水泵工况启动前试验项目优化方案

本节主要介绍宝泉电站首机首次水泵工况启动之前的试验项目和水泵工况启动之后的试验项目。水泵工况启动之前的试验项目主要包括尾水充水、蜗壳充水、水淹厂房试验;

10.2.3.1　机组启动之前的试验项目

机组充水包括对机组尾水系统充水、球阀至蜗壳充水。机组充水试验是在引水系统、尾水系统、上库充水完成且上水库蓄水达到满足机组启动水位(高程749.2m)要求的基础上进行。

(1)充水前的检查和操作。

机组充水试验的主要目的是检查尾水管、机组导水机构、蜗壳、球阀、水工建筑、相关密封、测压系统管路的渗漏水情况。充水前要进行以下项目的检查和操作:检查确认1#机球阀和1#尾水闸门处于关闭状态;检查确认蜗壳进人门、尾水管进人门处于关闭状态并且密闭性良好;关闭蜗壳、尾水管检修排水阀;检查调速器，导水机构处于关闭状态，投入接力器锁定;投入水轮机主轴检修密封;投入发电机机械制动;检查确认1#机到其他机组的供水管路已封堵完好;打开1#机组尾水管和蜗壳排气阀。

(2)尾水充水试验。

1)检查尾水检修闸门处于开启状态，事故门为关闭状态。开启尾水事故门充水阀充水，在尾水管进人门放水阀和顶盖测压表处监视尾水位，记录充水时间及尾水水位，无异常后打开蜗壳检修排水阀向蜗壳充水;

2)检查尾水水位以下土建部位及各进人门、顶盖，测压管路等应不漏水;

3)充水过程中必须密切监视尾水管进人门、导水机构及空气围带、水轮机顶盖、蜗壳进人门、蜗壳排水管、球阀伸缩节、测压系统管路等处有无渗漏，并记录测压表计的读数，若发现异常情况，立即停止充水，并将尾水管排空进行处理。

4)充水至尾水平压(压差一般不超过0.02MPa)且各部分运行正常后，关闭蜗壳检修排水阀，做静水中尾水门的现地及远方启闭试验，合格后提升尾水门至全开位置，闸门位置指示准确，记录充水时间、闸门起、闭时间及各表计显示值。

5)尾水管及蜗壳充水后，退出检修密封，投入大轴工作密封，进行主轴密封上浮量的测量和静水状态下导叶全开、全关动作试验。

6)全关导叶，进水球阀在关闭状态，进行转轮室充气压水试验，检查动作是否可靠。测定水位被压至水泵水轮机转轮以下高程所需时间、一次压水储气罐压力降低值及压力恢复到额定工作压力所需时间，符合设计要求。

(3)蜗壳充水平压试验。

1)蜗壳充水平压前已完成引水系统、上库的充水，并在蜗壳充水平压前已进行了进水口闸门静水中的启闭试验。

2)调速系统压油装置正常运行，调速器处于手动位置。导水机构处于全关状态，投入接力器锁定。

3)缓慢退出球阀的工作密封，向蜗壳段充水平压，充水过程中监视蜗壳水压变化，排水管是否漏水。

4)充水平压过程中，检查蜗壳进人门、排水阀、顶盖、各测压表计及管路是否漏水，顶盖排水是否畅通，记录并监视水力机械测量系统中各压力表计读数。记录充水时间、水位等参数。

5)充水平压后，在现地和远方进行球阀在静水中启闭操作试验，记录开启和关闭时间。手动操作合格后，进行自动操作试验。

6)检查尾水事故闸门和进水球阀连锁功能的正确性。

(4)水淹厂房模拟试验。

1)试验目的是检查在厂房水位异常信号发出后，上库闸门、主进水阀、导叶、尾水事故门紧急关闭及联锁情况及声光报警动作情况。

2)试验前采取措施，导叶应可靠关闭，将主进水阀、上库闸门、尾水事故闸门置于全开位置。

3)模拟厂房水位异常液位开关动作，机组应收到闭锁启动信号，上库闸门、尾水事故闸门、主进水阀、导叶应按程序关闭，全厂水淹厂房声光报警应可靠发出，监控系统显示应正确。

10.2.3.2　机组水泵工况启动的试验项目

(1)机组启动前的准备。

1)发电/电动机相关继电保护、励磁系统、SFC 系统及现地监控系统已按要求完成了相应调试，具备正常投运条件;发电/电动机的定子绝缘电阻经测试符合水泵工况启动要求;机组分部调试时出现的问题已处理合格;

