冯海琛
云南大唐国际电力有限公司 云南省昆明市 650000
摘要：近年来，随着当代我国特色社会主义经济的快速发展，我国的社会人民群众对现有电力资源的迫切需求不断扩大提高，这就给当代我国国家电力资源事业的持续建设发展带来许多更好的机遇和更大的挑战。在满足加快我国各流域水电站工程建设发展步伐需要的同时，也对加强水电站的日常运行维护管理工作提出了更高的要求。但是在水电站水轮发电机组的生产运行管理过程中，可能会出现各种原因导致水轮发电机组正常运行时突然甩负荷的异常情况发生，导致水电站正常运行管理过程中的安全隐患风险显著增大，影响水电站对电力系统的正常供电。本文对水电站水轮发电机组正常运行中水轮发电机组甩负荷的危害及相关应对控制措施进行了一定的理论研究与经验分析，也对水轮发电机组发生甩负荷情况的故障原因进行了剖析，希望本文的阐述对应对水轮发电机组甩负荷危害可以起到一定的参考与借鉴研究作用。
关键词：水轮发电机组，甩负荷危害，原因，应对措施
引言:在水电站水轮发电机组的日常生产运行管理过程中，可能会出现各种原因导致的水轮发电机组甩负荷的情况，严重影响到水电站水轮发电机组的正常运行工作。因此，为更好的应对、预防水电站内部水轮发电机组运行期间甩负荷这一危害，就需要研究水电站水轮发电机组运行期间甩负荷的原因，并提出相应的应对措施，对水轮发电机组的安全生产运行有着一定现实意义。
一、水电站水轮发电机组运行中甩负荷危害
1.1转动部件的离心力方面
因为水轮发电机组运行中断路器突然跳开出现甩负荷时转动部件离心力突然增加，机组的振动与摆度数值也将增大甚至超过允许值，水轮发电机组内部的转动部件和静止部件就会产生较大碰撞，使得一些部件遭受到一定破坏，例如出现发电机转子和定子之间发生碰撞，水轮机转轮和转轮室之间发生碰撞等现象。可能引起水轮发电机组各导轴承轴瓦温度升高甚至出现烧瓦情况；发电机风洞内转动部分、转动部分与固定部分间以及固定部分出现碰撞和刮痕；发电机集电环和碳刷出现明显位移或折断等。
1.2轴向推力出现明显变化
如果运行中的水轮发电机组断路器突然跳开出现甩负荷的情况，水轮发电机组的转速将会不断升高，轴向推力出现显著变化，势必会造成严重后果。水轮发电机机组突然甩去全部负荷后导叶关闭时，水轮机转轮室内可能形成真空，造成负水锤（水流倒灌进转轮室），容易鼓破水轮机顶盖产生跑水或使较轻机组出现抬机现象，进一步损坏设备。机组抬机情况发生后，水轮发电机组转动部分上升较多，下降后发电机镜板将与推力瓦产生撞击，可能造成推力瓦损伤或镜板变形，并使水轮发电机组一些固定螺栓出现松动或者破断；机组出现抬机情况时发电机转子上升使在正常运行时不接触的部分相碰撞，可能损坏部分部件。如果水轮发电机组甩负荷时机组导叶迅速关闭，会使引水管道中的水流流速发生急剧变化，可能引起管道内压强的剧烈波动，并在整个管长范围内传播，并且压强的升、降有时都超过正常情况的许多倍，能引起管道、水轮机的振动，管道变形，甚至使管道破裂，导致电站的严重设备损坏事故。
1.3发电机机端电压升高
水轮发电机组在运行中突然甩去全部负荷，机组转速迅速上升，将会导致发电机机端电压升高，对发电机的定子绕组绝缘产生威胁。发电机机端电压升高的峰值与发电机励磁系统和调速系统的调节性能有关。
二、水电站水轮发电机组运行中可能出现甩负荷现象的原因
水电站水轮发电机组生产运行期间出现甩负荷这一现象可能形成的原因主要有以下几个方面：1、在水轮发电机组的正常运行过程中出现电气事故，致使发电机继电保护动作出口，导致发电机出口断路器的跳闸。
