精编发电机组及其附属设备技术改造项目可行性研究报告模板范本

技术改造项目可行性研究报告一、前言：（一）项目名称:发电机组单元及其附属设备技术改造（二）项目性质：技术改造项目（三）承担可行性研究的单位、可研编制人：承担可行性研究的单位：可研编制人：（四）项目负责部门：设备部（五）项目负责人：二、项目提出的背景及改造的必要性：（一）原系统或设备的基本情况：1.拟进行改造的系统或设备的基本情况说明（系统或设备简述、铭牌、制造商、投产日期、技术状况及其他有关技术参数）（1）水轮发电机组电站安装有5台混流式水轮发电机组，天津XX水电设备有限公司制造。

水轮机型号：HLF169AO-LJ-768,额定出力355.4MW，额定水头67.00m，额定流量593.1m3/s，额定转速85.71r/min，由座环、蜗壳、机坑里衬、尾水管、导水机构、转动、导轴承、主轴密封、接力器、主轴空气阀等部件组成。

发电机为三相、立轴半伞式、密闭自循环空冷同步发电机，采用三段式结构，型号为SF350－70/15880，额定容量388.89MWA,额定电压18kV，额定电流12474A，由上盖板、上机架和上导轴承、定子、转子、上端轴、下端轴、下机架和下导轴承、推力轴承、集电环刷架、辅助装置等组成。

（2）调速系统水轮机调速器为武汉XXX公司生产的型号为PFWT-200-6.3-STARS微机调速器，采用三个独立的微机控制器组成；调速器设置有频率调节、开度调节及功率调节三种调节模式；液压系统主配压阀型号为FC20000，由双精滤油器、比例伺服阀、手自动切换阀、液动紧急停机阀、电动紧急停机阀、手动紧急停机阀、分段关闭电磁阀以及管路等组成。

（3）励磁系统发电机励磁调节器采用XXX公司生产的FWL/B型自并励静止可控硅励磁系统和NES-5100励磁调节系统，由两套完全独立的控制单元构成，每套调节器均设有AVR、FCR及各种辅助控制、限制、监视和保护功能。

励磁变压器由海南金盘生产，采用环氧树脂浇注的三个单相干式整流变压器。

励磁变压器容量为3×990kVA，一次侧电压为18kV，二次侧电压为765V。

（4）主变压器开关站户外布置有5台型号为SFP-390000/500的三相强迫油循环风冷无载调压变压器，重庆ABB变压器有限公司生产，高压侧采用油/SF6套管与GIS相连接；低压侧采用油/空气套管与IPB连接；中性点经油/空气套管引出后直接接地。

（5）500kV GIS500kV GIS由XX公司生产，型号为ZF8—550，共10个间隔，包括5个进线间隔、2个出线间隔、1个母联开关间隔和2个PT、避雷器间隔。

GIS为金属封闭离相式结构，铝合金外壳。

8台断路器为水平卧式，双断口，配液压弹簧操作机构，型号为ZF8-550(L)/Y2550-50，额定电压550kV，额定电流2500A, 额定短时耐受电流50 kA/1s。

采用双母线带母联断路器接线方式，二回500kV出线由GIS室顶出线平台送至500千伏张家坝变电站。

（6）继电保护系统发电机保护为XXRCS-985GW，变压器保护为南瑞继保RCS-985TW，变压器非电量保护为南瑞继保RCS-974AG。

线路保护为双重化配置,为南瑞继保RCS-931AM型超高压线路成套保护装置、RCS-925A型过电压保护及故障起动装置和重合闸及辅助保护柜中的RCS-923B型断路器失灵起动及自动重合闸装置。

