1 概況
某水庫電站是2004年9月建成投產(chǎn)的壩后電站，裝有兩臺軸流定漿式水輪發(fā)電機(jī)組。發(fā)電機(jī)型號為SF1250-10/1730，出力1000KW；水輪機(jī)型號為ZDJP502-LH-100，設(shè)計(jì)水頭18.2m，設(shè)計(jì)流量6.62m3/s，額定出力1064KW，額定轉(zhuǎn)速600r/min。裝設(shè)兩套閥門電動裝置型號為ZC350-18/40 DA （可手動），額定轉(zhuǎn)矩3500N.m，電機(jī)功率5.5KW。
2 蝶閥存在的問題
某水電站使用的蝴蝶閥是用于閥瓣做直線運(yùn)動的ZB系列閥門電動裝置。根據(jù)開停機(jī)程序，正常開機(jī)必須先打開主閥；正常停機(jī)一般要在關(guān)閉水輪機(jī)導(dǎo)水葉后也關(guān)閉主閥；當(dāng)機(jī)組過速保護(hù)動作或事故停機(jī)過程中導(dǎo)水葉剪斷銷剪斷時，則要緊急停機(jī)并關(guān)閉主閥。由此可知，主閥的操作與機(jī)組操作關(guān)系極為密切，主閥是水電站安全、可靠運(yùn)行的一個重要環(huán)節(jié)。一旦主閥開關(guān)失靈，將直接或間接地影響水電站安全。故主閥的自動控制是機(jī)組自動控制的重要組成部分。
該水電站地處多雷區(qū)，雷雨季節(jié)發(fā)電時線路受雷擊跳閘比較頻繁，蝶閥需要開關(guān)的次數(shù)較多，因此對蝶閥動作的可靠性要求很高，任何時候都要保證其動作正常。現(xiàn)選用ZC350-18/40 DA電動蝶閥，當(dāng)系統(tǒng)供電正常時可正常操作，當(dāng)系統(tǒng)斷電時，手動關(guān)閉因其力矩過大，幾名大漢也難于操作，無法配合機(jī)組正常開關(guān)，給電站安全運(yùn)行帶來極大安全隱患。
2.1 35KV輸電線路斷電時電動蝶閥無法開啟和關(guān)閉
電站電氣主結(jié)線是單回路接線方式,因35KV輸電線路是電站唯一的輸電線路，當(dāng)系統(tǒng)停電時，廠用電源消失，電動蝶閥無法動作，影響機(jī)組開停機(jī)：（1）當(dāng)機(jī)組處于備用狀態(tài)，需要開機(jī)發(fā)電自用時，因無法打開電動蝶閥，而無法開機(jī)，導(dǎo)致整個電廠癱瘓；（2）若機(jī)組處于正常停機(jī)過程或事故停機(jī)過程中導(dǎo)水葉剪斷銷剪斷時，電動蝶閥無法關(guān)閉，致使水輪發(fā)電機(jī)組不能停機(jī)，導(dǎo)致軸瓦損壞，嚴(yán)重時會擴(kuò)大事故范圍。
2.2線路失電機(jī)組過壓保護(hù)動作導(dǎo)致廠用電源消失電動蝶閥無法關(guān)閉
在機(jī)組運(yùn)行中，因發(fā)生線路故障或事故機(jī)組甩全負(fù)荷，接力器快速關(guān)至空載開度或全關(guān)位置，造成機(jī)組轉(zhuǎn)速急劇升高至某個最大值，同時，壓力引水系統(tǒng)產(chǎn)生水錘，水壓大幅度波動，會影響機(jī)組的強(qiáng)度和壽命，危及水電站的安全。可通過調(diào)保計(jì)算，根據(jù)水電站過水系統(tǒng)和水輪發(fā)電機(jī)組的特性，合理選擇導(dǎo)葉接力器關(guān)閉規(guī)律，進(jìn)行水壓變化和機(jī)組轉(zhuǎn)速變化計(jì)算，使壓力變化與轉(zhuǎn)速上升值都在允許范圍內(nèi)。保證在系統(tǒng)跳閘后，機(jī)組仍能帶回廠用電穩(wěn)定運(yùn)行。但大隆洞水電站在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)發(fā)電期間系統(tǒng)突然失電時（備用電源42TM失效），如果兩臺機(jī)組同時運(yùn)行，因受水錘壓力影響，調(diào)速器動作慣性大，不能迅速減小導(dǎo)水葉的開度，兩臺機(jī)組轉(zhuǎn)速急升，并時高時低持續(xù)上升不能穩(wěn)定，最終造成機(jī)端電壓達(dá)到“過電壓保護(hù)”動作值而自動解列——跳斷路器601和602跳滅磁開關(guān)。
當(dāng)兩臺機(jī)組同時運(yùn)行時，機(jī)組因過電壓跳閘，廠用電源消失（41TM失電），電動蝶閥因失去工作電源無法關(guān)閉，此時事故停機(jī)過程中若水輪機(jī)導(dǎo)水葉剪斷銷剪斷，將導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)組不能停機(jī)。雖然電動蝶閥裝有手動機(jī)構(gòu)，由于其管徑達(dá)2米，額定轉(zhuǎn)矩3500N.m，手動操作時間長且費(fèi)勁，無法滿足機(jī)組緊急事故時在2min內(nèi)關(guān)閉蝶閥的工作要求。
3 處理措施
為保證本水電站安全運(yùn)行，我們采取以下技術(shù)措施進(jìn)行處理：針對電站只有35KV輸電線路單一電源，不能滿足隨時開啟和關(guān)閉電動蝶閥的工作要求。采取從附近低壓配電網(wǎng)（農(nóng)用變壓器）獨(dú)立引入一回低壓饋電線（800米）作為備用電源（見下圖所示）。在兩臺發(fā)電機(jī)組因過電壓跳閘停機(jī)時，廠用電源消失（41TM失電），斷路器Q1跳閘，雙電源CA1自動轉(zhuǎn)換開關(guān)使斷路器Q2接入，廠用電即轉(zhuǎn)由近區(qū)低壓配電網(wǎng)供電。確保了當(dāng)35KV輸電線路斷電后，機(jī)組停機(jī)時，仍能由近區(qū)低壓配電網(wǎng)提供廠用電供電動蝶工作。
通過增設(shè)備用電源提高廠用電供電的可靠性，從而避免了事故停機(jī)過程中若水輪機(jī)導(dǎo)水葉剪斷銷剪斷，導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)組不能停機(jī)的事故，使到蝶閥操作基本滿足機(jī)組運(yùn)行要求。
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