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大型抽水蓄能機組甩負(fù)荷試驗的方法

文檔作者：高懷韓軻陳福球曹凌智文檔來源：湖南黑麋峰抽水蓄能有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年06月06日
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58
第39卷增刊2 水電站機電技術(shù)
2016年12月Mechanical＆Electrical Technique of Hydropower Station
V01．39 No．S2
Dec．2016
大型抽水蓄能機組甩負(fù)荷試驗的方法
高懷，韓軻，陳福球，曹凌智
(湖南黑麋峰抽水蓄能有限公司，湖南長沙410213)
摘要：甩負(fù)荷試驗是大型抽水蓄能機組調(diào)試的重要內(nèi)容之一，本文以湖南某大型抽水蓄能機組的甩負(fù)荷試驗為基
礎(chǔ)，介紹了一種機組甩負(fù)荷的調(diào)試方法，主要論述了試驗的項目內(nèi)容和調(diào)試步驟，通過數(shù)據(jù)分析和結(jié)論判斷來闡述
和探究抽水蓄能機組甩負(fù)荷試驗的方法，為今后抽蓄電站甩負(fù)荷試驗提供重要參考。
關(guān)鍵詞：抽水蓄能機組；發(fā)電工況；抽水工況；甩負(fù)荷
中圖分類號：TV743 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：1672—5387(2016)$2—0058—03
DOI：10．135996．cnki．1 1—5130．2016．S2．018
1引言
目前，國內(nèi)大型抽水蓄能電站事業(yè)蓬勃發(fā)展，全
國各地相繼投運了大批大型抽水蓄能機組。大型抽水
蓄能機組在投產(chǎn)初期或檢修后，根據(jù)實際隋況有時需
要進行抽水蓄能機組甩負(fù)荷試驗。大型抽水蓄能機組
具有大容量、高水頭、高轉(zhuǎn)速等特點，而如何安全、正
確、規(guī)范地進行大型抽水蓄能機組的甩負(fù)荷試驗工作
是—個非常值得探究的問題，本文接下來以湖南某抽
水蓄能機組甩負(fù)荷試驗為例，通過數(shù)據(jù)分析、結(jié)論判
斷，探究與論述抽水蓄能機組甩負(fù)荷試驗的方法。
湖南某抽水蓄能電站位于湖南省長沙市望城區(qū)，
距負(fù)荷中心長沙約40km。電站安裝4臺300MW單
級可逆式抽水蓄能機組。機組主要參數(shù)如表1、表2。
表1電動發(fā)電機參數(shù)
型號SFD300—20／700
頻率-／Hz 50
相數(shù)三相
絕緣等級F
勵磁方式靜止式可控硅他勵勵磁
發(fā)電工況
有功功率肼w
定子電壓／kv
定子電流，A
轉(zhuǎn)子電壓廠v
轉(zhuǎn)子空載電壓廠v
轉(zhuǎn)子電流／A
轉(zhuǎn)子空載電流／A
功率因數(shù)
容量／kVA
轉(zhuǎn)JlIUr／min
接線方式
冷卻方式
334000
300
4Y
空冷
抽水工況
有功功率珊w 320
定子電壓，kV 18
定子電流，A 10 264
轉(zhuǎn)子電壓廠v ’270
轉(zhuǎn)子空載電壓／V 130
轉(zhuǎn)子電流／A 1 500
轉(zhuǎn)子空載電流／A 930
功率因數(shù)0．975
表2水泵水輪機參數(shù)
2抽水蓄能機組甩負(fù)荷試驗
2．1抽水蓄能機組甩負(fù)荷試驗的意義和目的
抽水蓄能機組甩負(fù)荷試驗是用于檢驗抽水蓄
能機組在故障甩負(fù)荷情況下的安全性能，檢驗磁
極拆裝維護后機組電氣、機械性能，檢驗機組的穩(wěn)
定性以及水輪機調(diào)節(jié)保證值校核等的重要基礎(chǔ)性
試驗。
2．2抽水蓄能機組甩負(fù)荷試驗項目內(nèi)容
進行抽水蓄能機組甩負(fù)荷試驗的前提條件是：
相關(guān)設(shè)備的單體調(diào)試和分系統(tǒng)調(diào)試均已完成，機組
上、下游壓力鋼管充水完成，主變壓器帶電完成。調(diào)
