导航：安全管理网>> 安全论文>> 电力安全论文>>正文

大型水电站机组溜负荷原因的探讨

文档作者：刘清华韦敏文档来源：中国长江电力股份有限公司		点击数：	更新时间： 2025年11月03日
下载地址：点击这里	文件大小： 1.96 MB 共4页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共4页]

本文件共4页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：1.96 MB 共4页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

上一篇：对水电机组状态检修技术推行困境的思考

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

２０１４ 年第８ 期
２０１４ Ｎｕｍｂｅｒ ８
水电与新能源
ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ ＡＮＤ ＮＥＷ ＥＮＥＲＧＹ
总第１２２ 期
Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．１２２
ＤＯＩ： １０．１３６２２ ／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ４２ －１８００／ｔｖ．１６７１ －３３５４．２０１４．０８．０１４
收稿日期：２０１４ －０４ －０３ 作者简介：刘清华，男，助理工程师，从事电站运行管理工作。
大型水电站机组溜负荷原因的探讨
刘清华，韦　敏
（中国长江电力股份有限公司，湖北宜昌　４４３００２）
摘要：机组溜负荷在大型水电站机组中偶有发生，原因也各不相同，结合近几年来葛洲坝电厂几次机组溜负荷的案例，
从电气和机械两个方面分析机组溜负荷的具体原因，从而加以技术改进，减少机组溜负荷事故发生。
关键词：大型水电站；溜负荷；过程分析
中图分类号：ＴＭ３１２：ＴＶ７３７　　　文献标志码：Ｂ　　　文章编号：１６７１ －３３５４（２０１４）０８ －００５０ －０４
Discussion on Load Rejection of Large Hydropower Units
ＬＩＵ Ｑｉｎｇｈｕａ， ＷＥＩ Ｍｉｎ
Ｃｈｉｎａ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｙｉｃｈａｎｇ ４４３００２（， Ｃｈｉｎａ）
Abstract： Ｌｏａｄ ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ ｅｖｅｎｔｓ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｏｃｃａｓｉｏｎａｌｌｙ ｉｎ ｌａｒｇｅ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｕｎｉｔｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃａｕｓｅｓ ．Ｗｉｔｈ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ
ｓｅｖｅｒａｌ ｌｏａｄ ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ ｅｖｅｎｔｓ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｉｎ Ｇｅｚｈｏｕｂａ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ ， ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｓｕｃｈ
ａｃｃｉｄｅｎｔｓ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓ ｔｈｅｎ ｃａｎ ｂｅ ｍａｄｅ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｃｈａｎｃｅ ｏｆ ｓｕｃｈ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ ．
Key words： ｌａｒｇｅ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ； ｌｏａｄ ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ； ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎａｌｙｓｉｓ
　　水轮发电机组溜负荷是指在未减负荷的情况下，
机组出现出力逐渐减少，甚至出力降为零直至有功进
相的情况。机组溜负荷有时表现为无任何报警、不易
察觉的特性，而其危害在于影响全厂出力、引起机组有
功进相而出现水泵工况或者造成低油压引起机组事故
跳闸停机等［１］ 。下面结合近几年来葛洲坝电厂出现
的机组溜负荷事故，来分析引起机组溜负荷的原因。
１　负荷波动案例
案例１：２０１０ 年９ 月１１ 日１６：２９，葛洲坝水电厂
１９Ｆ 有功由１２３ ＭＷ 降至９２ ＭＷ，１９Ｆ 机组ＡＧＣ、Ｐ 调
节退出。现场检查，１９Ｆ 调速器抽动，调速器未报故
障，ＡＧＣ／ＡＶＣ 无异常，水头下发正常，机组没有进入
一次调频状态。
案例２：２０１１ 年４ 月１０ 日１９：２２，葛洲坝水电厂监
控系统报“１７Ｆ 电调故障”信号，返回屏报“１７Ｆ 水机故
障”，不能复归。现场检查，１７Ｆ 调速器导叶在“手动”
位置，轮叶在“手动”位置，电调柜信号光字全部报出，
光字不能复归，现场检查轮叶有回关现象，１７Ｆ 负荷从
１３１ ＭＷ 最低溜至６８ ＭＷ。现场纯手动操作将１７Ｆ 调
速器轮叶角度加至正常。
案例３：２０１０ 年６ 月１７ 日５：４７，葛洲坝水电厂监
控系统报“０ 号机电调故障”、“０ 号机导叶中接故障”，
０ 号机有功出力逐步下降至零，最大时进相１０ ＭＷ。
监控系统显示导叶开度１００％，轮叶开度９９％。现场
检查导叶已切至手动，电调面板上显示“导叶主接故
障”，导叶、轮叶开度显示为１００％，复归“导叶主接故
障”信号后，导叶开度显示为１９％，轮叶开度显示为
９９％。手动开、关导叶进行扰动后，将导叶切自动加出
力正常。
２　溜负荷过程曲线
对案例１，当日１６：２８：３４，调速器负荷开始波动，
由于调速器的水锤效应，调速器有功调节先稍微增加，
５０
刘清华，等：大型水电站机组溜负荷原因的探讨２０１４ 年８ 月
然后开始减少，至９２ ＭＷ，见图１。
有功设定值在调速器开始溜负荷时，未发生变化，
随着导叶快速回关，１９Ｆ 单机ＡＧＣ 自动退出。从图１
可看出，由于有功设定值在导叶关闭的过程中没有先
变化，所以主站未发出减负荷的命令。在２９：０４ 时，退
出１９Ｆ 单机ＡＧＣ，主站微调在２８：３４ 溜负荷时，也没
有相应的动作，水头未发生变化，没有进入一次调频，
机组频率也显示正常。
针对案例２，从监控系统的历史曲线看到，１７Ｆ 有
功从１２８ ＭＷ 溜到６９．６ ＭＷ，溜负荷的时间是从
１９：４３：３０开始到１９：５３：５０ 结束，时间长达１０ ｍｉｎ 左
右，见图２。
图1　19Ｆ 溜负荷时历史曲线
图2　17Ｆ 溜负荷时历史曲线
　　事故发生后，自动班人员在１７Ｆ 调速器电柜处检
查ＰＬＣ，发现ＰＬＣ 电池和程序及机频、导叶主接故障
报警灯亮，调速器切在“手动状态”。检查时还发现
ＰＬＣ 电池损坏，电池中的液体流入到ＰＬＣ 模件板中造
成了内部电路短路，从而ＰＬＣ 模块损坏导致程序丢
失，调速器工作异常。更换了ＰＬＣ 和电池后，并重新
５１
水电与新能源２０１４ 年第８ 期
下载了原来备份的１７Ｆ 调速器程序及参数，调速器恢
复正常。
在案例３，当日５：４７，监控系统报“０Ｆ 电调故障”、
“０Ｆ 导叶中接故障”，０ 号机有功出力逐步下降至零，
最大时进相１０ ＭＷ，见图３。
图3　0Ｆ 溜负荷时历史曲线
　　故障一览表：
０５：４７：５３ ０Ｆ 电调故障动作；
０５：４７：５４ ０Ｆ 导叶中接故障动作；
０６：２５：２１ ０Ｆ 电调故障复归；
０５：４７：５４ ０Ｆ 导叶电手动动作；
０６：１２：３７ ０Ｆ 发电机有功功率越低低限。
３　溜负荷事故的过程分析
3．1　19Ｆ 溜负荷过程分析
０９ －１１Ｔ １６：２８：３４，１９Ｆ 溜负荷，事后从上位机调
历史曲线发现：
１）溜负荷时导叶中接、轮叶中接、导叶主接、轮叶
主接均出现回关，没有出现机械发卡异常的现象。
２）ＡＧＣ 设值当时没有变，为１２３ ＭＷ（历史曲线及
ＡＧＣ 操作一览表中显示），微调当时也未动作。
３）机组在溜负荷后未进入一次调频状态，水头下
发值也没有变化。
４）调速器触摸屏显示调速器也没有故障，导轮叶
均在自动位置，没有进行手自动切换。
５）在调速器事件记录中可以看到在２８：２８，也就
是在溜负荷之前的一段时间，调速器一直在接收远方
ＬＣＵ 减负荷的命令，从记录上看到在２ ｍｉｎ 内（从
２６：３４ －２８：２８）一共收到２１ 次减负荷命令，但导叶和
负荷变化不大；溜负荷的过程中并没有收到远方减负
荷的命令，但导叶给定开度、导／轮叶开度和负荷短时
间内又有巨幅变化。直到２９：３５，负荷增加时，又开始
收到远方增负荷的命令。
3．2　17Ｆ 溜负荷过程分析
事故发生后，从历史一览表和历史曲线可以看到