2)主机各部位已清理干净;机组各系统的运行、检修试验人员已进入岗位。机组的振动摆度等仪器仪表已架设好;

3)各部冷却水、润滑水已投入，水压、流量正常;润滑油系统、操作油系统工作正常;油槽油位正常，漏油装置处自动位置;

4)高、低压压缩气系统按自动方式运行正常;

5)投入水轮机主轴密封水，排检修密封气压至零，启动高压油顶起装置;

6)按运行记录要求，记录上及下游水位，压差、各部位水压、流量等以及各部位的起始温度等运行参数;

7)关闭球阀，全开尾水闸门，机组转轮室分步进行进气压水;

8)油压装置至调速器主供油阀已开启，液压操作柜已接通压力油，油压、油位正常，油压装置处在自动位置;调速器切“手动”位置;

9)机组电气过速保护连接压板投至信号位置，其他各水力机械保护、电气保护均投入;机组现地控制单元投入运行，处在工作状态，并已接入外部调试终端。

(2)静止变频器(SFC)启动试验。

1)启动设备的检查。

静止变频器(SFC)启动设备、控制系统试验合格，耐压试验通过，具备投运条件;转子位置检测装置、励磁装置检查试验合格，励磁装置初始励磁电流设定值符合设计要求;尾水管充气压水装置、转轮上下迷宫环冷却水和水环排水系统以及蜗壳补水装置检查试验合格。

2)静止变频器(SFC)启动机组。

①启动前，确认进水口球阀已可靠关闭;技术供水系统已投入正常运行;油、水、气系统各阀门已置于正确位置;变频器、机组及其辅助设备已处于启动准备状态;水轮机/水泵转轮处在空气中;推力油轴承高压油顶装置已投入运行;励磁系统已投入运行。

②机组动平衡测试装置已架设就绪。

③将变频器频率调节设定在5%左右的额定转速，合变频器输入侧断路器，并检查SFC 输出闸刀、输出开关、1#机被拖动闸刀等按程序合闸。启动变频器，水泵工况方向为俯视顺时针旋转;机组启动时检查机组转动部分有无摩擦和撞击声，振动、摆度、轴瓦温度是否异常;SFC 拖动机组过程中，要密切监视SFC 输入、输出变压器运行正常。

④检查主轴密封水、上下迷宫环冷却水和水环排水系统是否正常，各自动化元件的动作是否可靠。

⑤在5%左右的额定转速下停机，检查停机程序的正确性及制动装置动作的可靠性，记录制动装置投入时转速及投入至完全停止的时间。

⑥首次启动、停机检查合格后，再次开机，调整机组转速在0 至9%之间，检查变频器脉冲运行功能，调整初始励磁电流设定值和直流输出设定值，求得变频器和电机参数的最佳匹配;检查变频器由强迫换流过渡到自然换流的工作情况并调整至最佳状态。

⑦逐级递升转速，校验机组动平衡。转速上升前退出机械刹车，至停机时转速下降至5%时再投入机械刹车，以下同。

⑧递升转速并稳定在20%额定转速，检查电气测量系统和保护装置工作情况。

⑨检查合格后，逐级递升转速直至额定转速。检查机组各部位运转和动平衡情况。检查尾水管充气压水装置动作是否可靠，记录补气装置的工作周期，在额定转速、额定电压下测量机组轴电压。

⑩录制机组从零转速升至额定转速过程中的时间以及录制机组转速、变频器整流侧电流、定子电流、定子电压、转子电流等示波图，记录。并根据示波图，优化变频器和励磁装置调节参数。

在额定转速下，进行正常停机，检查停机程序的正确性，检查电制动投入程序并优化其参数。

在额定转速下，进行正常停机，检查停机程序的正确性，检查电制动投入程序并优化其参数。

参数优化后进行自动开、停机试验。在现地以自动方式启动机组，检查自动开机程序的正确性。在额定转速下进行正常及事故停机，检查停机程序正确性，录制灭磁示波图，计算灭磁时间常数。

3)电气制动试验。

①在额定转速下进行正常停机时，进行机组电制动试验，检验机组电制动功能，比较电制动与正常制动效果;试验时测定投入电制动时的转速、励磁及定子电流、投入混合制动时的转速、总制动时间等参数，使之符合设计要求。

②主要过程及项目:将电制动励磁电流定值设定为比额定电流较小的值。在停机的过程中投入电制动，检查电制动开关是否正常投入，励磁系统是否正确动作，保护系统应无异常反应。再将电制动励磁电流恢复至额定值，重复试验。记录在投与不投电制动的情况下转速下降情况，记录电制动投入时机组停机时间。

