對縮短棉花灘電廠#1機開機并網(wǎng)時間的分析與處理

摘 要：棉花灘電廠共有四臺機組，總裝機60萬千瓦，在福建電網(wǎng)中主要擔(dān)負著調(diào)峰、調(diào)頻作用，開停機比較頻繁，平均每年開停機次數(shù)300多次，在與系統(tǒng)內(nèi)其它同類型機組進行比較，發(fā)現(xiàn)開機并網(wǎng)時間相對較長，通過對開機過程中的各種因素進行分析，查找開機并網(wǎng)時間較長的原因，提出了改進措施與解決方法，縮短機組開機并網(wǎng)時間，從而有效地增強系統(tǒng)穩(wěn)定性，在系統(tǒng)需要的情況下，更加迅速地實現(xiàn)開機并網(wǎng)，保障電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，提高電能質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：開機時間；原因分析；改造措施；效果

1 機組開機時間現(xiàn)狀調(diào)查

對棉花灘電廠四臺機組在某月份開機并網(wǎng)時間進行統(tǒng)計，平均開機并網(wǎng)時間為：#1機263秒，#2機249秒，#3機212秒，#4機220秒。經(jīng)調(diào)查系統(tǒng)內(nèi)某電站同類型機組開機并網(wǎng)時間，平均時間為3分鐘左右，本廠#1機組平均時間為4分23秒。

2 原因分析

通過對本廠機組整個開機過程的每一環(huán)節(jié)進行了詳盡分析，分別對其中的九個環(huán)節(jié)進行了原因查找分析：

2.1 操作人員發(fā)出分段控制流程

運用中的發(fā)電機組有四種狀態(tài)，分別是發(fā)電態(tài)、空載態(tài)、空轉(zhuǎn)態(tài)、停機態(tài)，因此自動開機流程也有多種，如“停機至發(fā)電”、“停機-空轉(zhuǎn)-空載-空轉(zhuǎn)-發(fā)電”等，運行人員可以根據(jù)需要選擇不同的控制流程。但“停機-發(fā)電”流程是最快的流程，開機令一經(jīng)發(fā)出，監(jiān)控系統(tǒng)就自動按流程執(zhí)行至并網(wǎng)。通過查閱#1機監(jiān)控系統(tǒng)操作記錄、查閱《棉花灘電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)運行規(guī)程》等資料，我們發(fā)現(xiàn)值班人員開機發(fā)令都是按“停機-發(fā)電”流程執(zhí)行，不存在發(fā)出分段控制命令的情況。

2.2 同期裝置精度差

通過查看了#1機同期裝置說明書、設(shè)計參數(shù)，對比本廠發(fā)電機運行參數(shù)及電網(wǎng)運行參數(shù)，測量了#1機同期裝置同期檢測時間，發(fā)現(xiàn)#1機同期裝置型號為SJ-12C，2000年產(chǎn)品，產(chǎn)品技術(shù)較為落后，經(jīng)過10年的使用，裝置已經(jīng)較為老化，故障率較高，影響同期檢測精度，延長并網(wǎng)時間，平均并網(wǎng)費時間為56.35秒，占總時間的21.43%。經(jīng)調(diào)查同類型電廠機組同期并網(wǎng)時間，平均為35秒。由此可知本廠#1機同期裝置并網(wǎng)時間偏長。

2.3 冷卻水電動閥開啟速度慢

經(jīng)過現(xiàn)地測試了#1機冷卻水電動閥開啟時間，平均時間為28.3秒，對比冷卻水電動閥設(shè)計參數(shù)及運行規(guī)定，設(shè)計時間為28秒，兩者時間基本相同。因此，不存在冷卻水電動閥開啟速度慢的問題。

2.4 冷卻水自動減壓閥開啟速度慢

對#1機冷卻水自動減壓閥開啟時間統(tǒng)計結(jié)果進行分析得知，#1機從開機令發(fā)出至冷卻水正常，平均費時140.32秒，占用了53%的開機時間。#1機自動減壓閥為上海大田管道公司生產(chǎn)的，型號為200X，經(jīng)查該減壓閥說明書，額定動作時間為5～120秒，可通過調(diào)整其有關(guān)參數(shù)從而調(diào)整其反應(yīng)速度?，F(xiàn)場測試減壓閥動作時間，平均為108秒。由此可見，自動減壓閥開啟慢嚴重影響了開機并網(wǎng)時間。

2.5 技術(shù)供水管路堵塞

本廠#1機組采用蝸殼取水方式，經(jīng)過快閘攔污柵及濾水器過濾，濾水器會根據(jù)前后壓差整定值進行自動清洗或每隔6小時的定期清洗，濾水器前后壓差信號上送監(jiān)控系統(tǒng)。經(jīng)查閱運行值班日志及檢修維護記錄，未發(fā)現(xiàn)管路堵塞情況。每年機組檢修時，由檢修人員對供水管路進行清洗疏通及管路測厚工作，未發(fā)現(xiàn)異物堵塞管道或管壁增厚的問題。因此不存在技術(shù)供水管路堵塞的問題。

2.6 控制流程存在多余環(huán)節(jié)

