(总)水轮发电机组运行操作及事故处理

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水轮发电机组的运行操作及事故处理
一、机组运行规定
1、机组有下列情况之一者,起动前必须顶转子:
新机组停运超过24h。

机组运行3个月以上,停运超过72h。

机组运行一年后,停运超过240h。

新机组投运前。

推力油槽排油检修后。

2、机组有下列情况之一者禁止启动:
检修闸门、工作闸门或尾水闸门全关。

水轮机保护失灵(过速、事故低油压、剪断销剪断)。

各轴承油位未在合适范围内、油质不合格。

机组冷却水、密封水不能正常供水。

压油装置不能维持正常油压。

制动系统不能正常工作。

检修围带未排气。

顶盖排水泵故障。

事故停机后,未查明原因。

其它影响机组安全运行的情况
3、机组运行中有下列情况之一者应立即停机检查:
轴承温度突然上升或油位不正常升高或降低。

冷却水中断且短时间内不能恢复。

机组摆度或振动异常增加,或有撞击声及其它不正常的噪音危及机组安全运行时。

机组产生140%ne过速后,不论过速时间长短,均应停机检查。

发电机风洞内有异常焦臭味或是弧光。

4、机组在下列情况下,快速闸门应关闭:
机组事故停机时,遇导叶剪断销剪断。

手动紧急事故停机。

远方紧急停机令下达。

电气测速140%Ne动作。

齿盘测速145%Ne动作。

机械过速保护装置动作。

5、发电机在下列情况下应进行零起递升加压试验:
新投运机组或机组大修后第一次加压。

主变压器零起递升加压。

发电机差动保护和复合电压过流保护动作,经外观检查及测试绝缘无异常时。

发电机短路干燥或短路试验后。

6、机组零起递升加压操作应满足下列条件:
机组出口断路器、隔离刀闸在分闸位置。

机组出口PT隔离刀闸在合闸位置。

机组中性点接地刀闸在合闸位置。

机组的保护应全部投入。

二、机组运行方式
1、机组带不平衡负荷的运行方式
发电机持续允许不平衡电流值,正常运行时发电机的三相电流之差不得大于额定电流的20%,机组不得发生异常振动,且任一相电流不得大于额定值。