試的主要項目見表3。
收稿日期：2016—11—02
作者簡介：高懷(1982一)，男，工程師，從事抽水蓄能設(shè)備運維及管
理工作。
瑚掩峨湖瑚㈨咖吣
萬方數(shù)據(jù)
增刊2 高懷，等：大型抽水蓄能機組甩負(fù)荷試驗的方法59
表3抽水蓄能機組甩負(fù)荷試驗項目
序號
1
2
3
4
5
抽水蓄能機組甩負(fù)荷試驗項目
發(fā)電工況甩25％負(fù)荷試驗
發(fā)電工況甩50％負(fù)荷試驗
發(fā)電工況甩75％負(fù)荷試驗
發(fā)電工況甩100％負(fù)荷試驗
抽水工況斷電甩負(fù)荷試驗
2．3發(fā)電工況甩負(fù)荷試驗
2014年6月25日，湖南某抽水蓄能電站機組
發(fā)電工況甩負(fù)荷試驗采取上位機自動開機至發(fā)電工
況，機組并網(wǎng)后帶75 MW負(fù)荷穩(wěn)定運行一段時間，通
過按下監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制柜緊急停機按鈕甩25％
負(fù)荷。試驗前應(yīng)記錄的數(shù)據(jù)如表4：
表4甩25％負(fù)荷前機組狀態(tài)記錄表
按下監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制柜緊急停機按鈕甩
25％負(fù)荷后，記錄的數(shù)據(jù)如表5、表6、表7：
表5甩25％負(fù)荷過程中機組轉(zhuǎn)速極值
表6甩負(fù)荷過程中壓力測量記錄
現(xiàn)地運行／ ／ ／ ／
現(xiàn)地甩負(fù)荷(大)0．96MPa ／4．16MPa 4．18MPa
現(xiàn)地甩負(fù)荷(小)0．52MPa ／ 3．55MPa 3．39MPa
監(jiān)控甩負(fù)荷(大)0，73MPa 0．68MPa 3，98MPa 3．93MPa
監(jiān)控甩負(fù)荷(小)O．66MPa 0．62MPa 3．59MPa 3．70MPa
設(shè)計值
最大值1．48MPa ／4．9MPa ／
最小值0MPa ／ 2．0MPa ／
表7甩25％負(fù)荷過程中振擺測量記錄
75Mw 運行0．04 0．08
75MW 甩負(fù)荷O．04 0．16
數(shù)據(jù)分析：機組發(fā)電工況甩25％負(fù)荷試驗過程
中，從監(jiān)控系統(tǒng)歷史事件列表中可以看出，18：00：17
緊急停機按鈕動作，18：00：17，GCB分閘、調(diào)速器延
時10 S回路一動作、調(diào)速器和球閥緊急停機電磁閥動
作，18：oo：28調(diào)速器延時10 S回路一復(fù)歸，機組緊急
事故停機流程正常。
從表5中可以看出，甩負(fù)荷過程中轉(zhuǎn)速共出現(xiàn)
2個波峰，轉(zhuǎn)速最高到達107．32％，小于設(shè)計飛逸轉(zhuǎn)
速140％，轉(zhuǎn)速上升率合格。
從表6中可以看出，甩負(fù)荷過程中現(xiàn)地和監(jiān)控
系統(tǒng)上位機采集蝸殼進口壓力和尾水管進口壓力極
值，由此判斷未超過保證值，滿足設(shè)計要求。
機組緊急停機時，導(dǎo)葉經(jīng)過10．2 s延時后快速
關(guān)閉導(dǎo)葉，此時兩段關(guān)閉投入，導(dǎo)葉從30．4％關(guān)至
零的時間為12．7 s。甩負(fù)荷過程中轉(zhuǎn)速與導(dǎo)葉開度
曲線關(guān)系如圖1。
L7’＼／轉(zhuǎn)-L$
一
、、(
＼＼ ＼
—√導(dǎo)葉開度
功率1＼
圖1甩25％負(fù)荷過程中轉(zhuǎn)速與導(dǎo)葉開度曲線關(guān)系
從上述分析可以看出，甩負(fù)荷過程中緊急事故
流程動作正確，轉(zhuǎn)速上升率未超過飛逸轉(zhuǎn)速，各部位
壓力極值均在設(shè)計壓力范圍內(nèi)。試驗結(jié)束后，對機組
進行全面檢查，重點關(guān)注發(fā)電機導(dǎo)軸承狀態(tài)、發(fā)電機
轉(zhuǎn)子磁極是否開裂、輸水機構(gòu)是否正常等情況。
