诚扬水电站机组高压油顶起控制回路技术改造

诚扬水电站机组高压油顶起控制回路技术改造

马长军

马长军

青海省三江水电开发股份有限公司诚扬分公司青海西宁810000

摘要：本文通过对诚扬水电站基本情况的了解和在高压油顶起控制回路设计中遇到的问题进行分析研究，同时，发现并解决了各机组原设计的技术漏洞，更加提高了各机组的安全运行工况，值得在同类型机组中大力推广和广泛采用。这样的技术改造项目，进一步营造了“科技兴企”、“质量强企”的良好氛围，并提升了企业核心的竞争力。

关键词：水电站；高压油顶起；控制；技术改造

一、诚扬水电站基本概况

诚扬水电站位于青海省尖扎县和化隆县交界的黄河干流上，上距李家峡水电站17km,下距公伯峡水电站53km,是黄河上游龙羊峡至刘家峡河段梯级开发规划中拟建的七座中型电站中的第四座电站。电站为低水头河床式水电站，装机容量为284MW，选用7台单机容量40.75MW灯泡贯流式水轮发电机组，额定水头18.7m，水轮机过流量为240.8㎡/s,发电机额定电压为10.5KV，4台主变压器，主接线为扩大单元、单母线分段接线，出线为两路110KV线路。而灯泡贯流式机组由于尺寸较大，发导和水导轴承载荷比较大，在机组启动与停机时润滑条件比较恶劣，开机时转动部分重量（水轮机转轮、主轴、发电机转子等）的作用下，将水导、发导轴下的润滑油挤压出来，以至于机组启动瞬间、轴承处于干磨（或半干磨）擦状态。而且在机组停机时，由于转速的降低，油膜厚度逐渐减小到最小值，威胁到机组的安全运行。如果频繁开停机，会使轴瓦温度升高，润滑油粘度下降破坏油膜厚度，会发生烧瓦事故。因此，灯泡贯流式机组设置了高压油顶起装置，在机组启停前使高压油注入水导、发导轴承下部预设的油室内，通过压力油将转动部分抬起，使轴径与轴瓦摩擦面间强迫建立起油膜，降低摩擦系数，提高润滑条件，有利于机组的安全运行。

二、机组高压油顶起控制回路设计中存在的问题

2018年9月2日我厂5号机在停机状态下，由于调速器导叶协联装置发生异常，导致水轮机导叶自开造成机组空转事件，高压油顶起没有自动投入，运行人员及时手动投入，避免了机组烧瓦事件。事后组织技术小组分析，发现机组高压油顶起控制回路设计存在一下问题：

1）机组高压油顶起由监控系统控制，通过监控系统程序向润滑油PLC输入投、退高压油顶起指令。再由润滑油PLC程序接通高压油顶起控制回路。而导叶异常自开，监控系统没有做相应的逻辑判断条件，因此机组监控系统无法输出投入高压油顶起指令。

2）监控PLC程序中，要收到转速信号与开停机指令两项条件后才能输出高压油顶起的投、退令。但是导叶异常自开造成机组空转时，只有转速没有开停机指令，所以无法投入高压油顶起油泵。如图所示：1

图1

3）机组转速测控装置没有与润滑油系统构成直接的逻辑关系。

以上是导叶异常自开，机组空转，高压油顶起油泵无法自动投入根本原因。

三、机组高压油顶起控制回路技术的改造侧重点和实施方案

1）对各机组润滑油系PLC程序中高压油顶起部分的梯形图进行改动。

2）增加各机组转速测控装置动作输出点。

3）各机组建立转速测控装置与润滑高压油顶起装置的直接逻辑关系。

具体实施方案如下：

1）、在机组润滑油PLC梯形图中增加两组通过转速信号投、腿高压顶起的开入点(投高压油控制点%I2.14,退高压油控制点%I2.15)。如图所示2：

图2

2）、在各机组转速测控装置内，设置转速大于3%小于10%和转速大于93%小于95%的两组无源动作输出点，通过动作输出点直接向润滑油系统下达高压油顶起动作指令，完成高压油顶起油泵的投退（转速大于3%小于10%投入高压油顶起，转速大于93%小于95%退出高压油顶起）。

3）、从各机组转速测控接线端子直接引两组控制线到机组润滑油系统盘柜内，构成转速测控动作输出点与机组高压油顶起开入点对接。实现转速信号直接控制高压油顶起的控制回路。

四、改造前后的对比以及改造后的使用效果

1.改造前后机组各系统之间的关系（如图3）

图3

2.改造后的使用效果

对1#至7#机润滑油系统程序进行技术改造后，通过模拟转速区间信号实现了高压油顶的起投、退功能。通过多次试验证明：新增部分不影响正常开停机回路的高压油顶起的投、退功能。

五、结束语

诚扬水电厂各机组高压油顶起控制回路技术改造是成功的，效果是显著的，该项目方案的投资成本基本为零、改造的难度不大、检修维护容易、工作性能稳定可靠。这次技术改造，从根本上解决了我厂各机组高压油顶起投、退条件的盲区。改善了我厂高压油顶起装置动作的灵敏性，扩大了轴颈和轴瓦的保护范围，增加了机组非正常转动下的保护功能。提高了机组安全稳定运行，并在生产中减少了因机组烧瓦造成的人力、物力及费用的损耗。可为同类型机组提供设计改进依据。

参考文献：

[1]吴新平,何文才.昌山水电站油系统设计[J].甘肃水利水电技术.2003-09-30

[1][2]石磊箭.贯流式水轮机组高压油顶起装置的故障分析[J].电力安全技术.2015-05-15

[2][3]高亚锋.高压油顶起装置的改进.[J].机械工程师.2008-03-10