2、事故过负荷的运行方式
(1)在系统发生事故的情况下,为防止系统的静态稳定遭到破坏,允许发电机在短时间内过负荷运行。

(2)当发电机的定子电流达到过负荷允许值时,值班人员应该首先检查发电机的功率因数和电压,并注意电流达到允许值所经过的时间,不允许超过表中规定值。

在允许的持续时间内,用减少励磁电流的办法降低定子电流到正常值,此时不得使功率因数过高和电压过低。

(3)如降低励磁电流不能使定子电流降低到正常值时,则必须降低发电机的有功功率。

(4)过负荷运行时,应密切监视定子线圈、铁芯、空冷器的冷、热风温度以及轴承温度,不允许超过允许值,并作好详细记录。

3、低负荷的特殊运行方式
在低负荷运行时,发电机应避开机组振动区域运行。

4、汛期压油装置运行方式
在汛期,机组压油装置额定油压下的油位保持在70-75cm之间运行,以保证机组在事故情况下突然甩负荷大量给油和机组能进行黑启动。

三、机组开机前的检查与操作
(一)、机组检修后,启动前应按下列程序将机组恢复备用状态
1. 检修工作已全部完成,工作现场已清理,工作人员已全部撤离。

2.收回所有工作票,拆除所有安全措施。

3. 测量机组定、转子绕组绝缘电阻合格。

4. 给上机组出口各PT高、低压侧熔断器。

5. 拉开机组各PT接地刀闸,合上机组出口隔离刀闸、各PT刀闸及励磁变隔离刀闸和中性点接地变隔离刀闸。

6. 恢复机组LCU、保护装置、励磁装置、调速器、压油装置、漏油装置、制动系统、水力监测、顶盖排水系统、技术供水系统,并检查无异常。

7. 检查蜗壳、尾水放空阀及进人门关闭,导叶接力器全关,锁锭投入,将工作闸门、尾水闸门平压后全开。

(二)、机组检修后起动前的检查
1.机组制动屏
屏内电气接线良好,端子无松动现象。

智能、齿盘测速仪在fp状态,显示为0。

制动系统阀门位置在自动状态,各阀门、接头无漏气现象。

上、下腔压力表指示应为0,气源压力应在0.6—0.75MPa之间。

制动电磁阀、复位电磁阀动作可靠、灵敏。

剪断销信号装置正常,无断销信号。

2.励磁系统
220V直流装置至调节器直流电源投入。

厂用电至调节器的交流电源投入。

调节屏面板上的交、直流电源开关在合位,红灯亮。

调节屏无整流故障显示,风机投入在“自动”或“手动”位置。

调节屏后三相交流电源保险、直流合闸保险、直流控制保险、励磁电压输出保险已给上。

功率整流柜励磁阴、阳极刀闸在合闸位置。

发电机机端PT、励磁专用PT高低压保险投入且未熔断,隔离刀闸在合位。

3、调速器
调速柜内交流220V电源开关合上。

调速柜内直流220V电源开关合上。

导叶“手动/自动” 选择开关在“自动”位置。

厂用屏至调速器交流电源开关已投入。

导叶开度(触摸屏或开度表)与实际对应,指示为零。

调速器锁锭投入、水头状态指示灯亮,滤芯状态指示灯熄。

发电机机端电调PT正常,高低压保险投入且未熔断,隔离刀闸在合闸位置。

4、压油装置
电动机外壳接地良好,绝缘合格。

供油阀全开,放油阀全关,补气阀全关,排气阀全关。

压油装置动力电源、操作电源投入,PLC工作正常。

漏油泵为“自动”运行方式,漏油箱油位正常,阀门全开,液位变送器、信号开关正常。

自动补气装置在“切除”位置。

压油罐油压、油位正常,无漏油、漏气现象;回油箱油位正常。

电接点压力表指示正常,整定值设置正确。

5、机组LCU现地控制单元柜
盘后端子接线良好,盘内无任何异常信号指示。

继电器安装牢固,无误动情况。

控制切换开关在“现地”或“远方”控制位置,投入交直流电源开关,PLC电源开关;
电源模块运行正常,电源指示灯显示与实际相符。

PLC运行指示灯亮,各模块运行正常,无故障指示。

通讯机运行正常,无故障指示。

风机运行正常,无异常声响。

交流采样装置显示数据正常。

6、保护装置
保护装置电源开关在投入位置,操作电源开关在投入位置;PT二次开关在投入位置,非电量开关在投入位置。

投入保护出口连片在投入位置。

装置LCD液晶所显示数据正确;无故障事故报文。

打印机装置能正常打印;
二次接线,插件接触良好,牢固,标签清楚正确,连接片位置正确。

7、机组水力监测屏