母联开关保护由母联开关PRC23A-20辅助保护柜内的南瑞继保RCS-923A型断路器失灵及辅助保护装置构成。

（7）计算机监控系统计算机监控系统采用XX集团公司生产的SJ-600型水电厂分层分布式计算机监控系统，全开放全分布式体系结构。

整个系统分成主控级和现地控制级两层，全厂历史数据库安装在在主控级信息管理工作站中。

监控系统各功能分布在系统的各个节点上，每个节点严格执行指定的任务，并通过网络与其它节点进行通信。

现地控制级按电站设备分布设置，整个电站设置5套机组现地控制单元（LCU1～LCU5）、1套公用现地控制单元（LCU6）和1套开关站现地控制单元（LCU7）。

计算机监控系统完成对电站主要机电设备的实时数据采集和处理、实时控制和调节、安全运行监视、统计制表和记录、事故处理指导和恢复操作指导、语音报警、系统通信、系统自诊断与自恢复、程序开发及模拟培训、电站运行维护管理及ON CALL等功能。

2.运行简历：2号发电机组于2008年5月15日投产，至2016年共进行了一次A 修，时间2012年11月18日-2013年2月5日，一次B修，时间2010年3月3日-2010年4月10日，7次C修，最近一次检修为2016年11月8日开始的C修。

3.主要历史状况等：（1）发电机定子上层线棒绝缘受损。

2014年3月5日，2号机组网源参数试验期间，在进行励磁调节器的反时限动作功能测试时，由于误整定励磁参数，导致发电机失磁失步，造成2号发电机转子阻尼环Ω形软连接因固定螺栓过流熔断导致断裂并甩出，对部分定子线棒端部、R 弯和出槽口等处绝缘不同程度损伤。

根据定子线棒绝缘受损的具体程度、现场检查情况及试验结果，确定对主绝缘严重受损的线棒进行更换，表层绝缘受损线棒进行修补处理，其余线棒进行一般修复处理。

计划在第二轮A修中对2号发电机定子绕组进行绝缘老化鉴定试验，评估绕组绝缘状态，并结合鉴定结果，更换线棒R弯部主绝缘受损的98根线棒。

（2）控制环偏磨严重。

2号机组控制环在运行中因抗磨板的磨损，磨擦部位出现大量粉末状铁屑，混入润滑脂中溢出，2015年11月进行C修时将控制环吊起检查，发现大部分抗磨板磨损严重，其中小部分已彻底磨损，同时控制环和顶盖结合部位也有不同程度的磨损情况。

该情况在3号、5号机组上也存在，但以2号机组磨损最为严重，且存在以下共性：○1控制环压板螺栓均有被磨损痕迹；○2+Y方向立面抗磨板磨损严重，-Y方向底面抗磨板磨损严重。

2015年11月C修进行了以下处理：对控制环抗磨板全部进行了更换，重新钻铰抗磨板螺栓；考虑到控制环+Y方向磨损较严重，对控制环调转180°后重新回装，调整好接力器水平后与控制环进行了连接。

经过一年的运行，2016年11月C修对2号机组控制环吊起检查发现，除+Y方向控制环与顶盖止口边缘存在磨损外，其余控制环立面、控制环底面抗磨板均未有重大磨损，只存在个别的刮擦现象。

（二）存在的主要问题：1.缺陷情况的历史记录和叙述：（1）发电机定子绕组绝缘受损：2014年3月5日，2号机组网源参数试验期间，在进行励磁调节器的反时限动作功能测试时，由于误整定励磁参数，导致发电机失磁失步，造成2号发电机转子阻尼环Ω形软连接因固定螺栓过流熔断导致断裂并甩出，对部分定子线棒端部、R 弯和出槽口等处绝缘不同程度损坏。

（2）导叶中轴套漏水：导叶中轴套密封老化、损坏，使得中轴套与导叶产生偏摩，造成轴套与轴颈间隙不均导致各台机组均出现导叶中轴套漏水问题，严重影响机组安全运行。

在历年的检修中，对中轴套进行了多次的密封更换，但效果不佳，且处理时要通过将中轴套顶出来更换密封，费力费时。

（3）控制环抗磨板磨损：2号机组控制环在运行中因抗磨板的磨损，磨擦部位出现大量粉末状铁屑，混入润滑脂中溢出，2015年11月进行C修时，将控制环吊起检查，发现大部分抗磨板磨损严重，其中小部分已彻底磨损，同时控制环和顶盖结合部位也有磨损情况。

