期間系統(tǒng)突然失電時(shí)（備用電源42TM失效），如果兩臺(tái)機(jī)組同時(shí)運(yùn)行，因受水錘壓力影響，調(diào)速器動(dòng)作慣性大，不能迅速減小導(dǎo)水葉的開(kāi)度，兩臺(tái)機(jī)組轉(zhuǎn)速急升，并時(shí)高時(shí)低持續(xù)上升不能穩(wěn)定，最終造成機(jī)端電壓達(dá)到“過(guò)電壓保護(hù)”動(dòng)作值而自動(dòng)解列——跳斷路器601和602跳滅磁開(kāi)關(guān)。
當(dāng)兩臺(tái)機(jī)組同時(shí)運(yùn)行時(shí)，機(jī)組因過(guò)電壓跳閘，廠用電源消失（41TM失電），電動(dòng)蝶閥因失去工作電源無(wú)法關(guān)閉，此時(shí)事故停機(jī)過(guò)程中若水輪機(jī)導(dǎo)水葉剪斷銷(xiāo)剪斷，將導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)組不能停機(jī)。雖然電動(dòng)蝶閥裝有手動(dòng)機(jī)構(gòu)，由于其管徑達(dá)2米，額定轉(zhuǎn)矩3500N.m，手動(dòng)操作時(shí)間長(zhǎng)且費(fèi)勁，無(wú)法滿足機(jī)組緊急事故時(shí)在2min內(nèi)關(guān)閉蝶閥的工作要求。
3 處理措施
為保證本水電站安全運(yùn)行，我們采取以下技術(shù)措施進(jìn)行處理：針對(duì)電站只有35KV輸電線路單一電源，不能滿足隨時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉電動(dòng)蝶閥的工作要求。采取從附近低壓配電網(wǎng)（農(nóng)用變壓器）獨(dú)立引入一回低壓饋電線（800米）作為備用電源（見(jiàn)下圖所示）。在兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組因過(guò)電壓跳閘停機(jī)時(shí)，廠用電源消失（41TM失電），斷路器Q1跳閘，雙電源CA1自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)使斷路器Q2接入，廠用電即轉(zhuǎn)由近區(qū)低壓配電網(wǎng)供電。確保了當(dāng)35KV輸電線路斷電后，機(jī)組停機(jī)時(shí)，仍能由近區(qū)低壓配電網(wǎng)提供廠用電供電動(dòng)蝶工作。
通過(guò)增設(shè)備用電源提高廠用電供電的可靠性，從而避免了事故停機(jī)過(guò)程中若水輪機(jī)導(dǎo)水葉剪斷銷(xiāo)剪斷，導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)組不能停機(jī)的事故，使到蝶閥操作基本滿足機(jī)組運(yùn)行要求。
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