机组直流控制电源开关投入,交流电源保险投入。

柜上各水位仪表显示值与实际相符。

盘内接线正确,盘面无故障及异常信号指示。

8、发电机部分
集电环碳刷应全部回装,碳刷研磨面接触良好,压力均匀,串动灵活、无发卡现象。

发电机大轴法兰处的接地碳刷完好,无卡涩或刷辫断线现象。

发电机风洞内无异物,机组各部分应清洁。

机组出口开关分、合闸正常,处于分位。

机组出口隔离开关、各PT隔离开关、励磁变隔离开关在合闸位置,且三相合闸良好。

上导、推力轴承油位、油色正常,无渗漏油现象。

发电机中性点接地变压器地刀在合闸位置。

9、水机部分
导水机构的剪断销信号器及接线完好,各连接销子和螺丝无松动、脱落现象。

接力器各排油阀关闭严密、无漏油现象。

接力器锁锭完好,在投入位置,电磁阀动作可靠。

水导轴承油槽油位、油色正常,无渗漏油现象。

检修围带无漏气现象,阀门在“自动”位置。

顶盖排水泵完好,PLC工作正常,液位显示正常,排水泵一台“工作”,一台“备用”。

事故配压阀在复归状态,管路无渗漏油现象。

水轮机顶盖清洁无杂物、无漏水现象。

蜗壳、尾水进入孔、放空阀关闭严密且无渗漏水现象。

10、技术供水系统
控制屏PLC工作正常,控制开关位置正确。

技术供水系统各阀门位置正确,滤水器状态正常。

循环水池水位正常,技术供水系统试运行正常。

三、机组检修后开机前的操作
1、机组压油装置建压操作
手动启动压油泵将压油罐油位泵至30cm处。

手动对压油罐进行补气。

当补气至3.7Mpa时,关闭阀门。

手动起泵将压力建至额定,观察压油罐油气比例是否合适,否则进行补气或排气操作。

2、机组导叶接力器充油排气操作
检查机组工作门在全关位置;
打开总供油阀;
在调速器柜内打开导叶排气阀;
拔出机组接力器锁定;
将机组导叶“手动/自动”切换开关切至“手动”位置。

在触摸屏上点击“导叶回弹”;
操作机组导叶来回全开全关几次,直至排完接力器内空气;
关闭导叶排气阀;
全关导叶,点击“导叶压紧”或按“偏关力投入”按钮;
投入接力器锁锭;
将导叶控制开关切至“自动”位置。

3、测量机组定子绝缘
拉开机组出口开关。

拉开机组出口隔离刀闸。

拉开机组出口互感器和励磁变隔离刀闸。

拉开机组中性点接地变压器地刀。

用2500V摇表测量机组定子绝缘电阻,吸收比R60″/R15″≥1.6
4、测量机组转子绝缘
拉开机组灭磁开关;
用500V摇表测量机组转子绝缘电阻应大于0.5MΩ。

5、测量绝缘电阻规定
停机后进行检修前测量绝缘电阻。

检修完后恢复运行前测量绝缘电阻。

其它情况需测量绝缘时。

四、机组开停机操作
(一)、机组开、停机操作
1、机组远方、现地自动开机操作(见监控系统运行规程)。

2、现地手动开机至空载操作
检查机组具备开机条件;
将制动方式切“手动”,手动复归制动闸;
手动开启机组技术供水泵供水或开启蜗壳供水;
手动投机组主轴密封水;
手动退机组围带;
手动拔机组锁锭(在调速器柜和现地都可以操作);
将导叶手动/自动切换开关切至“手动”位置;
在调速器触摸屏上点击“导叶回弹”,将导叶开度“增/减”开关向增侧缓慢旋转,开启导使机组转速达到额定;(空转状态)
将导叶手动/自动切换开关切至“自动”位置;
合上机组灭磁开关;
励磁给定电压UG设定为适当值(2000~3000V);
按励磁调节面板上“开机”按钮,装置自动进行它励,机端电压升至给定,点动“增磁”按钮将机端电压升至额定。

(到空载态)
汇报值长后由值长决定是由上位机还是现地LCU发发电令并网发电。

3、现地手动停机操作
将导叶“手动/自动”切换开关切至“手动”;
操作导叶开度“增/减”开关向减侧缓慢旋转,将有功减为零;
在励磁调节屏上按“减磁”按钮将无功减为零;
在机组保护屏上跳开机组出口开关;
手动在励磁调节屏上按“停机”按钮灭磁;
在调速器柜上将导叶全关,按下“偏关力投入”按钮或点击“导叶压紧”;
机组转速降至20%Ne(10Hz)时,手动投入制动闸;
机组停止转动后将制动方式切换为“自动”;
投入接力器锁锭;
手动投入机组围带;
手动停止机组主轴密封水;
手动停止机组技术供水泵供水或关闭蜗壳供水。

