沙灣水電站技術(shù)供水偏心半球閥的故障分析與改進(jìn)建議
1、概述
沙灣水電站位于四川省樂(lè )山市沙灣區葫蘆鎮，為大渡河干流下游梯級開(kāi)發(fā)中的第一級電站，采用一級混合式(河床式廠(chǎng)房加長(cháng)尾水渠)開(kāi)發(fā)，以發(fā)電為主，兼顧灌溉，總裝機容量為480MW(4×120MW)，屬?lài)掖?Ⅱ)型規模電站。該電站額定水頭24.5m，機組技術(shù)供水采用兩路蝸殼取水，主要供給機組各軸承、發(fā)電機空冷器及機組主軸密封(備用水)。因電站為徑流式，庫容較小，無(wú)調節能力，而來(lái)水量變幅較大，負荷變更也較為頻繁，開(kāi)停機次數也隨之增加，所以，務(wù)必保證機組技術(shù)供水偏心半球閥能自動(dòng)正常開(kāi)關(guān)，才能保證自動(dòng)開(kāi)機的成功率。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(kāi)啟、延誤開(kāi)機時(shí)間將會(huì )因調整負荷不滿(mǎn)足電網(wǎng)運行管理實(shí)施細則中的時(shí)間響應而受到欠發(fā)電量的考核。筆者就此問(wèn)題進(jìn)行了分析研究，提出了此類(lèi)故障的排查方法及改進(jìn)建議。
2、機組技術(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。若在上位機給“開(kāi)技術(shù)供水偏心半球閥”令，則先檢查其控制方式是否在“遠方”及“全關(guān)”位置，若控制方式不在“遠方”位置，則到現場(chǎng)控制箱上將切換把手打至“遠方”位置，若將切換把手打至“遠方”位置之后，上位機仍未有“遠方”信號，則檢查切換把手是否失靈或信號反饋回路是否故障、回路接線(xiàn)端子是否松動(dòng)等。若上位機“全關(guān)”信號燈不亮，則到現場(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“現地”位置后，按下“關(guān)”按鈕操作閥門(mén)直到“全關(guān)”位置，若閥體到達“全關(guān)”位置后，控制箱上“全關(guān)”指示燈仍未點(diǎn)亮或上位機仍未有“全關(guān)”信號，則調節閥體上的行程開(kāi)關(guān)直到有“全關(guān)”信號為止;若調節閥體行程開(kāi)關(guān)后，控制箱上“全關(guān)”指示燈仍然未點(diǎn)亮，則應檢查信號回路是否有故障或端子是否出現松動(dòng)現象。通過(guò)排查直到上位機有“遠方”及“全關(guān)”信號為止，二者缺一不可。
(2)可能原因之二：上位機至現地PLC通訊回路故障。監控系統給“開(kāi)技術(shù)供水偏心半球閥”令后，偏心半球閥還是沒(méi)有任何反應。此時(shí)，到現地LCU1#柜上將控制把手打至“現地”位置，在人機畫(huà)面內操作機組技術(shù)供水偏心半球閥，若偏心半球閥動(dòng)作，則證明是上下位機之間通訊故障;若偏心半球閥還是沒(méi)有動(dòng)作，則檢查L(cháng)CU柜內PLC開(kāi)出模塊上相應指示燈是否點(diǎn)亮，如未點(diǎn)亮則說(shuō)明PLC本身未輸出，則應檢查操作條件是否滿(mǎn)足、模塊本身是否故障;如點(diǎn)亮，則檢查L(cháng)CU2#柜上“開(kāi)技術(shù)供水偏心半球閥”J30繼電器是否動(dòng)作勵磁，若不動(dòng)作勵磁，則說(shuō)明LCU開(kāi)出后信號未到達繼電器，則應檢查L(cháng)CU柜內繼電器電源開(kāi)關(guān)是否投入或跳閘，檢查PLC開(kāi)出模塊和J30之間連線(xiàn)是否松動(dòng)，繼電器J30是否損壞等。如果J30已動(dòng)作，則說(shuō)明開(kāi)出沒(méi)有問(wèn)題，其下常開(kāi)接點(diǎn)理應閉合，此時(shí)應檢查L(cháng)CU2#柜后左側端子排上X51的第59、60號端子(開(kāi)技術(shù)供水偏心半球閥)是否有松動(dòng)現象以致接觸不好(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(jiàn)松動(dòng)現象，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方自動(dòng)運行，而在現地可以電動(dòng)，則有可能為遠控回路問(wèn)題。由于此遠控回路中串接了一個(gè)“遠方停止技術(shù)供水偏心半球閥”常閉接點(diǎn)KA1(如果此接點(diǎn)斷開(kāi)，則遠控總回路就被斷開(kāi)了)，于是，檢查接點(diǎn)上的繼電器KA1，若“遠方停止技術(shù)供水偏心半球閥”繼電器未動(dòng)作勵磁，則可能為接點(diǎn)KA1損壞、回路故障或接線(xiàn)端子松動(dòng)。