2.影响人身和设备安全的问题：发电机中性点铜排存在异常过热点：高温大负荷期间，5台发电机中性点各分支温度存在分布不均衡现象，存有异常温升点。

3.影响设备可靠性的问题：（1）电气二次设备接近或超过设计使用寿命：机组附属的电气二次设备主要包括机组计算机监控系统LCU、发电机励磁系统、发电机保护系统、主变压器保护系统、发电机故障录波装置、技术供水流量计、机组状态监测系统、主变冷却器控制系统、水轮机辅助设备控制系统等，随着投产年限的增加，各类元器件老化严重，备件采购困难，设备系统逐步进入故障高发期，可靠性明显降低。

通过对设备厂家的实地调研和设备厂家意见，计划结合机组A修对上述设备系统进行升级改造，消除设备老化所带来的安全隐患，提高设备系统及发电机组的运行可靠性。

（2）发电机磁极键改造：我公司发电机转子磁极键的采用锯齿形磁极键，两个字母键组合起来，用于锁紧发电机转子磁极，具体如图11，近年来，在进行机组定检或者机组检修检查发电机磁极过程中，多次发现磁极键出现松动，磁极垫片被甩出的问题，危及发电机设备的安全稳定运行。

经过第一轮机组A修后，对发电机转子圆度进行了调整，处理过程中回装磁极，出现过磁极键在打键过程中上端部被打散变形的情况，若两个磁极键在安装过程中相对高度过小，容易出现两个磁极键松动，2013年1号机组A修过程中，由于两个子母磁极键安装过程中预留相对长度过小，导致机组在过速试验后出现多个磁极松动的情况。

4.系统配置与偏差无。

5.环境保护的问题：无。

6.节能降耗、提高经济性：无。

7.改善劳动环境和条件等：发电机励磁集电环加装碳粉吸收装置：发电机组运行过程中，电刷与集电环摩擦产生大量碳粉，如无法有效排除，积存覆盖在励磁集电环、电刷、刷握、励磁引线等处，导致励磁集电环由于碳粉过多，发生转子绝缘降低及接地故障，对机组安全稳定运行造成严重影响。

由于受空间限制，机组未安装集电环碳粉吸收装置，在近10年的运行过程中，发生过多起由于碳粉堆积未及时清扫导致的转子一点接地故障；且在高温大负荷期间，每400h需定期对堆积碳粉进行清扫，降低了设备可靠性。

同时，清理工作多在夜间进行，清扫时间较长，增加了人员安全风险（三）进行技术改造的必要性：2号发电机组存在发电机定子上层线棒绝缘受损、控制环严重偏磨等重大缺陷，考虑到发电机定子线棒绝缘劣化速度和机组运行中突发绝缘击穿事件的不确定性和高风险性，通过技术改造、检修，消除上述缺陷隐患，保证机组安全稳定运行。

（四）调查研究的主要依据、过程及结论：机组健康状况对比：1.定子机座振动水平对比：电站投产后，5台机组定子机座振动超标一直是困扰安全运行的重大顽疾。

首轮A修后，通过调整机组磁极圆度、定转子间空气间隙，定子机座振动水平得到明显改善，但仍然超出规程要求。

公司多次组织主机厂家、电科院及行业内知名专家对定子机座振动超标问题进行咨询和分析，并于2016-2017年陆续开展的3号机组B修、2、4、5号机组扩大性C修工作中对定子铁芯拉紧螺杆进行紧固至设计值，成功将5台机组定子机座水平振动降低至GB/T 7894-2009《水轮发电机基本技术条件》第1号修改单（国家标准公告2014年28号）规定的C区域以下。

计划在2018年底开始的第二轮机组A修中，结合磁极键改造为整体式结构以提升磁极键强度专项技改，再次高标准地调整发电机转子圆度，并按照设计预紧力再次对定子铁芯拉紧螺杆进行全面紧固，进一步优化定子机座振动水平。