4、机组紧急停机操作
事故情况下的紧急停机操作可在上位机紧急停机画面里发令操作,也可以在机组现地LCU 屏柜上按“紧急停机”按钮操作。

(二)、机组对主变递升加压操作
开机至空转状态。

检查机组灭磁开关在合闸位置。

手动在机组保护屏上合上机组出口开关。

励磁装置处于“恒压”方式。

励磁给定电压UG设定为适当值(2000~3000V);。

按“开机”按钮,点动“增磁”按钮逐步将机端电压升至额定值。

注:升压时,应严密监视变压器,遇有异常,立即停止加压,减磁或灭磁。

(三)、机组手动制动操作
关闭自动回路阀门。

待转速下降到20%Ne(10Hz)时,打开上腔手动排气阀、下腔手动进气阀。

观察下腔气压正常,风闸顶起指示灯亮。

检查机组已停止转动后关闭下腔手动进气阀、上腔手动排气阀。

打开自动回路阀门。

机组正常运行时的巡视检查
一、机组正常运行时的巡视检查规定
每班接班巡视后,每两小时对运行机组进行一次巡视检查,并填写巡视记录;另外,还应根据现场运行情况进行机动检查。

二、机组正常运行时的巡视检查内容
调速器系统工作正常,各参数显示与实际相符,各指示灯指示正确,阀体无渗漏油。

回油箱油位正常;压油罐油压、油位正常,罐体及各阀门和连接法兰无渗漏油、漏气现象;表计指示正确;压油泵运行正常。

机组运行声音正常,无异常振动;风洞内无焦臭味及火花。

集电环与碳刷接触良好,无火花现象及异常声响;碳刷及连接线完好,碳刷、滑环表面及连接软线无发热、变色现象,其温度不得大于120℃;刷握和刷架上无灰尘积垢。

上导油槽盖及四周应无积油。

受油器摆度正常,无喷油现象,轮叶位移传感器无异常。

机组LCU屏各测点值正确,无故障报文;发电机在额定参数内运行;机组各部温度正常。

励磁系统工作正常,各表计指示在额定范围内且无异常现象或故障信号。

发电机保护装置工作正常。

油压装置控制屏内各设备工作正常。

制动屏内气源压力正常,阀门位置正确,无漏气现象;剪断销信号装置工作正常,无断销信号;测速仪频率显示正常。

上导、推力、水导、空冷器冷却水压和主轴密封水压正常,示流信号器显示正确;空气围带在退出状态,其气源压力正常。

导叶主令控制器完好;反馈重锤无掉落现象;事故配压阀及管路无渗漏油。

机组顶盖排水系统工作正常。

机组中性点接地装置运行正常。

水导轴承油色、油位正常,无渗漏油现象。

顶盖水位正常,导水机构漏水量正常;真空破坏阀完好。

大轴接地碳刷完好,接触良好;齿盘测速探头指示灯闪烁;大轴法兰无甩油现象;推力轴承挡油筒法兰无渗漏油;下机架无滴油、滴水现象。

导叶接力器无抽动现象,活塞杆无明显划痕及锈蚀;接力器端盖密封处渗油量在合格范围内;各油管路及阀门无渗漏油。

导叶开度反馈钢绳完好;剪断销信号器及接线完好;控制环润滑油充足,动作时无异响,推拉杆及拐臂连杆锁紧螺母无松动现象。

蜗壳、尾水放空阀及进入孔无渗漏水。

技术供水总管压力正常,各管路法兰及阀门无渗漏水;滤水器工作正常;采用循环水池取水时循环水池水位正常,技术供水泵运行声音应正常,无异常振动,电机及各部轴承无过热现象。