(3)可能原因之三：現地控制箱內的控制元件或動(dòng)力電源回路故障。若遠方、現地均不能操作，則應檢查控制箱內控制回路保險1FU是否熔斷或接觸不良，熱繼電器1KH是否動(dòng)作(過(guò)載)或動(dòng)作值調整得過(guò)小，“開(kāi)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(kāi)關(guān)，若是“開(kāi)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(kāi)”位置，即“全開(kāi)”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(不管是遠方還是現地操作均經(jīng)過(guò)此控制回路，只是遠方操作時(shí)監控流程里有閉鎖程序，即開(kāi)閥門(mén)時(shí)須有“全關(guān)”信號，關(guān)閥門(mén)時(shí)須有“全開(kāi)”信號)。
若在排除以上情況后還是無(wú)法操作，則應檢查動(dòng)力回路三相電壓是否過(guò)低、缺相、接地、失電、開(kāi)關(guān)誤跳、接線(xiàn)端子松動(dòng)檢修后未接線(xiàn)及電機故障等。
監控系統給“開(kāi)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，但上位機無(wú)相關(guān)位置信號，則應檢查上送LCU的信號回路是否正常，“全關(guān)”或“全開(kāi)“接點(diǎn)是否正常，回路接線(xiàn)端子是否松脫。
若上位機報“機組技術(shù)供水偏心半球閥過(guò)載動(dòng)作”，則到現地控制箱內檢查熱繼電器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象;若熱繼電器1KH未動(dòng)作，則有可能為誤發(fā)信號，此情況下只需復歸信號即可恢復正常。除了以上情況，還有可能是控制電源消失所致，應檢查電壓是否正常，若失電則將電壓恢復正常即可。
若給“開(kāi)技術(shù)供水偏心半球閥”令后，閥門(mén)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(mén)往開(kāi)方向動(dòng)作，則檢查三相動(dòng)力電源相序或本次運行前此設備有無(wú)檢修作業(yè)。
3、建議
(1)由于沙灣電站水頭變化較大，機組運行的穩定性將會(huì )受到一定的影響，然而，這是不可避免的，唯一可做的就是盡量使機組避開(kāi)振動(dòng)區運行，以保證電氣回路接線(xiàn)端子的緊固性及穩定性。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)由于機組技術(shù)供水偏心半球閥及控制箱均裝設在技術(shù)供水設備廊道，濕度較大，特別是夏季，控制箱內布滿(mǎn)水汽以致控制電纜發(fā)霉、發(fā)脹�？稍谙鋬仍黾訙貪穸瓤刂蒲b置或在廊道內裝設除濕機，則可保證控制箱內干燥、適溫，從而避免因控制電纜絕緣降低或接地所造成的拒動(dòng)或誤動(dòng)。
(3)沙灣水電站機組技術(shù)供水偏心半球閥控制回路電源取自于電機動(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定性。
(4)在監控系統程序內取消“全開(kāi)”、“全關(guān)”閉鎖條件，即開(kāi)技術(shù)供水偏心球閥時(shí)不需要判斷“全關(guān)”信號是否滿(mǎn)足，關(guān)技術(shù)供水偏心球閥時(shí)不需要判斷“全開(kāi)”信號是否滿(mǎn)足，但是其控制回路中的“全關(guān)”、“全開(kāi)”信號不改變，這樣實(shí)施就能滿(mǎn)足倘若信號未上送也能遠方操作。
4、結語(yǔ)
由于機組技術(shù)供水系統屬于水電站輔助設備系統，往往不被重視。沙灣水電站一年每臺機組的開(kāi)機次數約240次，若每次開(kāi)機因處理技術(shù)供水而滯后調令時(shí)間(負荷以12萬(wàn)kW•h單機額定負荷計算)10min，則每次會(huì )產(chǎn)生欠發(fā)電量2萬(wàn)kW•h，一年下來(lái)的考核電量約為960萬(wàn)kW•h�！度A中區域發(fā)電廠(chǎng)并網(wǎng)運行管理實(shí)施細則》規定：在調度指令要求機組提供基本調峰服務(wù)但機組無(wú)法滿(mǎn)足基本技術(shù)要求時(shí)，每臺次按缺額容量×調度要求調峰時(shí)間(h)×2記為考核電量，考核金額約240萬(wàn)元(按均價(jià)0.25元/kW•h計算)。假如按照筆者建議進(jìn)行處理和改進(jìn)，可大大提高自動(dòng)開(kāi)機的成功率，可減少因考核帶來(lái)的經(jīng)濟損失近1000萬(wàn)元。
