AGC对大型灯泡贯流式机组稳定运行影响分析

AGC对⼤型灯泡贯流式机组稳定运⾏影响分析
2009机电⼯程技术年第38卷第11
期
AGC 对⼤型灯泡贯流式机组稳定运⾏影响分析
梁湘津
（湖南五凌公司洪江⽔电⼚，怀化洪江
418200）
收稿⽇期：2009－03－23
灯泡贯流式机组参与AGC 系统调节后，运⾏⼯况明显劣化，，通过开展机组稳定性试验，获取了有⼒证据，灯泡贯流式；振动⽂献标识码：A
⽂章编号：1009－9492(2009)11－0090－02
1前⾔
⾃动发电控制系统（简称AGC ）是电⽹对电⼚的⼀个新的要求。

相⽐⽕电，由于⽔电机组具有启动迅速、调节灵活的特性，使其在电⼒系统AGC 运⾏中担任更为重要的⾓⾊。

2003年7⽉22⽇，电监会《关于发电⼚并⽹运⾏管理的意见》明确提出“单机容量4万千⽡及以上⽔电机组应具有AGC 功能”的要求。

2005年，洪江⽔电⼚⽴项改造了计算机监控系统，
按照分层、分布式结构设计，拓展了⽹络结构并实现了实时通讯，满⾜了电⽹调度AGC 程序要求。

2006年1⽉4⽇，AGC 程序通过洪江⽔电⼚开环、闭环试验及中调联调试验。

为避免误操作，及时、有效地处理突发事件，电⼚制定了省调控制逻辑图，如图1所⽰。

调试完毕后AGC 正式投⼊运⾏。

2洪江⽔电⼚设备简介
洪江⽔电⼚位于湖南省怀化市洪江区上游4．5km 处，是沅⽔⼲流开发规划的重要梯级⼯程。

洪江⽔电⼚现装有
6台4．5万kW 灯泡式贯流式机组，机组设计⽔头20．50m ，
是⽬前我国单机容量最⼤、⽔头最⾼的灯泡贯流式⽔轮发电机组。

洪江⽔电⼚设计年平均发电量9．7亿kW ·h ，年利⽤⼩时4311h 。

⽔电机组按照国标招标制采购，主要由⽇本HI-TACHI 公司、法国ALSTOM 公司及中国哈尔滨电机有限责
任公司等⼚家提供。

投产以来机组运⾏状况良好，其中
1＃、2＃机⽔轮机部分是引进⽇本⽇⽴公司设备，在6台机
组中运⾏⼯况最好。

3AGC 投⼊后设备缺陷
2006年初，洪江⽔电⼚机组通过AGC 试验并投⼊运
⾏。

技术⼈员检查发现：投⼊AGC 远⽅控制后，电⼚机组参与系统调频，负荷频繁调节且幅度较⼤；调速器油泵加载由4min 变为30s ，有时只有10s 左右；负荷调整过程
图1
洪江⽔电⼚AGC 控制逻辑图
经验交流
中导、桨叶还未操作到位就⼜开始新⼀轮的变化；负荷调整迫使机组进⼊振动区运⾏的次数明显增多，＃1、＃2、＃5、＃6机组振动逐渐变⼤。