通過對#1機監(jiān)控系統(tǒng)控制流程進行調(diào)查分析，棉花灘電廠的計算監(jiān)控系統(tǒng)是2009年新改造的，由南瑞公司生產(chǎn)的最新設(shè)備。南瑞公司的監(jiān)控系統(tǒng)軟件、設(shè)備是我國電力應(yīng)用中最好的產(chǎn)品之一，機組的開停機流程經(jīng)過了設(shè)計、監(jiān)理、電廠的專業(yè)人員充分論證、逐級審查完成，其各自動化元件的動作順序和控制環(huán)節(jié)已是最優(yōu)化了，其合理性和優(yōu)良性已經(jīng)在全國許多大、中型水電廠中得到了充分的應(yīng)用和論證。因此，不存在控制流程存在多余環(huán)節(jié)的問題。

2.7 電網(wǎng)系統(tǒng)不穩(wěn)定

通過查閱了福建電網(wǎng)2010年1-8月份的運行分析，數(shù)據(jù)表明福建電網(wǎng)穩(wěn)定運行，頻率、電壓均控制在正常范圍下運行，未發(fā)生電壓、頻率波動超過限制范圍的情況。因此，不存在電網(wǎng)系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題。

2.8 調(diào)速系統(tǒng)精度差

本廠調(diào)速系統(tǒng)設(shè)備為德國伏依特公司生產(chǎn)的進口設(shè)備，無論在調(diào)整精度上還是可靠性上，均比國內(nèi)產(chǎn)品水平高。經(jīng)觀察機組開機時，調(diào)速系統(tǒng)能夠很好地將機組轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在100%額定轉(zhuǎn)速，不存在轉(zhuǎn)速不穩(wěn)現(xiàn)象。因此，不存在調(diào)速系統(tǒng)精度差的問題。

2.9 勵磁調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)水平低

對#1機監(jiān)勵磁系統(tǒng)進行調(diào)查分析，棉花灘電廠#1機的勵磁系統(tǒng)設(shè)備是2009年剛進行技改的，是由南瑞公司最新生產(chǎn)的NES5100產(chǎn)品，NES5100勵磁調(diào)節(jié)器是國家科技部項目“基于瞬時無功理論的大機組勵磁控制系統(tǒng)研制”重要子課題，大量的試驗驗證了NES5100勵磁調(diào)節(jié)器的優(yōu)良性能，設(shè)計理念超前，可靠性高，已經(jīng)在國內(nèi)許多大、中型電廠得到了廣泛應(yīng)用，具有建壓時間短，精度高的特性。經(jīng)觀察機組運行時，機端電壓與給定電壓之間的差值非常小，不存在調(diào)節(jié)水平低的情況。

通過對開機過程中的每一環(huán)節(jié)的查找，發(fā)現(xiàn)開機并網(wǎng)時間較長原因主要是同期裝置精度差與冷卻水自動減壓閥開啟速度慢的造成。

3 技術(shù)改造

（1）針對同期裝置精度差的問題，我們采取如下措施：對#1機同期裝置進行重新選型，采用技術(shù)更為先進的CM-320同期裝置。

該裝置具有極高的可靠性和穩(wěn)定性，確保能夠在惡劣的電磁環(huán)境下長期穩(wěn)定運行；同期速度快，精度高，調(diào)節(jié)待并機組以最短時間進入給定同期區(qū)域，確保在出現(xiàn)第一個同期點時，將待并斷路器無沖擊并網(wǎng)。

結(jié)合機組檢修，將#1機同期裝置更換為CM-320型，QC小組會同生技、檢修人員共同制定#1機檢修后恢復(fù)啟動試驗方案，對#1機同期裝置改造后的并網(wǎng)情況進行試驗。經(jīng)試驗并網(wǎng)正常，平均并網(wǎng)時間為28秒，比原先縮短了28.35秒。

（2）針對#1機冷卻水自動減壓閥開啟時間因素，結(jié)合機組檢修時處理，對該減壓閥進行解體檢查、清洗，發(fā)現(xiàn)該減壓閥閥片過流孔僅為5個，而設(shè)計要求應(yīng)為9個，對比其它機組的減壓閥，也為9個孔，經(jīng)送加工廠進行加工，增加過流孔至9個，加大其過流能力。

調(diào)整機組的自動減壓閥開啟速度，在安全的前提下，反復(fù)測試，確定一組最優(yōu)的參數(shù)。在#1機恢復(fù)運行過程中，我們對#1機冷卻水自動減壓閥進行了多次調(diào)整，最后確定了一組最優(yōu)參數(shù)進行設(shè)定。

通過#1機開機情況，實現(xiàn)快速開啟自動減壓閥，從開機令發(fā)出至冷卻水正常，平均費時為32.9秒，比原先節(jié)約107.4秒。

4 效果檢查

通過對#1機改造前開機情況和改造后的開機情況進行對比，#1機開機并網(wǎng)時間縮短為1分48秒，達到了預(yù)期效果。

5 結(jié)束語

通過此次改造縮短機組的并網(wǎng)時間，從而有效地增強系統(tǒng)穩(wěn)定性，在系統(tǒng)需要的情況下，更加迅速地實現(xiàn)開機并網(wǎng)，保障電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，提高電能質(zhì)量。縮短了開機過程中部分流程的動作時間，為異常情況下某一元件故障處理爭取了更多時間，減小了因不能及時并網(wǎng)而被省調(diào)考核的可能性。

參考文獻

[1]陳錫芳.水輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)運行監(jiān)測與維修[M].中國水利水電出版社出版，2008.