大河口水電站機組運行存在的問題與建議-水利水電論文-水利論文

1、大河口水電站機組運行存在的問題與建議 水利水電論文-水利論文文章均為WORD文檔,下載后可直接編輯使用亦可打印大河口水電站建于灤河上游,水庫總庫容2 600萬m3,總裝機容量為1 260 kW,是集發(fā)電、防洪、供水、灌溉、養(yǎng)魚、旅游為一體 的水利樞紐工程,于 1993年8月開工建設(shè),1996年8月竣工.現(xiàn)已運行近20年,為本地區(qū)的經(jīng)濟開展發(fā)揮了巨大作用.1存在問題1. 1水輪發(fā)電機組問題在當(dāng)前小水電上網(wǎng)電價較低,小水電站經(jīng)濟效益較差的情況下, 電站很少有水平進(jìn)行水輪機大修及水輪機轉(zhuǎn)輪的更新.機組運行長時 間沒有經(jīng)過大修,水輪機導(dǎo)葉間隙過大,在正常停機時漏水嚴(yán)重,使 有限的水資源白白浪費,直接影

2、響機組的發(fā)電量.發(fā)電機局部絕緣老 化,轉(zhuǎn)子集電環(huán)磨損及碳刷接觸不良. 大河口水電站兩發(fā)電機并網(wǎng)于 10 kV農(nóng)電網(wǎng),在設(shè)計時并未考慮到 10 kV電網(wǎng)電壓在10 kV的運 行工況.在這種情況下,機組為了并網(wǎng)發(fā)電,勢必加大勵磁電流,使 機端電壓升高,發(fā)電機定子鐵芯工作接近飽和狀態(tài), 電壓額定工作點 接近或高于發(fā)電機空載特性曲線拐點,即使正常運行加大轉(zhuǎn)子勵磁電 流,機組也很難發(fā)出額定無功功率,同時,由于加大了勵磁電流使發(fā) 電機轉(zhuǎn)子發(fā)熱嚴(yán)重,損耗加大,加快了發(fā)電機的絕緣老化,從而使發(fā) 電機的使用壽命 縮短.1. 2水電站輔助設(shè)備局部存在的問題(1)水輪機調(diào)速器問題：大河口水電站水輪發(fā)電機組采用的是

3、YT型機械液壓調(diào)速器,由于有機械杠桿間的配合,轉(zhuǎn)動套和針塞間 隙的存在及主配壓閥搭接量的存在,致使其反響速度慢、靈敏度低, 在開、停機及并網(wǎng)過程中時間較長,一般為 310 min才能并網(wǎng) 發(fā)電,同時,機組事故甩負(fù)荷后,機組易過速飛車,給水輪發(fā)電機組 造成危害.機械離心飛擺在工作中,由于轉(zhuǎn)動套間隙及主配壓閥搭接量的存 在,即使調(diào)速器接力器不動,調(diào)速器處于動平衡狀態(tài)時,其工作油壓 也要被消耗,工作油壓不降,工作壓油泵就得啟動,所以,在調(diào)速器 不做任何調(diào)整時就消耗工作油壓,使壓油泵頻繁啟動,這也是該種機 械離心飛擺式調(diào)速器固有的缺點,同時,也增加了設(shè)備的維護(hù)量及能 源的消耗.針對此種調(diào)速器存在問題和

4、缺點分析,有 3個方面問題 需要解決,一是壓油泵頻繁啟動問題；二是機組失控飛車,開、停機 及并網(wǎng)速度慢,機組事故甩負(fù)荷易飛車；三是電站無法實現(xiàn)微機自動 化限制.壓油泵頻繁啟動問題是此種調(diào)速器固有的缺點,是無法解決的.油泵頻繁啟動,對電能的消耗,泵體的磨損以及電接點壓力表控 制回路的可靠性等,都帶來極大的負(fù)作用.據(jù)統(tǒng)計,調(diào)速器壓油泵啟 動最短的時間間隔為15 min,最長的壓油泵啟動間隔為 30 min左右 根據(jù)15 min啟動1次,那么1 d要啟動96次,對電站經(jīng)濟效益以及設(shè)備的維護(hù)量等都產(chǎn)生極大的負(fù)效應(yīng).(2)發(fā)電機勵磁系統(tǒng)存在問題：大河口水電站發(fā)電機組采用的是 半導(dǎo)體硅整流方式,即可控硅勵