以下记录了投⼊AGC后，电⼚设备缺陷和处理情况。

（1）桨叶接⼒器连接螺栓断裂。

2006年1⽉19⽇，AGC功能投运仅15天，1＃机2号桨叶接⼒器M80mm连接螺栓断裂，电⼚被迫更换6台机组M80mm连接螺栓。

（2）调速系统漏油、桨叶接⼒器操作声⾳异常。

2006年6⽉，＃1机出现调速系统油位异常下降，桨叶操作声⾳异常等现象，＃2机组桨叶调整动态过程也出现异常跳动。

电⼚多次组织流道检查，10⽉份进⾏了＃1机桨叶轴颈密封更换。

（3）桨叶轴套磨损严重。

在＃1、＃2机检修中发现，轮毂内壁粘有铜泥，油中含有⼤量铜粉，确认为桨叶铜轴套严重磨损。

电⼚被迫进⾏吊转轮⼤修，更换＃1机和＃2机的桨叶铜套。

（4）组合轴承法兰⾯严重漏油。

2006年5⽉份，＃6机组合轴承法兰⾯出现多处严重漏油，解体检查发现法兰紧固螺栓局部松动，法兰密封出现破损，其他机组也出现了漏点增加、漏油量加剧的问题。

电⼚利⽤检修时间更换了法兰密封。

（5）调速器油泵加载频繁，卸载阀定值漂移和油泵破损。

投⼊AGC运⾏后，调速器油泵的加载时间间隔从原来的30min缩短到3～4min，油泵出⼝加载／卸载阀的定值普遍出现偏移，导致油泵长时间运⾏。

2006年7⽉21⽇，＃5机两台调速器压⼒油泵泵体先后开裂，7⽉24⽇，＃4机2号调速器压⼒油泵泵体开裂，电⼚紧急进⾏了油泵更换。

（6）导叶操作机构轴套漏⽔。

在出现⼀系列问题后，电⼚先后申请暂时退出了＃6机、＃1机、＃2机AGC运⾏。

但是在2006年9⽉，继续投⼊AGC成组运⾏的＃3、＃4、＃5机先后出现了导叶操作机构轴套漏⽔、转轮室伸缩节漏⽔等缺陷。

电⼚进⾏了堵漏和引排处理。

4设备缺陷分析
针对＃1机组桨叶接⼒器M80mm连接螺栓断裂问题，电⼚技术⼈员和⽇⽴公司专家分析后⼀致认为：由于投⼊AGC运⾏后，机组负荷频繁调节且幅度较⼤，机组被迫进⼊振动区运⾏的次数明显增多，⽔轮机部件振动、摆度明显加⼤，长时间持续受到外界较⼤冲击负荷的作⽤，最终造成螺栓紧固件松动，局部应⼒增⼤，导致连接螺栓断裂。

针对＃5、＃6机排⽔环筋板出现裂纹问题，哈尔滨电机⼚家代表分析：由于机组调节频繁，流道压⼒变化⼤，并且机组经常在振动区停留，最终导致焊接薄弱部位开裂。

洪江⽔电⼚机组运⾏⼀直⽐较稳定，但⾃从投⼊AGC 运⾏后设备问题不断。

⽽且机组原有的缺陷也出现了加剧现象：机组调速环密封条被振动挤压成许多⼩段，填充了轴承的间隙，加⼤了滚珠轴承的摩擦系数，造成导叶关闭时间和重锤关机时间均变长；机组转⼦⽀臂本来存在少量裂纹缺陷，⼜因负荷变化频繁、振动加强等因素，裂纹开始扩展和增加；负荷频繁调整造成调速器压油槽补⽓量增加，原本只有两台⾼压⽓机的⽓系统出现供⽓量不⾜，经常出现储⽓罐压⼒低告警。

综合分析洪江⽔电⼚灯泡贯流式机组，原设计⼚家并没有考虑让机组具备负荷频繁调节的能⼒，主要体现在⾦结部件的强度低、调速器系统采⽤两台⼩功率油泵轮换运⾏⽅式、导叶和桨叶操作机构的密封件抗震能⼒弱等⽅⾯。

