沙灣水電站技術(shù)供水偏心半球閥的故障分析與改良建議

沙灣水電站技術(shù)供水偏心半球閥的故障分析與改良建議1、概述

沙灣水電站位于某省***市沙灣區(qū)葫蘆鎮(zhèn)，為大渡河干流下游梯級(jí)開發(fā)中的第一級(jí)電站，采用一級(jí)混合式(河床式廠房加長(zhǎng)尾水渠)開發(fā)，以發(fā)電為主，兼顧灌溉，總裝機(jī)容量為480MW(4×120MW)，屬國(guó)家大(Ⅱ)型規(guī)模電站。該電站額定水頭24.5m，機(jī)組技術(shù)供水采用兩路蝸殼取水，主要供應(yīng)機(jī)組各軸承、發(fā)電機(jī)空冷器及機(jī)組主軸密封(備用水)。因電站為徑流式，庫(kù)容較小，無調(diào)節(jié)能力，而來水量變幅較大，負(fù)荷變更也較為頻繁，開停機(jī)次數(shù)也隨之增加，所以，務(wù)必保證機(jī)組技術(shù)供水偏心半球閥能自動(dòng)正常開關(guān)，才能保證自動(dòng)開機(jī)的成功率。電站自發(fā)電伊始，時(shí)有因技術(shù)供水偏心半球閥不能正常自動(dòng)開啟、延誤開機(jī)時(shí)間將會(huì)因調(diào)整負(fù)荷不滿足電網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)施細(xì)則中的時(shí)間響應(yīng)而受到欠發(fā)電量的考核。筆者就此問題開展了分析研究，提出了此類故障的排查方法及改良建議。

2、機(jī)組技術(shù)供水偏心半球閥操作故障分析及處理

(1)可能原因之一：偏心半球閥控制方式及實(shí)際位置不正確。若在上位機(jī)給“開技術(shù)供水偏心半球閥”令，則先檢查其控制方式是否在“遠(yuǎn)方”及“全關(guān)”位置，若控制方式不在“遠(yuǎn)方”位置，則到現(xiàn)場(chǎng)控制箱上將切換把手打至“遠(yuǎn)方”位置，若將切換把手打至“遠(yuǎn)方”位置之后，上位機(jī)仍未有“遠(yuǎn)方”信號(hào)，則檢查切換把手是否失靈或信號(hào)反應(yīng)回路是否故障、回路接線端子是否松動(dòng)等。若上位機(jī)“全關(guān)”信號(hào)燈不亮，則到現(xiàn)場(chǎng)檢查控制箱上“全關(guān)”指示燈是否點(diǎn)亮，若此燈未點(diǎn)亮，則檢查偏心半球閥是否在“全關(guān)”位置，若未在“全關(guān)”位置，則將切換把手打至“現(xiàn)地”位置后，按下“關(guān)”按鈕操作閥門直到“全關(guān)”位置，若閥體到達(dá)“全關(guān)”位置后，控制箱上“全關(guān)”指示燈仍未點(diǎn)亮或上位機(jī)仍未有“全關(guān)”信號(hào)，則調(diào)節(jié)閥體上的行程開關(guān)直到有“全關(guān)”信號(hào)為止;若調(diào)節(jié)閥體行程開關(guān)后，控制箱上“全關(guān)”指示燈仍然未點(diǎn)亮，則應(yīng)檢查信號(hào)回路是否有故障或端子是否出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。通過排查直到上位機(jī)有“遠(yuǎn)方”及“全關(guān)”信號(hào)為止，二者缺一不可。