5、磁系統(tǒng),其存在問題主要有兩個方面. 限制勵磁電流的大小是由十轉(zhuǎn)電位器來完成限制的, 該電位器經(jīng)過長 期運行磨損,滑頭經(jīng)常接觸不良,造成機組開機過程中,勵磁系統(tǒng)啟 勵建不了電壓,或者造成機組勵磁電流無法限制,同時,機組在開機 時,發(fā)電機建電壓的空載點很難掌握,容易產(chǎn)生空載過電壓,該種勵 磁設(shè)計有單調(diào)差環(huán)節(jié),其缺點是無論怎樣改變接線,也不能作到勵磁 調(diào)差環(huán)節(jié)只反響機組的無功分量,所以,當(dāng)水頭波動變化,發(fā)電機的 勵磁電流也跟著變化,使機組的無功不穩(wěn)定,如果水頭發(fā)生大的變化 時,勵磁電流增加很多時,發(fā)電機組易過負(fù)荷,造成機組甩負(fù)荷跳閘. 假設(shè)無調(diào)差環(huán)節(jié),兩機組將爭搶無功功率,即某臺機組發(fā)很多無功,甚

6、至造成過負(fù)荷,而另一臺機組那么發(fā)很少的無功,甚至使機組進(jìn)行相運 行,不能很合理分配無功功率,造成整個系統(tǒng)不穩(wěn)定.此種勵磁方式以模擬信號來完成測量、比擬、放大、移相等等一 系列限制,沒有計算機通訊接口,電站不能實現(xiàn)完全的微機自動化, 同時其檢修及維護(hù)工作量較大.1. 3電站電氣設(shè)備所存在的問題(1)變壓器存在的問題：大河口水電站2臺主變及2臺廠S7 變壓器,與現(xiàn)階段生產(chǎn)的 S9 S10系列變壓器相差很多.由于 變壓器鐵芯材質(zhì)導(dǎo)磁率較低,渦流損耗較大,造成空載損耗較大,發(fā) 電運行噪聲很大,同時其直流電阻較大,致使變壓器負(fù)載損耗較大.由于變壓器的設(shè)計及制造工藝問題,使變壓器多處漏油.經(jīng)多年溫度較高運

7、行,使線圈絕緣老化較快,介質(zhì)損失試驗逐年增大.(2)電氣設(shè)備開關(guān)存在的問題：大河口水電站高壓開關(guān)采用的 是SM系列高壓少油斷路器,其開關(guān)的操作機構(gòu)為CD型系列,其缺點如下：維護(hù)量大,開關(guān)每年都得檢修且密封性能差,經(jīng)常漏 45# 絕緣油,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定油開關(guān)滿負(fù)荷跳閘3次,要求停電檢修換油,否那么,45#絕緣油變黑碳化后,造成開關(guān) ,同時,在開關(guān)合閘時,電磁 鐵的動作電流,對電站的直流系統(tǒng)有較大的沖擊,影響電站整體的安 全運行.大河口水電站低壓開關(guān)多采用 DW10系列,其合閘機構(gòu) 不靈活,容易發(fā)卡,在機構(gòu)發(fā)卡時經(jīng)常燒毀合閘線圈,其維護(hù)量較大.2建議和思考2. 1水輪發(fā)電機組的大修首先在機組運行過程中盡

8、量預(yù)防水輪機導(dǎo)葉在小開度下運行,在開機過程中應(yīng)加快并網(wǎng)時間,機組并入電網(wǎng)后,導(dǎo)葉開度應(yīng)在70%以上開度運行,當(dāng)機組出力明顯下降時,要及時檢查水輪機的氣蝕情 況,如水輪機氣蝕嚴(yán)重,在枯水季節(jié)安排機組進(jìn)行大修.發(fā)電機的集電環(huán)運行過程中,如果磁刷打火,說明集電環(huán)不平,碳刷接觸不好,或碳刷彈簧壓緊度不夠,應(yīng)及時進(jìn)行處理和和調(diào)整. 同時,要及時清理碳刷粉末及油污,以預(yù)防碳刷打火造成引線等燃燒.3. 2水電站輔助局部的建議(1)采用微機調(diào)速器替代以前的 YT型機械液壓調(diào)速器.(2)勵磁系統(tǒng)技術(shù)改造及開展方向：目前,發(fā)電機勵磁系統(tǒng)較為 先進(jìn)的均為可控硅微機勵磁系統(tǒng). 有恒電壓/恒電流/恒COS/亙無 功運行方式4種選擇功能.有自動調(diào)差功能.有空載過電壓保 護(hù)功能.有甩負(fù)荷自動穩(wěn)壓功能.有低頻過勵限制功能.有 低轉(zhuǎn)速自動截止勵磁電流功能. 有逆變環(huán)節(jié)及勵磁系統(tǒng)在15%機 組額定電壓下,就可以自勵閉環(huán)運行. 有計算機限制功能.3水電站電氣設(shè)備技術(shù)改造及開展方向4. 1變電力變壓器目前,新建電站的變壓器均選擇了S9 S10系列變壓器.此系列變壓器有如下特點：變壓器鐵芯選擇了高導(dǎo)磁材料,線圈選擇較大的導(dǎo)線截面積以及先進(jìn)的生產(chǎn)工藝,使變壓器空載及負(fù)載損耗均較小.變壓器的電氣絕緣較高,到達(dá) E級以上.變壓器體積及 噪音小,甚至采用全密封結(jié)構(gòu)等.5. 2電氣開