在１９：１５ 时，调速器与监控系统通讯中断，监控系统已
经无法记录到导叶开度和轮叶开度等测值。在１９：１５
时，１７Ｆ 导叶和轮叶均已经切到了手动，但在１９ 点４３
分时，轮叶切回自动，调速器这之后就开始溜负荷，在
１９：５３ 时，轮叶又切回手动，调速器就停止溜负荷。
在ＨＯＭＩＳ 上查询当时的导叶和轮叶主接的动作
情况，可以看到１７Ｆ 有功的变化与轮叶主接的变化一
致，而导叶主接一直保持在６０％的开度未变。因此，
这次调速器溜负荷根本原因是轮叶开度变化所致。
3．3　0Ｆ 溜负荷过程分析
导叶主接传感器故障前后机组负荷和导叶开度关
系见表１。
从表１ 和“导叶开度、轮叶开度和负荷曲线图”发
现，５：４７：５１ 电调导叶主接传感器（供电调闭环调节、
５２
刘清华，等：大型水电站机组溜负荷原因的探讨２０１４ 年８ 月
协联使用）故障，导叶主接开度测值由７２．３％突变到
１０３．１％，５：４７：５４ 导叶切手动并开始往回关，同时报
“电调故障”、“导叶中接故障”，５：４８：４２ 导叶关至
４２．２％，有功为３．０ ＭＷ；６：２４：３６ 导叶关到１９．１％，轮
叶开到９９．５％，有功进相到－１１．０ ＭＷ。
表1　导叶主接传感器故障前后机组负荷和导叶开度关系表
时间
负荷
／ＭＷ
导叶开度
／％（ＬＣＵ）
导叶开度
／％（电调）
轮叶开度
／％
０５：４７：５０ 前 １７．０ ７２．１ ７２．３ ７２．０ ０５：４７：５１ １７．１ ６５．６ １０３．１ ７２．１ ０５：４７：５５ １５．４ ４３．２ １０３．８ ７１．８ ０５：４７：５６ ９．２ ４３．２ １０３．８ ７１．８ ０５：４８：４２ ３．０ ４２．２ １０７．９ ７５．２ ０５：４８：４４ ３．３ ４２．２ ４８．１ ７５．１ ０５：５１：２８ １．６ ３８．４ ３９．２ ７４．８ ０５：５３：５２ ５．３ ３６．８ １０４．９ ８．２ ０６：２４：３６ －１１．０ １９．１ １０４．９ ９９．５ ０６：２７：３３ ９．８ ４３．９ ５０．８ ３１．６ ４　故障分析及对策
从上述案例发生的过程可以看出，机组溜负荷的
原因有电气和机械两部分。从电气的角度看，如果机
组溜负荷直接命令应该来自电调速器，电调故障引起
溜负荷又可分为导叶主接传感器故障和一次调频动
作。机组导叶开度采用闭环调节，ＰＬＣ 直接从导叶主
接位置取得反馈值进行计算，再向步进电机下达开、关
调节命令［２］ 。如果导叶主接故障，使传感器输出的反
馈开度值大于实际导叶开度，电调就会一直下达关导
叶的命令，导致溜负荷。从案例１ 来看，机组溜负荷
时，主站的历史数据和调速器的事件记录显示主站并
未下发命令；调速器在溜负荷前１ ｍｉｎ ５４ ｓ 收到远方
２１ 次减负荷而调速器导／轮叶中接几乎没有变化，造
成命令累积效应导致大幅度溜负荷。从案例２ 来看，
机组溜负荷是由调速器ＰＬＣ 电池损坏后造成ＰＬＣ 模
件故障和程序异常引起的，归根到底都是由于电气调
速器故障引起的。从机械的角度看，调速器导叶主配
发卡是造成机组溜负荷的一种常见情况，当调速器关
导叶命令结束后，主配活塞应复中，如果这时候主配发
卡，主供油源和主接力器关腔油路并未完全隔断，压力
油进入接力器关腔关闭导叶引起机组溜负荷［３］ 。从
案例３ 看，０Ｆ 步进电机设置机械自复中装置，正常时
零位很难调整准确，机械零点常常处于偏关的位置，导
叶（轮叶）在手动状态下会向关方向缓慢关闭。本次
调速器导叶切手动后，导叶开度快速地由７２．１％关到
４３．４％，然后缓慢关至１９．１％，所以机组协联异常，效
率降低，引起机组进相。
５　结　语
综上所述，水轮机组溜负荷有电气和机械方面的
诸多原因，针对出现的不同问题，可采取以下措施：
１）针对主配发卡、导轮叶中接跟随滞后等机械原
因引起的溜负荷，应选用动作特性较好的比例伺服阀，
定期对比例伺服阀检修维护；同时，若调速器用油中存
在较大杂质，也会引起比例阀与伺服缸卡阻，使其不能
很好复中，造成溜负荷，要避免此种情况，可以将调速
器用油过滤一遍，定期更换滤网，并建立设备试验更换
制度。
２）针对因继电器、集成板、硬件模块等引起的故
障，应加强对软硬件设备的巡视检查，及时对存在异常
的设备处理更换，杜绝因调速器电气柜内板块故障或
接触不良引起的机组溜负荷。总之，只有通过不断地
技术改造和设备升级，处理和解决调速器存在的机械、
硬件、软件程序的缺陷，改善机组运行环境，才能彻底
解决机组溜负荷的顽疾，确保机组安全、经济、稳定
运行。
参考文献：
［１］魏守平．现代水轮机调节技术［Ｍ］．武汉： 华中科技大学
出版社， ２００２
［２］王葵， 孙莹．电力系统自动化［Ｍ］．北京： 中国电力出版
社， ２００７
［３］王军．自动控制原理［Ｍ］．重庆： 重庆大学出版社， ２００８
５３

网友评论 more

电力安全论文最新内容

11-03