③电制动试验可与其他试验项目结合进行。制动过程中注意检查继电保护系统是否收到正确的工况模式信号。初期试验时，应注意解除保护系统到GIS 开关站的跳闸信号，避免误跳主变。

4)自动准同期并网试验。

①完成机组启动试验和参数优化后，以现地和监控系统方式自动开、停机，进行同期试验，先进行同期模拟试验，优化频率和电压调节参数，合格后进行正式同期并网试验。

②录取启动断路器、同期断路器动作时序图;检查自发出同期指令至同期完成逻辑回路的正确性以及测定总时间。

(3)水泵工况空载试验。

1)完成启动试验和同期试验后，进行水泵工况的空载试验。

2)用SFC 启动机组，机组在导叶关闭和转轮在空气中的状态下并入电网运行。

3)检查各电气设备运行情况，检查差动保护极性以及有关保护装置动作的闭锁情况。(www.xing528.com)

4)检查主轴密封情况、尾水管充气压水系统、迷宫环冷却水和水环排水系统工作情况。

5)检查和监视辅机系统设备运行情况及油、水、气系统运行情况，记录相关数据。

6)测量机组输入功率、定子和转子电流、机组各部位温度以及机组振动和摆度值，校验机组电动工况并网后的动平衡。

7)空载运行至温度稳定为止，测定各部位温度和推力及导轴承瓦温不超过设计规定值。运行中如发现瓦温急剧上升现象，应立即停机。

8)运行稳定后，进行自动停机试验，检查停机程序的正确性。

(4)水泵工况抽水试验。

1)完成机组启动试验、同期试验和空载试验后，进行水泵抽水试验。

2)进行抽水试验前，对引水系统和尾水系统全面检查。

3)检查上下水库水位，其水位信号在厂房内能正确显示。

4)根据试验时的实际扬程，设定导叶开度限制值。

5)开启进出水口闸门。

6)用SFC 启动机组，机组在导叶关闭和转轮在空气中运行状态下并入电网。

7)操作机组充气压水系统进行排气，监视尾水管水位上升情况和导叶和转轮之间的压力，录取压力变化示波图，确定导叶开启的最佳时机和开启速度。

8)按进水球阀和导叶开启关系曲线，开启进水球阀和导叶。

9)录取从零流量工况过渡到抽水工况时电机输入功率、导叶和转轮间压力、蜗壳压力、尾水管压力、接力器行程等参数;录取上下机架、顶盖、轴承支架振动及主轴摆度;监视保护装置工作情况，监测调速器实际运行参数。

10)根据上述录取数据和实际扬程，对导叶开启规律等进行修正和参数优化。

11)抽水工况稳定运行后，测量电机输入功率、导叶开度、抽水流量、扬程、机组振动和摆度、噪声、蜗壳及尾水管压力和压力脉动、机组各部温度、冷却系统流量和压力、轴电压等。同时注意监视上库水位上升情况。

12)根据实测的输入功率、扬程、流量和导叶开度等参数绘制水轮机/水泵的综合曲线，并和制造厂提供的曲线比较应一致。

(5)水泵工况停机试验。

1)完成水泵工况抽水试验后，进行水泵抽水工况下正常停机试验和事故停机试验。

2)机组在额定负荷下运行，在现地控制单元给出停机指令，检查自动减负荷及机组自动停机程序的正确性。

3)记录正常停机过程中主程序动作的时序图和转速特性和总体时间，确定减负荷过程中断路器的跳闸时机。

4)额定负荷下，模拟机械事故和电气保护动作跳开断路器的事故停机，检查水泵工况甩负荷试验停机程序的正确性，检查正常及机械事故停机点制动装置投入，保护装置的投入和闭锁情况。

5)录取停机过程中的定子和转子的电流、电压、导叶开度、蜗壳和尾水管压力、导叶和转轮间压力、接力器行程、转速、总停机时间以及机组各部位振动和主轴摆度等参数，并根据上述参数的示波图，修正导叶关闭规律，优化过程参数。

参数优化后进行自动开、停机试验。在现地以自动方式启动机组，检查自动开机程序的正确性。在额定转速下进行正常及事故停机，检查停机程序正确性，录制灭磁示波图，计算灭磁时间常数。

