水轮发电机组甩负荷试验故障停机原因浅析
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摘要：通过对水轮发电机组在甩负荷试验时，不能维持在空载态的原因进行分析。提高设备运行的可靠性，保证机组在甩负荷试验时，使机组维持在空载态。为机组在正常运行过程中发生非事故甩负荷的运行工况提供依据。
【分类号】：TV541.2
0 引言
水轮发电机组甩负荷试验目的：1.检验水轮发电机组调速器的可靠性；2.检验水轮发电机组励磁系统可靠性；3.检验调速器性能与调节保证计算时候匹配在；4.检验水轮发电机组设计、制造、安装质量。水轮发电机组在甩负荷试验时，调速器将迅速全关导叶，在机组转速降至空转时，再将导叶开启至空转开度附近，以维持机组转速在额定转速。与此同时，励磁系统也进行调节，将机端电压维持在额定电压。机组最终维持在空载态。
在甩负荷试验过程中常因调速器或励磁系统原因导致机组事故停机或不能保持在空载态。
1 问题提出
2012年7月24日，锦苏直流安控装置动作切除#1机600MW负荷后，由于在600MW时#1机调速器两端关闭装置已在投入状态，导致#1机导叶关闭速度过慢，致使#1机机械过速动作停机。
2013年5月27日，#2机甩600MW负荷试验时，因调速器主配故障甩负荷导叶关闭后导叶未能及时开启导致机组转速持续下降，励磁系统伏赫限制和发电机过激磁保护动作，机组事故停机。
2故障可能原因
调速器并网信号故障
调速器并网信号采用发电机出口开关辅助接点作为调速器并网信号的唯一判据。机组发生甩负荷时若该开关的辅助接点故障不能正确反应该开关状态时，调速器将不能正确判断发电机已解列，从而导致调速器控制系统不能做出相应的调节，导叶将保持原来开度，最终机组发生过速导致甩负荷后故障停机。
励磁系统并网信号故障
当机组甩负荷时，发电机出口开关分闸励磁系统收到机组解列信号后将实时调节励磁电压和电流使发电机机端电压在允许范围内，若励磁系统未收到机组解列信号，励磁系统将不作出任何调整，直至励磁系统自身内部故障跳闸或发电机过激磁保护动作。这两种保护动作都将启动发电机电气事故停机流程，从而使机组不能在甩负荷后维持在空载态。
励磁系统转速信号故障
励磁系统只有在机组转速到达空转转速时，励磁系统才能进行启励，并根据机组转速情况实时调整励磁电压和电流，使发电机机端电压维持在允许范围内。发电机发生甩负荷后，机组转速将有不同程度的上升，若励磁系统所用转速信号不能正确检测到机组转速，励磁系统将不能做出正确的判断，最终将导致励磁系统自动灭磁或励磁系统内部故障跳闸。
调速器主配故障
机组甩负荷后，调速器将立即发令关闭导叶，当机组转速降至空载转速后，再将导叶开启至空载开度，维持机组转速在100%Ne。若此时机组导叶关闭后，当机组转速降至空载转速此时导叶未能及时打开，机组转速将持续下降，当机组转速降至励磁系统伏赫限制保护动作值时，励磁系统将发出内部故障跳闸令，启动机组事故停机流程动作停机。
导叶位置传感器故障
机组发生甩负荷后，调速器将实时检测导叶开度情况，以在机组转速降至空载转速时，再一次打开导叶至空载开度，维持机组转速在额定值。若导叶已全关，而此时的导叶位置传感器检测到导叶仍有一定开度，此时调速器控制部分将不间断的发关闭导叶令，但该过程时间较短，当机组转速降至空载转速时，调速器控制部分将发令开启导叶至空载开度若此时导叶传感器已检测到导叶位置已到达空载开度或以上，此时调速器控制部分将不动作或发关闭令关闭导叶，导叶实际已全关将导致伏赫限制保护动作，最终导致励磁系统内部故障跳闸动作，导致机组事故停机流程动作停机。曾发生导叶位置传感器固定螺栓松动导致导叶位置传感器发生移位现象。
调速器两段关闭装置未能正确动作
机组甩负荷后，调速器控制系统将发令关闭导叶，导叶关闭速度受到接力器关腔进油和开腔排油速度的影响，在接力器开腔排油管上装设有两段关闭控制装置，导叶开度在拐点开度以上时，接力器以快关速度关闭导叶，当到达拐点开度以下时，接力器以快关的一半速度关闭导叶。若发生在拐点开度以上，调速器两段关闭阀也在投入状态此时，调速器关闭速度将只有正常的一半速度，发生甩负荷时，导叶关闭时间将延长，机组转速可能上升至电气过速停机甚至机械过速停机值，启动机组事故停机流程动作停机。
机组甩负荷后导叶剪断销剪断
机组在甩负荷过程中由于导叶快速关闭至较小开度甚至关闭至零，在此过程中若导叶间有异物卡阻可能导致导叶剪断销剪断，若导叶剪断销发生剪断现象，机组转速将不能迅速下降。若发生多个导叶剪断销同时剪断现象，机组转速可能上升至机械过速转速，甚至到达机组飞逸转速，导致机组事故落门停机。
5 结语
机组在甩负荷试验或安控装置动作切机后，机组最终要维持在空载态的影响因素很多，最主要集中在励磁和调速系统，因此励磁和调速系统运行的可靠性和稳定性将直接影响着发生甩负荷或安控装置动作时，机组的最终状态。选用可靠的元器件、精心的维护将成为机组稳定运行的必备前提。在甩负荷后机组事故停机，及时找出导致事故停机的原因并处理将缩短机组故障停机时间，提高机组可用小时数。
参 考 文 献
[1] 彭天波. 黄龙滩电厂扩建机组甩负荷试验的问题与分析.华中电力.2007年第7期.
[2] 沈祖诒.水轮机调节.北京.中国水利水电出版社.1998.