再加上灯泡贯流式机组本⾝具有的低⽔头特性和⾃⾝转动惯量⼩等结构因素影响，其调节特性有别于⽴式⽔电机组，不适宜在频繁调节的环境中运⾏。

5机组稳定性对⽐试验分析
为进⼀步验证机组投⼊AGC运⾏的可⾏性，洪江⽔电⼚组织开展了“AGC对机组稳定运⾏影响的试验研究”项⽬。

试验⽬的是测试机组在特定⽔头下的稳定性能，看能否满⾜AGC投⼊后对机组出⼒频繁调整的要求，并采集对⽐试验数据，验证AGC投⼊后对机组稳定运⾏的影响程度。

试验⼈员事先在选定的＃2机组的相应位置布置振动、摆度传感器，进⾏不同转速、励磁电压和负荷下的稳定性测试，记录了⼤量试验数据。

5．1正常状态下稳定性试验
（1）⽔头稳定性试验：相同负荷下，试验⽔头分别取24m、25m、26m，测试机组各部位振动值。

历次试验数据显⽰，机组除发导摆度略有超标外，其余测点的振动幅值均优于国标规定值，稳态⼯况下机组的运⾏状态良好。

（2）开停机过程试验：调速器切⾃动状态，由中控室发令，⽤测试仪记录⾃动开、停机过程振动数据。

机组在开、停过程中，各部位振动值有所增加，但随⼯况的稳定，振动幅值迅速减低，过渡过程没有发⽣机械共振现象。

（3）变负荷过渡过程试验：将机组⽔头稳定在26m左右，由中控室分别加（减）4MW、5MW、8MW、10MW、20MW负荷，测试机组在加减负荷过程中的振动变化情况。

数据显⽰各部位振动基本正常。

（4）连续变负荷过渡过程试验：由中控室将机组负荷从空载连续增加⾄满负荷，再由满负荷连续减⾄空载，检查机组在正常调节负荷过程中的振动状况。

数据显⽰除发导、⽔导摆度（发导最⼤幅值为96µm，⽔导最⼤为102µm）有所超标外，机组其余测点振动幅值在正常范围以内。

5．2投AGC过程后稳定性试验
机组投⾃动AGC运⾏状态，测试机组各部位振动的变化情况。

从试验数据分析发现：各部位的振动数值较稳态运⾏状况下有明显增⼤；机组⽔导振动、转轮室振动剧烈，数值严重超标，长期运⾏对⽔轮机的危害很⼤。

5．3试验数据综合分析
在24～26m⽔头下，机组在全负荷范围内运⾏稳定，除发导摆度略有超标外，其余测点优于国标规定值；机组在正常变负荷的过渡过程中，各部位振动幅值能快速稳定，振动状况正常；机组开、停机过程中，各部位振动状
（下转第99页）
图2＃2机组投AGC稳定性测试过程图
况有增加，但随⼯况的稳定，振动幅值迅速降低，其间没有发⽣机械共振现象，开停机过渡过程正常。

机组在投⾃动AGC运⾏时，⽔导垂直振动、转轮室⽔平振动、转轮室垂直振动剧烈，较稳定运⾏⼯况及变负荷过渡⼯况的振动幅值有成倍增⼤，特别是⽔导轴承及转轮室的振动（最⼤达到450µm以上）成倍增⼤。

试验⼈员采集了两组振动波形，如图2所⽰，⽐较准确地反映了AGC投退前后机组各部位振动变化趋势。

试验过程中，技术⼈员记录了调速器压油泵启动时间，由于机组投AGC后负荷频繁调节，造成油泵启动频繁，机组在投AGC 前油泵约7min启动⼀次，在投AGC后油泵约30s启动⼀次，⼤幅缩短了油泵的使⽤寿命。

为确保机组安全稳定运⾏，洪江⽔电⼚将试验数据进⾏汇总和分析，向湖南省电⼒调度中⼼申请退出全⼚机组AGC运⾏，并建议：如确需洪江⽔电⼚机组投⼊⾃动AGC 运⾏，应根据机组特点和运⾏状况，研究出合适的AGC 运⾏⽅式⽅可进⾏。

6结束语
国家电⼒监管委员会⾼度重视洪江⽔电⼚投⼊AGC 远⽅⾃动控制后连续出现的重⼤设备问题，多次与电⼚所属中国电⼒投资集团公司交换情况，并对灯泡贯流式⽔电机组投退AGC功能的规定进⾏了修改。

2006年11⽉3⽇，电监会公布22号令——
—《电⽹运⾏规则（试⾏）》的第三章第⼆⼗条（四）款明确规定：“参与⼆次调频的100MW以上的⽕电机组，40MW以上⾮灯泡贯流式⽔电机组和抽⽔蓄能机组原则上具备⾃动发电控制功能，参与电⽹闭环⾃动发电控制；特殊机组根据其特性确定调频要求”，取消了以往对类似洪江⽔电⼚灯泡贯流式机组必须具备AGC功能的强制要求。