通過對甩25％負(fù)荷數(shù)據(jù)的分析核對，逐步判斷
下一步甩50％、75％、100％負(fù)荷試驗的安全性，依
次進行試驗，試驗方法與步驟與甩25％負(fù)荷試驗相
同，本文不再復(fù)述。最終甩100％負(fù)荷參考數(shù)據(jù)列舉
見表8～表11及圖2：
表8甩100％負(fù)荷前機組狀態(tài)記錄表
萬方數(shù)據(jù)
60 水·電站機電技術(shù)第39卷
表9甩100％負(fù)荷過程中機組轉(zhuǎn)速極值表13抽水工況斷電過程中壓力測量記錄狀態(tài)
表10甩100％負(fù)荷過程中壓力測量記錄
現(xiàn)地運行， ／ ／ ／
現(xiàn)地甩負(fù)荷(大)1．05MPa ／ 4．78MPa 4．93MPa
現(xiàn)地甩負(fù)荷(小)0．13MPa ／ 3．42MPa 3．16MPa
監(jiān)控甩負(fù)荷(大)0．85MPa o．63MPa 4．03 Pa 4．04MPa
監(jiān)控甩負(fù)荷(小)0．49MPa 0．49MPa 3．39MPa 3．49MPa
設(shè)計值
最大值1．48MPa ／ 4·9MPa
最小值0MPa ／ 2．0MPa
表1 1甩100％負(fù)荷過程中振擺測量記錄
150MW 運行
150MW 甩負(fù)荷
0．04 mill
0．46 111111
O．10mm
O．76mm
／＼
／ ＼
＼／、＆二{ 7<～
停機令一’ ＼
＼／導(dǎo)葉開度
＼
＼
＼狀態(tài)斷電前穩(wěn)態(tài)壓力斷電時最大壓力斷電時最小壓力
部位＼＼ ／MPa ／MPa／發(fā)生時間／s ／MPa／發(fā)生時間／s
球閥前
蝸殼進口
尾水進口
無葉區(qū)
泄流環(huán)
原球閥前
尾水管出口
3，009 3／6．6
2．991 5／5．9
0．287 5／8．1
3．060 4／6．1
0．670 9／23．4
表14抽水工況斷電過程中壓力測量記錄2
＼狀態(tài)斷電前穩(wěn)態(tài)壓力斷電時最大壓力斷電時最小壓力部位＼ ／MPa ／MPa ／MPa
球閥前
蝸殼進口
尾水進口
3．453
3．471
0．702
4．074
4．157
中采集的球閥前、蝸殼、尾水管進El壓力極值基本保
持一致，未超過設(shè)計保證值。水泵模式斷電試驗中緊
急事故流程動作正確，各部位壓力極值均在設(shè)計壓
力范圍內(nèi)，試驗過程中抽水工況斷電機組未產(chǎn)生過
速反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，試驗檢驗機組性能滿足設(shè)計要求。
“8 3結(jié)論
圖2甩100％負(fù)荷過程中轉(zhuǎn)速與導(dǎo)葉開度曲線關(guān)系
2．4抽水工況斷電甩負(fù)荷試驗
抽水蓄能機組在抽水工況下負(fù)荷不能調(diào)節(jié)，斷
電甩負(fù)荷就是100％甩負(fù)荷，2014年6月26日，湖
南某抽水蓄能電站組織進行了4號機組抽水工況斷
電試驗，試驗采取上位機自動開機至水泵工況，機組
并網(wǎng)后運行130 min，然后按下監(jiān)控系統(tǒng)緊急停機按
鈕的方法進行水泵工況斷電試驗。試驗數(shù)據(jù)如表
12～表14：
從表中數(shù)據(jù)可以看出，抽水工況斷電試驗過程
表1 2抽水工況斷電前機組狀態(tài)記錄表狀態(tài)
通過機組發(fā)電工況下甩25％、50％、75％、
100％負(fù)荷試驗以及抽水工況斷電試驗，驗證了機
組的甩負(fù)荷能力，為今后安全合理的安排機組運行
方式提供有力數(shù)據(jù)支撐。
本文通過對某抽水蓄能機組甩負(fù)荷試驗的分析
與論述，介紹了一種大型抽水蓄能機組的甩負(fù)荷試
驗的方法。通過對各試驗項目的關(guān)鍵步驟介紹與試
驗數(shù)據(jù)分析，闡明了抽水蓄能機組甩負(fù)荷試驗的各
項注意事項及判斷方法，為今后抽水蓄能機組投產(chǎn)
前的試驗提供了參考。
參考文獻：
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