漏油箱油位正常;漏油泵工作正常。

10kV开关室所有设备运行正常。

机组故障及事故处理
一、机组故障及处理
1、机组遇下列情况之一者,值长应立即报告调度转移负荷,解列、停机,必要时可按“事故停机”停机,并查明原因进行处理。

各瓦温急剧上升或持续上升。

瓦温超过规定数值。

冷却水中断且瓦温不正常地升高。

轴承油面不正常升高或下降。

机组转动与固定部分有金属碰击声或其它不正常的噪音危及机组安全运行时。

机组摆度、振动值超过规定标准危及机组安全运行时。

顶盖排水泵故障,水位不断上涨,水导轴承将被淹没。

发生其它严重危及机组安全运行的情况。

2、机组发生机械故障时,上位机有语音报警,应按以下步骤处理:
值班人员应立即到现场检查故障状况及故障性质。

根据故障信号指示进行分析处理。

处理完毕,全面检查,将处理情况向值长汇报。

复归信号并做好文字记录。

3、制动屏内电磁阀故障时应将制动系统由“自动”改为“手动”
4、在正常停机或紧急停机时,若机组导叶已全关但转速长时间不能降到制动转速20%Ne,则应关闭工作闸门并检查导叶剪断销是否剪断、拐臂连杆是否松动以及导叶开度反馈系统是否故障等,如无异常,证明导叶关闭不严,记入缺陷记录薄,待机组检修时处理。

5、在正常停机过程中,制动系统发生故障不能加闸时,应将导叶开至空载使机组继续运行,制动系统恢复正常后再停机,事故停机时,如遇此情况,可远方关闭工作闸门停机。

6、当机组发生剧烈振动,摆度接近规定值,或者在较大振动范围内运行时,应立即调整负荷,加强监视,使机组迅速脱离振动范围运行,并作好停机准备。

7、系统振荡或机组甩负荷时,应加强监视调速器的运行情况,压油装置工作是否正常,并对机组进行一次全面检查,发现问题及时汇报,并设法处理。

8、顶盖水位过高故障处理
检查备用顶盖排水泵是否启动,若没有运行则手动启动。

检查主用泵没有启动或没有抽上水的原因,并作出相应处理。

若水泵运行正常,水位确已升高,则检查漏水增大原因,是否主轴密封漏水过大、真空破坏阀及导水机构漏水严重等,及时处理。

若水位持续上升可能淹没水导轴承时,应转移负荷或联系停机处理。

若是液位传感器故障,应对顶盖水位加强监视并手动抽水,及时联系维护人员处理。

若水导轴承已进水,立即停机并汇报调度以及生产主管领导。

9、轴承油位不正常(上导、推力、水导)处理
上位机报“油位过高或过低。


检查故障轴承油槽实际油位;若油位正常,则检查油位信号器及回路是否有故障。

若实际油位确已升高,可以判断为油冷却器渗漏水造成,应立即停机。

若实际油位降低时,检查轴承油槽及排油阀等有无漏油,如有漏点不能处理则通知维护人员,并监视轴承温度决定是否停机。

10、漏油泵故障处理
现象:上位机报“漏油泵故障”。

处理:检查动力电源是否消失,接触器是否故障,控制电源开关是否跳闸,液位信号器是否完好,进行维护处理。

11、轴承温度(上导、推力、水导)及空气冷却器温度升高处理
检查冷却水压、水流是否正常,如不正常,应迅速处理。

检查各轴承油位、油色是否正常,有无漏油之处。

对比同一部位的温度,判断是否由测温元件故障引起。

检查机组摆度、振动与原始记录比较是否有明显变化,如是摆度、振动引起,可适当调整导叶开度至摆度、振动最小运行。

倾听轴承内有无异音,判明轴承是否运行良好。

调整冷却水压不能使温度下降,同时线圈温度超过额定值时,应减小负荷。

经检查确认已无法维持正常运行时,应立即联系调度解列停机并汇报生产主管领导。

12、机组冷却水中断
上位机音响报“冷却水消失”。

蜗壳取水时检查是否滤水器堵塞而造成水压降低,否则可能是蜗壳取水口拦污栅处堵塞引起,此时应启用另一路蜗壳取水或采用循环水池取水。

循环水池取水时检查技术供水泵是否停运、水池水位是否正常,必要时改变供水方式。

若是示流信号器或信号回路误动,联系检修人员处理。

13、导叶剪断销剪断
上位机故障音响报警“水机故障”、有“剪断销剪断”报文。

机组若出现强烈振动、摆度增大现象,应立即将导叶切至“手动”,缓慢调整导叶开度以尽量减小振动;如果通过调整负荷,机组振动、摆度仍很大时,则联系调度申请停机处理,并报告生产主管领导;
现地检查剪断销剪断情况,通知检修人员进行更换,并根据现场实际情况决定是否停机处理。