3)电气制动试验。

①在额定转速下进行正常停机时，进行机组电制动试验，检验机组电制动功能，比较电制动与正常制动效果;试验时测定投入电制动时的转速、励磁及定子电流、投入混合制动时的转速、总制动时间等参数，使之符合设计要求。

②主要过程及项目:将电制动励磁电流定值设定为比额定电流较小的值。在停机的过程中投入电制动，检查电制动开关是否正常投入，励磁系统是否正确动作，保护系统应无异常反应。再将电制动励磁电流恢复至额定值，重复试验。记录在投与不投电制动的情况下转速下降情况，记录电制动投入时机组停机时间。

③电制动试验可与其他试验项目结合进行。制动过程中注意检查继电保护系统是否收到正确的工况模式信号。初期试验时，应注意解除保护系统到GIS 开关站的跳闸信号，避免误跳主变。

4)自动准同期并网试验。

①完成机组启动试验和参数优化后，以现地和监控系统方式自动开、停机，进行同期试验，先进行同期模拟试验，优化频率和电压调节参数，合格后进行正式同期并网试验。

②录取启动断路器、同期断路器动作时序图;检查自发出同期指令至同期完成逻辑回路的正确性以及测定总时间。

(3)水泵工况空载试验。

1)完成启动试验和同期试验后，进行水泵工况的空载试验。

2)用SFC 启动机组，机组在导叶关闭和转轮在空气中的状态下并入电网运行。

3)检查各电气设备运行情况，检查差动保护极性以及有关保护装置动作的闭锁情况。

4)检查主轴密封情况、尾水管充气压水系统、迷宫环冷却水和水环排水系统工作情况。

5)检查和监视辅机系统设备运行情况及油、水、气系统运行情况，记录相关数据。

6)测量机组输入功率、定子和转子电流、机组各部位温度以及机组振动和摆度值，校验机组电动工况并网后的动平衡。

7)空载运行至温度稳定为止，测定各部位温度和推力及导轴承瓦温不超过设计规定值。运行中如发现瓦温急剧上升现象，应立即停机。

8)运行稳定后，进行自动停机试验，检查停机程序的正确性。

(4)水泵工况抽水试验。

1)完成机组启动试验、同期试验和空载试验后，进行水泵抽水试验。

2)进行抽水试验前，对引水系统和尾水系统全面检查。

3)检查上下水库水位，其水位信号在厂房内能正确显示。

4)根据试验时的实际扬程，设定导叶开度限制值。

5)开启进出水口闸门。

6)用SFC 启动机组，机组在导叶关闭和转轮在空气中运行状态下并入电网。

7)操作机组充气压水系统进行排气，监视尾水管水位上升情况和导叶和转轮之间的压力，录取压力变化示波图，确定导叶开启的最佳时机和开启速度。

8)按进水球阀和导叶开启关系曲线，开启进水球阀和导叶。

9)录取从零流量工况过渡到抽水工况时电机输入功率、导叶和转轮间压力、蜗壳压力、尾水管压力、接力器行程等参数;录取上下机架、顶盖、轴承支架振动及主轴摆度;监视保护装置工作情况，监测调速器实际运行参数。

10)根据上述录取数据和实际扬程，对导叶开启规律等进行修正和参数优化。

11)抽水工况稳定运行后，测量电机输入功率、导叶开度、抽水流量、扬程、机组振动和摆度、噪声、蜗壳及尾水管压力和压力脉动、机组各部温度、冷却系统流量和压力、轴电压等。同时注意监视上库水位上升情况。

12)根据实测的输入功率、扬程、流量和导叶开度等参数绘制水轮机/水泵的综合曲线，并和制造厂提供的曲线比较应一致。

(5)水泵工况停机试验。

1)完成水泵工况抽水试验后，进行水泵抽水工况下正常停机试验和事故停机试验。

2)机组在额定负荷下运行，在现地控制单元给出停机指令，检查自动减负荷及机组自动停机程序的正确性。

3)记录正常停机过程中主程序动作的时序图和转速特性和总体时间，确定减负荷过程中断路器的跳闸时机。

4)额定负荷下，模拟机械事故和电气保护动作跳开断路器的事故停机，检查水泵工况甩负荷试验停机程序的正确性，检查正常及机械事故停机点制动装置投入，保护装置的投入和闭锁情况。

5)录取停机过程中的定子和转子的电流、电压、导叶开度、蜗壳和尾水管压力、导叶和转轮间压力、接力器行程、转速、总停机时间以及机组各部位振动和主轴摆度等参数，并根据上述参数的示波图，修正导叶关闭规律，优化过程参数。