2007年1⽉1⽇，洪江⽔电⼚6台灯泡贯流式机组全部正式退出系统AGC功能。

参考⽂献：
［1］施冲，余杏林，吴正义，等．⽔电⼚⾃动发电控制的⼯程设计与分析［J］．电⼒系统⾃动化，2001，25（4）：57－59．［2］唐涛南，魏守平，程时杰，等．⽔电站AGC执⾏机构控制策略的研究［J］．电⼒系统⾃动化，1997，21（5）：49－51．［3］王健．⼤中型⽔电站参加电⽹AGC运⾏的安全问题分析及其处理原则［A］．第⼆⼗⼋届中国电⽹调度运⾏会议论⽂选集［C］，中国电⼒出版社，2003．
［4］GB／T15468－1995．⽔轮机基本技术条件［S］．
［5］GB／T17198－1997．⽔⼒机械振动和脉动现场测试导则［S］．
作者简介：梁湘津，男，1978年⽣，湖南会同⼈，硕⼠，⼯程师。

研究领域：灯泡贯流式机组运⾏和⽣产管理。

已发表论⽂3篇。

(编辑：王智圣)
（3）建⽴客户服务计算机管理系统；
（4）建⽴需求侧管理⽀持系统，加强对市场的分析和预测⼯作。

电⼒营销是供电企业的核⼼业务，电⼒营销⼯作的质量关系到公司⾃⾝的⽣存和发展，决定着公司的市场竞争⼒。

电⼒营销的开展应⽴⾜于“电⽹是基础，技术是⽀撑，服务和管理是保障”的原则。

在电⼒经营体制的转变和电⼒供需⽭盾缓和的新形势下，在国家关于可持续发展策略的指⽰下，可将电⼒营销管理总体策略定位为环保能源扩张策略。

总体策略的实施规划：⾸先
建⽴新型营销体制，实施向市场营销体制的转变；其次运⽤灵活的电价政策、推⼴⽤电、增加电能的使⽤、实施重点市场等措施扩⼤市场份额；第三要完善技术⽀持系统。

