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电动阀门在电站存在的问题
点击次数:852 发布时间:2013-09-15

1 电动阀门概况
某水库电站是2004年9月建成投产的坝后电站,装有两台轴流定浆式水轮发电机组。发电机型号为SF1250-10/1730,出力1000KW;水轮机型号为ZDJP502-LH-100,设计水头18.2m,设计流量6.62m3/s,额定出力1064KW,额定转速600r/min。装设两套阀门电动装置型号为ZC350-18/40 DA (可手动),额定转矩3500N.m,电机功率5.5KW。
2 电动阀门存在的问题
某水电站使用的蝴蝶阀是用于阀瓣做直线运动的ZB系列阀门电动装置。根据开停机程序,正常开机必须先打开主阀;正常停机一般要在关闭水轮机导水叶后也关闭主阀;当机组过速保护动作或事故停机过程中导水叶剪断销剪断时,则要紧急停机并关闭主阀。由此可知,主阀的操作与机组操作关系极为密切,主阀是水电站安全、可靠运行的一个重要环节。一旦主阀开关失灵,将直接或间接地影响水电站安全。故主阀的自动控制是机组自动控制的重要组成部分。
该水电站地处多雷区,雷雨季节发电时线路受雷击跳闸比较频繁,蝶阀需要开关的次数较多,因此对蝶阀动作的可靠性要求很高,任何时候都要保证其动作正常。现选用ZC350-18/40 DA电动蝶阀,当系统供电正常时可正常操作,当系统断电时,手动关闭因其力矩过大,几名大汉也难于操作,无法配合机组正常开关,给电站安全运行带来极大安全隐患。
2.1 35KV输电线路断电时电动蝶阀无法开启和关闭
电站电气主结线是单回路接线方式,因35KV输电线路是电站*的输电线路,当系统停电时,厂用电源消失,电动蝶阀无法动作,影响机组开停机:(1)当机组处于备用状态,需要开机发电自用时,因无法打开电动蝶阀,而无法开机,导致整个电厂瘫痪;(2)若机组处于正常停机过程或事故停机过程中导水叶剪断销剪断时,电动蝶阀无法关闭,致使水轮发电机组不能停机,导致轴瓦损坏,严重时会扩大事故范围。
2.2线路失电机组过压保护动作导致厂用电源消失电动蝶阀无法关闭 
在机组运行中,因发生线路故障或事故机组甩全负荷,接力器快速关至空载开度或全关位置,造成机组转速急剧升高至某个zui大值,同时,压力引水系统产生水锤,水压大幅度波动,会影响机组的强度和寿命,危及水电站的安全。可通过调保计算,根据水电站过水系统和水轮发电机组的特性,合理选择导叶接力器关闭规律,进行水压变化和机组转速变化计算,使压力变化与转速上升值都在允许范围内。保证在系统跳闸后,机组仍能带回厂用电稳定运行。但大隆洞水电站在实际运行中,当发电期间系统突然失电时(备用电源42TM失效),如果两台机组同时运行,因受水锤压力影响,调速器动作惯性大,不能迅速减小导水叶的开度,两台机组转速急升,并时高时低持续上升不能稳定,zui终造成机端电压达到“过电压保护”动作值而自动解列——跳断路器601和602跳灭磁开关。
当两台机组同时运行时,机组因过电压跳闸,厂用电源消失(41TM失电),电动蝶阀因失去工作电源无法关闭,此时事故停机过程中若水轮机导水叶剪断销剪断,将导致水轮发电机组不能停机。虽然电动蝶阀装有手动机构,由于其管径达2米,额定转矩3500N.m,手动操作时间长且费劲,无法满足机组紧急事故时在2min内关闭蝶阀的工作要求。
3电动阀门处理措施
为保证本水电站安全运行,我们采取以下技术措施进行处理: 针对电站只有35KV输电线路单一电源,不能满足随时开启和关闭电动蝶阀的工作要求。采取从附近低压配电网(农用变压器)独立引入一回低压馈电线(800米)作为备用电源(见下图所示)。在两台发电机组因过电压跳闸停机时,厂用电源消失(41TM失电),断路器Q1跳闸,双电源CA1自动转换开关使断路器Q2接入,厂用电即转由近区低压配电网供电。确保了当35KV输电线路断电后,机组停机时,仍能由近区低压配电网提供厂用电供电动蝶工作。 
通过增设备用电源提高厂用电供电的可靠性,从而避免了事故停机过程中若水轮机导水叶剪断销剪断,导致水轮发电机组不能停机的事故,使到蝶阀操作基本满足机组运行要求。
4 电动阀门结语 
某水电站电动蝶阀在使用中存在的安全隐患,经采用由近区低压配电网提供备电源的技术处理措施,经过几年的实际运行,安全可靠,电站经济效益显著提高。



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