(2)可能原因之二：上位機(jī)至現(xiàn)地PLC通訊回路故障。監(jiān)控系統(tǒng)給“開技術(shù)供水偏心半球閥”令后，偏心半球閥還是沒有任何反應(yīng)。此時(shí)，到現(xiàn)地LCU1#柜上將控制把手打至“現(xiàn)地”位置，在人機(jī)畫面內(nèi)操作機(jī)組技術(shù)供水偏心半球閥，若偏心半球閥動(dòng)作，則證明是上下位機(jī)之間通訊故障;若偏心半球閥還是沒有動(dòng)作，則檢查L(zhǎng)CU柜內(nèi)PLC開出模塊上相應(yīng)指示燈是否點(diǎn)亮，如未點(diǎn)亮則說明PLC本身未輸出，則應(yīng)檢查操作條件是否滿足、模塊本身是否故障;如點(diǎn)亮，則檢查L(zhǎng)CU2#柜上“開技術(shù)供水偏心半球閥”J30繼電器是否動(dòng)作勵(lì)磁，若不動(dòng)作勵(lì)磁，則說明LCU開出后信號(hào)未到達(dá)繼電器，則應(yīng)檢查L(zhǎng)CU柜內(nèi)繼電器電源開關(guān)是否投入或跳閘，檢查PLC開出模塊和J30之間連線是否松動(dòng)，繼電器J30是否損壞等。如果J30已動(dòng)作，則說明開出沒有問題，其下常開接點(diǎn)理應(yīng)閉合，此時(shí)應(yīng)檢查L(zhǎng)CU2#柜后左側(cè)端子排上X51的第59、60號(hào)端子(開技術(shù)供水偏心半球閥)是否有松動(dòng)現(xiàn)象以致接觸不好(此控制電源為AC220V，取于技術(shù)供水偏心半球閥動(dòng)力電源的B-N)。若端子未見松動(dòng)現(xiàn)象，則檢查此電源是否消失或繼電器座是否已損壞。

排除以上情況后若還是不能遠(yuǎn)方自動(dòng)運(yùn)行，而在現(xiàn)地可以電動(dòng)，則有可能為遠(yuǎn)控回路問題。由于此遠(yuǎn)控回路中串接了一個(gè)“遠(yuǎn)方停止技術(shù)供水偏心半球閥”常閉接點(diǎn)KA1(如果此接點(diǎn)斷開，則遠(yuǎn)控總回路就被斷開了)，于是，檢查接點(diǎn)上的繼電器KA1，若“遠(yuǎn)方停止技術(shù)供水偏心半球閥”繼電器未動(dòng)作勵(lì)磁，則可能為接點(diǎn)KA1損壞、回路故障或接線端子松動(dòng)。

(3)可能原因之三：現(xiàn)地控制箱內(nèi)的控制元件或動(dòng)力電源回路故障。若遠(yuǎn)方、現(xiàn)地均不能操作，則應(yīng)檢查控制箱內(nèi)控制回路保險(xiǎn)1FU是否熔斷或接觸不良，熱繼電器1KH是否動(dòng)作(過載)或動(dòng)作值調(diào)整得過小，“開技術(shù)供水偏心半球閥”接觸器1KM或“關(guān)技術(shù)供水偏心半球閥”接觸器2KM是否粘結(jié)或損壞。

若還是不能操作，則檢查技術(shù)供水偏心半球閥閥體行程開關(guān)，若是“開技術(shù)供水偏心半球閥”，則要求技術(shù)供水偏心半球閥在非“全開”位置，即“全開”常閉接點(diǎn)不動(dòng)作;若是“關(guān)技術(shù)供水偏心半球閥”，則要求技術(shù)供水偏心半球閥在非“全關(guān)”位置。即“全關(guān)”常閉接點(diǎn)不動(dòng)作(不管是遠(yuǎn)方還是現(xiàn)地操作均經(jīng)過此控制回路，只是遠(yuǎn)方操作時(shí)監(jiān)控流程里有閉鎖程序，即開閥門時(shí)須有“全關(guān)”信號(hào)，關(guān)閥門時(shí)須有“全開”信號(hào))。

若在排除以上情況后還是無法操作，則應(yīng)檢查動(dòng)力回路三相電壓是否過低、缺相、接地、失電、開關(guān)誤跳、接線端子松動(dòng)檢修后未接線及電機(jī)故障等。