2、水轮发电机组在运行中出现轴瓦温度升高并达到停机值，轴瓦温度高保护动作出口，导致发电机出口断路器跳闸。3、水轮发电机组调速器油压装置运行中出现故障，造成事故低油压引起紧急停机，进而导致发电机出口断路器的跳闸情况。4、工作人员误操作，出现误分运行中的发电机出口断路器的情形。5、水电站运行中的主变压器出现故障，致使继电保护动作出口，主变压器各侧断路器出现跳闸的情况。6、水电站运行中的母线出现故障，致使母差保护动作出口，跳开连接在母线上的各侧断路器。7、电力系统出现故障，导致水电站出线线路断路器发生跳闸的情况。
三、水电站水轮发电机组运行中甩负荷的应对措施
3.1水轮发电机组调速器进行改造或者机组大修后，必须要进行甩负荷试验，通过试验了解水轮发电机组导叶、接力器的关闭规律，检查调节保证数据（机组最大转速升高值、导叶前最大压力升高值以及调速器的调差系数），了解水轮发电机组甩负荷时的过渡过程中机组内部水力特性和机械特性（顶盖压力、尾水管真空、蜗壳压力、振动、摆度、抬机等）的变化规律以及对机组工况的影响，为水轮发电机组的安全运行提供必要的数据，并可以鉴定调速器工作的稳定性。
3.2切实做好水电站生产运行设备的日常维护保养及日常巡回检查管理工作，提高生产管理一线员工的工作用心度，使所有工作人员都能够充分认识到加强水轮发电机组设备运行安全管理的重要意义，随时掌握机组及各个设备的运行状况，通过做全记录并加以对比分析，及时发现水轮发电机组及相关设备存在的问题，采取有效应对措施进行及时处置，确保水轮发电机组能够长期可靠运行。
3.3在进行水电站水轮发电机组的运行管理时，生产运行人员需要充分掌握水轮发电机组在运行中突然甩负荷的产生原因及危害，并在此基础上，加强对甩负荷处理办法的学习和运用，使水轮发电机组能够及时恢复至正常状态。为保证水轮发电机组运行中的甩负荷得到及时解决，生产运行人员需要做好应急操作和相关检查工作，便于及时恢复水轮发电机组的正常状态。各个运行班组也应根据工作需要定期组织开展事故风险预想和反事故演习，明确事故处理期间各个人员的岗位职责和工作任务内容，做到合理组织分工，确保事故应急处置的工作时效性和工作准确性都能得到有效提升，做到操作及时准确，遇事不慌不忙。特别应该注意的是，在遇到雷雨或冰灾等极端天气极易造成水电站线路跳闸的情况时，应提前做好事故预想和相关部署，确保生产管理人员和运行人员做到分工明确，心中有数。
3.4当水电站水轮发电机组出现甩负荷又遇调速器主配压阀拒动或剪断销剪断时，运行人员应立即关闭进水球阀或闸门，避免机组转速持续升高使事态进一步恶化。
3.5水电站水轮发电机组甩负荷出现过速停机后，电站运维人员应对水轮发电机组进行全面检查。重点检查发电机风洞内转动部分和固定部分有无异常；发电机转子有无明显变形或焊缝裂开；发电机集电环和碳刷有无损坏；剪断销有无剪断等。再次开机后还应该测量机组振动和摆度值是否正常。
四、结束语
综上所述，在水电站水轮发电机组的生产运行过程中，会出现各种故障导致机组出现甩负荷情况的发生，即使是同一种后果都可能存在不同的产生原因，所以在进行水轮发电机组运行管理的时候就需要充分掌握机组甩负荷的产生原因及危害，加强对处理办法及应对措施的学习，便于在出现机组甩负荷情形时，运行人员能够及时做出准确的判断和处理，使机组运行中的甩负荷情况得到及时处置，确保水电站水轮发电机组的长期稳定运行。
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