6结束语
随着市场形势的变化和社会经济发展，供电企业必须加强供电管理，转变营销管理策略。

加强⽤电管理、推进⽤电营销管理模式是⼤势所趋。

电⼒营销的开展应⽴⾜于“电⽹是基础，技术是⽀撑，服务和管理是保障”的原则，建⽴起适应买⽅市场需要的新型电⼒营销理念，实现供电企业的可持续发展。

作者简介：李保中，男，1972年⽣，⿊龙江绥化⼈，⼤学本科，经济师。

研究领域：电⼒企业供电营销管理。

(编辑：王智圣)
（上接第91页）
Abstracts
Abstract: The paper introduces the simulation of usual breakout in FANUC system based on the application of PLC, machine parameter and diagnosis number, and analyzes the cause and LIANG Xiang-jin provides the eliminative method, builds the error diagnosis system and uses it in practice lesson.
Abstract: When the 4.5mW bulb-units in Hongjiang Hydro-Key words: PLC; parameter; error diagnosis
power plant participated in the AGC operation, the unit operating conditions deteriorated significantly. A series of equipment damage occurred in a half year. The technical staff challenged the original technical standards boldly. They carried out the stability test of unit, to obtain evidence for the modifying of technical LIU Yu-lan standards.
Abstract: This paper proposes a water level auto-detection Key words: hydro- power plant; AGC; bulb-unit; vibration
design of solar water heater tank. And it designs automatic detection device and describes methods and techniques of its control. The problem is solved that water overflows from the solar water heater tank. Overflowing water can be used. It can be installed and used easily.
SHEN Chang-sheng, TAO Jie Key words: solar water-heater; water level auto-detection; detection device
Abstract:Parameter 6050~6059 and 6080~6089 in numerical control system can achieve a user-defined G-code and M-code of the macro program of the sequential order 9010~9019 and 9020~9029 calling program. Taking elliptic curve interpolation QIAO Jian-qiang macro program as an example, this article introduces the general-purpose call instruction G200 and G300 of the elliptic curve Abstract: This article states that VVVF technology should be clockwise and counterclockwise interpolation set up on CY-K400 adopted on excavator manufactured in domestic with the numerical control lathe of our college and offers the specific development of electric drive technology. Let us take WK-10 techniques and the final program of the elliptic curve excavator operated in some mine as example and make interpolation. The flexible application of the function of these illustration on its VVVF.
parameters can give full play to the performance of numerical Key words: vector control; WK-10 Excavator; original control lathe, waiting for the user's second development.
generator-Motor unit electrical control system; converter
Key words: macro program; elliptic curve; eccentric angle; parameter; calls
1
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HUANG Yi-ming , REN Wei-wei , ZHAO Yue WANG Ji-feng Abstract: During the high load fluctuations, 300MW Unit Abstract: According to the electric field distribution rule of occurred over-temperature anomaly, incident handling process UHVDC line and based on the limit of electric field, the has something amiss. The cause of this article is deeply analyzed, measures that using weighted to control the mixed synthetic and the corresponding preventive measures are provided. electric field in multi-circuit UHVDC Line are proposed and the Key words: high plus tripping; load fluctuations; analysis of evaluation method that evaluates whether the mixed total electric over-temperature
field meets the limits of electromagnetic environment is brought forward. These provide computation basis to determine the minimum parallel adjacent distance in a hybrid corridor of UHVDC Line and the house removal range.
LI Bao-zhong Key words: DC line; hybrid corridor; total electric field; electromagnetic environment
Abstract: How to reinforce the enterprise current supply marketing management in our country is provided now.
Key words: supply electricity; sale; management; electrovalence
ZHAI Yao-jie, SHU Huai-lin Abstract: Predict correctly in the corporate financial failure has CHEN Chao-han, ZHOU Chong many practical significances in many aspects. For example, it can help the investors and creditors to protect their rights and Abstract: It introduces the valve tip resistance welding interests, helping the operators to prevent the financial crisis and technique. After analyzing the problem that happened at the test the governmental management to monitor the quality of listed process, we improved frock, adjust technique parameter, solved companies and stock market risk and so on. In this paper, an the valve tip-breaking problem that occurred at the manufacture improved BP neural network is used to simulate and predicted process.
the financial situation of enterprises, and then compared with the Key words: valve; resistance welding; impact test; cut test; tip-results of Stock Exchange to prove its reliability.
breaking
Key words: financial failure; BP neural network; reliability
09-11-90 The Stability Analysis of the AGC-Inputted Bulb Unit
09-11-76 Design of Water Level Auto-Detection Device of Solar Water-Heater
09-11-92 Setup of the Fixed Non Circular Curve Interpolation Call Instruction Based on FANUC System
09-11-79 Application of Converter on WK-10 Excavator
09-11-83 Research on Electromagnetic Environment in a Hybrid Corridor of UHVDC Transmission Line
09-11-95 300MW Units High Increase Tripping and Over-Temperature Steam Temperature Analysis
09-11-97 Power Supply Enterprise Power Supply Hard Currency Analysis
09-11-87 Application of Financial Failure Prediction Based on BP Neural Network
09-11-100 The Research of Valve Resistance Welding Technics
(Hongjiang Hydro-Power Plant, Wuling Company, Huaihua418200, China)
(Department of Mechanical and Electrical Engineering, Jiangsu College of Information and Technology, Wuxi214153, China) (Suzhou Polytechnical Institute of
Agriculture, Suzhou215000, China)
(Technology Center of Taiyuan Heavy Industry Co.,Ltd, Taiyuan030024, China)
(1.School of
Business Administration, North China Electric Power University, (Guangzhou Pearl River Power Plant,
Beijing102206, China; 2.North China Langfang Power Supply Company, Guangzhou511400, China)
Langfang065000, China)
(Heilongjiang Province Suihua Agriculture Telegraph Office, Suihua152001, China)
(Institute of Electrical and Mechanical, Guangzhou University, Guangzhou510006, China)
(Huaiji Dengyun Auto-parts
(Holding)Co.,Ltd, Huaiji526400, China)。