監(jiān)控系統(tǒng)給“開技術(shù)供水偏心半球閥”或“關(guān)技術(shù)供水偏心半球閥”令后閥體確已動(dòng)作到位，但上位機(jī)無相關(guān)位置信號(hào)，則應(yīng)檢查上送LCU的信號(hào)回路是否正常，“全關(guān)”或“全開“接點(diǎn)是否正常，回路接線端子是否松脫。

若上位機(jī)報(bào)“機(jī)組技術(shù)供水偏心半球閥過載動(dòng)作”，則到現(xiàn)地控制箱內(nèi)檢查熱繼電器1KH是否動(dòng)作，若動(dòng)作，則檢查此控制回路是否有受潮接地現(xiàn)象;若熱繼電器1KH未動(dòng)作，則有可能為誤發(fā)信號(hào)，此情況下只需復(fù)歸信號(hào)即可恢復(fù)正常。除了以上情況，還有可能是控制電源消失所致，應(yīng)檢查電壓是否正常，若失電則將電壓恢復(fù)正常即可。

若給“開技術(shù)供水偏心半球閥”令后，閥門往關(guān)方向動(dòng)作;在給“關(guān)技術(shù)供水偏心半球閥”令后，閥門往開方向動(dòng)作，則檢查三相動(dòng)力電源相序或本次運(yùn)行前此設(shè)備有無檢修作業(yè)。

3、建議

(1)由于沙灣電站水頭變化較大，機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性將會(huì)受到一定的影響，然而，這是不可防止的，唯一可做的就是盡量使機(jī)組避開振動(dòng)區(qū)運(yùn)行，以保證電氣回路接線端子的緊固性及穩(wěn)定性。同時(shí)，還能防止因繼電器接點(diǎn)抖動(dòng)所造成的裝置誤動(dòng)，減少不必要的損失。

(2)由于機(jī)組技術(shù)供水偏心半球閥及控制箱均裝設(shè)在技術(shù)供水設(shè)備廊道，濕度較大，特別是夏季，控制箱內(nèi)布滿水汽以致控制電纜發(fā)霉、發(fā)脹?？稍谙鋬?nèi)增加溫濕度控制裝置或在廊道內(nèi)裝設(shè)除濕機(jī)，則可保證控制箱內(nèi)干燥、適溫，從而防止因控制電纜絕緣降低或接地所造成的拒動(dòng)或誤動(dòng)。

(3)沙灣水電站機(jī)組技術(shù)供水偏心半球閥控制回路電源取自于電機(jī)動(dòng)力回路的B相，為交流220V，電壓波動(dòng)較大且不可靠?？蓮臋C(jī)組分電屏上取一路直流電源作為該控制電源，從而可增大電源的可靠性及穩(wěn)定性。

(4)在監(jiān)控系統(tǒng)程序內(nèi)取消“全開”、“全關(guān)”閉鎖條件，即開技術(shù)供水偏心球閥時(shí)不需要判斷“全關(guān)”信號(hào)是否滿足，關(guān)技術(shù)供水偏心球閥時(shí)不需要判斷“全開”信號(hào)是否滿足，但是其控制回路中的“全關(guān)”、“全開”信號(hào)不改變，這樣實(shí)施就能滿足倘若信號(hào)未上送也能遠(yuǎn)方操作。

4、結(jié)語

由于機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)屬于水電站輔助設(shè)備系統(tǒng)，往往不被重視。沙灣水電站一年每臺(tái)機(jī)組的開機(jī)次數(shù)約240次，若每次開機(jī)因處理技術(shù)供水而滯后調(diào)令時(shí)間(負(fù)荷以12萬kW?h單機(jī)額定負(fù)荷計(jì)算)10min，則每次會(huì)產(chǎn)生欠發(fā)電量2萬kW?h，一年下來的考核電量約為960萬kW?h?！度A中區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)