冲击式水轮机水导瓦温突然升高的原因分析

冲击式水轮机水导瓦温突然升高的原因分析 XXX(单位:XXX水电站) 摘 要:某电厂发生一起水导瓦温突然升高的故障，通过对水轮发电机组的运 行工况及调速器系统的分析，并结合该机组的历史运行记录，详细分析了水导瓦 温突然升高的原因，就此类型水轮发电机组的特殊结构，提出了防止类似故障再次发生的改进措施。 关键词:冲击式水轮发电机组;水导瓦温度;故障分析 ;调速器反馈无件的测 量误差;改进措施。 某水电厂#2机组为昆明电机厂2004年出厂，水轮机水头:H=398M、额定转速:N=600r/min、转轮直径:D=1350MM、转轮型号为 CJA237-L-135/4X12，发电机机组电压为10.5KV，型号为SF12.5-10/2860，用来调节水轮机进口流量的微机调速器的型号为CJWT-4/1-4.0， 1、 故障概况 2006年5月28日12时，该水电厂2号发电机组处于运行状态，机组出力为12.5MW，13时因负荷曲线变化，对该机组的有机出力减少至11MW，经过三个小时的运行，该机的水导温度由原来的52.2上升至57.8度，且在57.8度这个点稳定了下来。运行值班人员对机组摆度进行了测量、定子三相电流及冷却水进行了检查，均未发现异常，且水轮机工作水头不变(426M),但水导瓦温度在3个小时内上升了5.6度。全面的检查,并未发现异常情况。为此运行人员向调度申请将有功加至原来的12.5MW，但水 导温度仍没有下降。 2、原因分析 对多喷针冲击式水轮发电机组水导温度上升的原因,分析有以下几点: 1水导轴承处的摆度增大;?2冷却水中断;?3轴弯曲，中心未对准;?4油质? 5 安装时轴瓦间隙过小;6基础螺丝松动;7尾水水位的抬升;不好或少油;??? 8喷针的开度不一致造成水力不平衡。 ? 2(1对#2机组水导导温度升高的分析 1 在温度变化前，运行人员因负荷曲线变化对机组的有功出力进行了调整，而导制了水导温度的上升，这是此次故障的导火线。但造成机组水导瓦温度升高的原因有8种可能，需逐一的进行分析排除。 首先由于该机组为投运已是二年的水轮发电机，运行情况素来正常，不存在轴弯曲，中心未对准、安装时轴瓦间隙过小的故障。在故障发生的这段时间,运行人员对水导轴承油位及油质进行了检查分析，均属正常，且尾水位在设计尾水位以下2.5M，也可排除油质不好或少油、尾水水位的抬升这类故障、基础螺丝松动这三条。 对表1的运行参数进行分析，可知机组上导、下导、推力轴承的温度及冷却水压力基本上没有发生变化，只有水导轴承的瓦温发生了阶跃性的上升。同时对各部的运行摆度进行了测量(见表2)，未见明显的异常。由以上分析可排除水导轴承处的摆度增大、冷却水中断引起的故障。 2 因在温度变化前，运行人员因负荷曲线变化对机组的有功出力进行了调整(减少了有功出力)，及从上述对此次故障的初步分析，造成此次水导温度阶越性上升的原因确定为喷针开度不一至。 2(2对#2机组喷针开度不一至的分析 该机组的调速器型号为CJWT-4/1-4.0微机调速器，其喷针开度的反馈机构为是采用天津市无线电八厂生产的阻值为1KΩ、型号为WX703-21、线性为?0.5%的线性电阻(动作原理图1)，其动作原理为喷针的机械动作后通过喷针反馈轴将信号由喷针反馈圆盘通过钢带传递给线性电阻，通过对线性电阻(1、3)的改变使传递到微机调速器内的反馈电压(1、2)发生变化，以此来反应喷针的开度。 这种测量喷度开度的方法的优点是减少了原来主设计者们采取的纯机械式的反馈机构造成的反馈系统的繁杂及对水工及地建部分的投资，使其水轮机的水车室及水轮机的工作室的结构更紧凑、更清洁。 其缺点有以下两个方面: 1) 因线性电阻的1、3两点间的位置太靠近使在调速器向关的方向 动作时造成动作过量(使2点与3点重合)而使反馈的电气量 变成100%; 2) 因喷针的反馈机构的动作原理是通过接力器活塞的动作带动喷 针杆向开、关方向动作，使拔叉动作，传递至一些机械连杆机 构通反馈至喷针反馈圆盘通过钢带改变线性电阻的阻值，来反 应喷针的实际的开度。在反馈的过程中通的一些反馈销钉及拔 叉轴销的过程中难免造成一些机械上的位移损失，导至电信号 与机械信号上的误差，使开度不一至， 3、改进措施 3 因造成这种原因的的根源是因调节器速系统的电气反馈与喷针开度的实际的机械开度不一至所致。所以只有使其电气开度与机械开度相一至问题就可以得到圆满的解决，为此该提出了两种解决: 1) 在喷针反馈圆盘上装设机械反馈装置。此处的测量虽然在测量上 存在一些误差，但比起电气反馈时要少得多。运行人员在值班时， 可能通过对调速器的电气开度与此机械开度的比较，来判断其喷 针开度的一至性。 2) 直接在喷针杆的后端加装测量元件，直接通过对此处距离的变化 来反应电压信号的改变(有待进一步的研究)。可以解决测量误 差方面带来的影响，同时可以解决因动作过量造成的反向打开。 4、结束语 此次故障提醒我们，在多喷嘴的水斗式水轮机中，由于现代的微机调速器对喷针开度反馈元件选择中的不成熟，导至运行中出现几个喷针开度的不至的现象，而造成水力不平衡。 参考资料:XXXXXX运行 4