若停机时出现长时间不能达到制动转速,应迅速关闭工作闸门。

如遇剪断销更换后又连续被剪断,此时应联系停机进行排水检查。

若检查系元件误动,联系检修人员进行检查处理。

14、轴承油混水
油混水报警后,应对轴承油位、油色及轴承温度进行监视,并通知维护人员取油样进行化验,判明油质是否良好;如发现油质已经乳化或油位已升高及轴承温度不正常升高时,应立即申请停机处理。

15、主轴密封水消失
查是否属水压下降引起,调整水压至正常。

投入备用密封水待主用密封水压正常后,复归备用密封水。

16、回油箱油位异常
上位机音响报“回油箱油位异常”。

检查回油箱油位是否过低或升高,应调整压油槽油位至正常后,对回油箱加油或抽油处理。

17、压力油槽油压过高
上位机音响报“压力油槽油压过高”,压力指示在4.2Mpa以上,油泵可能未停止。

若压油泵未停,应立即手动切除。

打开放油阀,将压油槽油压调整至正常油压。

查明不能停止的原因是否由PLC故障、整定值改变、压力变送器故障等引起,若不能即时处理应监视油压并手动启、停泵。

18、发电机温度升高
(1)现象:
发电机定子线圈或冷、热风超过额定温度报警。

有、无功出力及定子电流超过额定值。

(2) 处理:
检查风洞内有无异音、异味等异常现象。

检查空冷器的示流器有无指示,判断供水系统是否正常。

在不影响系统的条件下,适当调整各机组间的负荷分配。

检查测温装置是否故障。

若上述调整无效,应联系调度减少该机组负荷,直到温度下降到规定值以内为准。

温度接近极限值时应停机处理。

19、定子一点接地
(1)现象:
发出发电机定子一点接地信号。

定子三相电压不平衡。

(2)处理:
通知现场所有人员禁止进入发电机风洞及10kV开关室;
将厂用电源倒换至非故障段运行;
检查机端PT保险是否熔断,判断故障现象是否由测量回路引起
若测量回路正常,可联系调度,请求将故障机组解列停机作进一步检查。

待机组停机后,拉开机端出口刀闸及各支路刀闸,在对定子放电后,对定子进行绝缘检测。

20、转子一点接地
(1)现象:发出转子一点接地信号
(2)处理:
检查接地性质,判明是金属性接地还是非金属性接地。

查看接地电阻值,较小为金属性接地。

金属性接地时不允许再继续运行,除遇系统事故外,其它均应立即联系调度转移负荷解列停机,并汇报主管生产领导,待故障消除后再投入运行
二、机组事故及处理
1、当机组发生事故时,应按下列步骤处理事故:
检查发电机灭磁开关,断路器是否跳闸,如未跳闸,应手动开机组出口开及灭磁开关。

监视自动化元件动作情况,如自动失灵应手动帮助,机组停机过程中,应注意制动闸动作情况,检查顶盖水位及排水泵运行情况。

导叶全关,机组全停,围带给气,接力器锁锭投入。

检查、记录继电保护动作情况。

值班人员应根据事故信号报文,对事故进行分析处理。

判明是否继电保护装置误动或由于工作人员误动而造成。

事故处理完毕后,应进行全面检查,并将事故发生经过及处理过程向领导和调度汇报并作好记录。

2、机组温度过高事故
(1)现象:
上位机事故音响报警,有“语音报警”和“温度过高”报文。

LCU温度模块有一点指示灯亮,温度超过规定值。

(2)处理:
监视停机过程,若自动动作不良应手动帮助。

监视事故点温度变化情况。

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