一种水电机组主接力器动作曲线现场校验方法与流程

发动机及配件附件的制造及其应用技术1.本发明涉及源网协调技术领域，尤其涉及一种水电机组主接力器动作曲线现场校验方法。背景技术：2.主接力器，是水轮发电机组重要调节装置，其调节曲线，直接关联机组的调节品质，引水系统的安全，机组在甩负荷等调节过程中能否安全停机，确保机组的安全。如调节曲线异常，可能导致机组损坏，甚至水淹厂房等事故出现。但目前按照规范的常规方法进行试验，对于一些隐蔽的缺陷可能无法发现，导致机组在甩负荷试验或运行中带病运行，存在安全隐患。3.根据多年现场试验经验，发现常规测试可能存在以下几方面问题：1） 实测动作曲线两端一般存在过渡曲线，并非直线，试验人员如从两段直接进行计算，所得出数据与实际数据存在偏差。4.2）对于事故配压阀机械原因导致的切换延时或加速关闭问题不能及时发现。5.3）试验过程中参数调整，导致主接力器关闭速率变化，不能及时发现。6.4）供油管道阻尼设计不合理、主配选型不合理等情况下，由于水推力导致主接力器快关等问题，不能及时发现。7.5）手动、自动、事故关机等关机时间虽然都满足要求，但是偏差方向相反，实际各种关机曲线差别较大，尤其是关机时间较短的机组，会有较大影响。8.6）试验人员测试过程中，缺乏试验逻辑性，缺乏先后关联性，导致试验数据虽然满足要求，但与机组实际动作情况并不相同，存在安全隐患。技术实现要素：9.本发明要解决的技术问题是：提出一种水电机组主接力器动作曲线现场校验方法，以解决目前主接力器试验方法中校核内容不全面，存在安全风险的问题，能够有效提高校验水平，减小潜在风险，提高机组安全性能。10.本发明的技术方案：一种水电机组主接力器动作曲线现场校验方法，它包括：步骤1、关闭进水口工作闸门，关闭工作闸门操作油源，压力钢管排水，与尾水平压，检查调速器操作油源打开，主接力器锁锭拔出；步骤2、将调速器切为“手动”运行方式，实测手动开机动作时间是否满足要求，当不满足时，调整限位螺母后重新测试，直到手动开机满足要求；步骤3、在调速器上短接机组主开关“闭合”信号线，将调速器切为“自动”运行方式，实测自动开机动作时间满足要求，当不满足时，调整限位螺母后重新测试，直到自动开机均满足要求；步骤4、实测手动关机、自动关机、紧急停机关机和事故停机关机时间是否满足要求，当不满足时，调整限位螺母后重新测试，直到满足要求；步骤5、将调速器切为自动，测试主接力器关闭时间，直到满足要求。11.它还包括：步骤6、进行复核试验，将调速器切为自动，在调速器上短接机组主开关“闭合”信号线，并将调速器切为“自动”运行方式，设置人工转速死区为0.0hz，人工开度死区为0，将油压调整在额定油压，将主接力器开度调整到100%，由频率发生器向调速器发出50hz的频率阶跃信号，手动断开主开关“闭合”信号线，断开的同时由频率发生器向调速器发出50hz至60hz，再由60hz至50hz的渐变频率信号，变化速率为2hz/s,用录波仪录取主接力器动作曲线，测试主接力器关闭时间，如测量结果不满足要求，查找原因并进行调整后重新测试。12.它还包括：上述试验满足要求后，检查进水口工作闸门，操作油源打开，进水口工作闸门在全开位置，检查调速器操作油源打开，主接力器锁锭拔出；检查调速器机频pt信号线正常，频率发生器到调速器的频率信号线断开；设置调速器的kp、ki、kd为一次调频负荷调节参数，机组一次调频功能投入；主接力器开度限制为试验水头下最大开限；投入机组的过速保护功能；将调速器切为“自动”运行方式，机组自动开机，机组带25%负荷稳定运行； 跳机组主开关，甩25%额定负荷；记录甩负荷时的上、下游水位，计算甩负荷时的工作水头；测试机组转速、蜗壳进口水压、尾水进口水压和主接力器行程的过渡过程曲线；机组关机曲线动作正常，关机时间与设计值偏差小于0.5秒，则进行下一步试验；它还包括：步骤7、机组带50%负荷稳定运行，跳机组主开关，甩50%额定负荷，记录甩负荷时的上、下游水位，计算甩负荷时的工作水头；测试机组转速、蜗壳进口水压、尾水进口水压和主接力器行程的过渡过程曲线；计算上下游水位差值，计算关机时间，核对关机时间是否与静态一致；读取最高水压值，计算最高水压值与甩负荷稳态水压的比值，与调保计算值进行比较，判断是否满足要求，观察主接力器动作曲线，是否与静态动作一致，如不一致则停止试验，消除故障后方进行后续试验。13.它还包括：步骤8、机组带75%负荷稳定运行，跳机组主开关，甩75%额定负荷，记录甩负荷时的上、下游水位，计算甩负荷时的工作水头；测试机组转速、蜗壳进口水压、尾水进口水压和主接力器行程的过渡过程曲线；计算上下游水位差值，计算关机时间，核对关机时间是否与静态一致，读取最高水压值，计算最高水压值与甩负荷稳态水压的比值，读取最高转速上升值，与调保计算值进行比较，判断是否满足要求；观察主接力器动作曲线，是否与静态动作一致，如不一致停止试验，消除故障后重新进行试验，直到满足要求。14.它还包括：步骤9、机组带100%负荷稳定运行，跳机组主开关，甩75%额定负荷，记录甩负荷时的上、下游水位，计算甩负荷时的工作水头；测试机组转速、蜗壳进口水压、尾水进口水压、主接力器行程的过渡过程曲线；计算上下游水位差值，用数学中两点法求取直线，计算关机时间，核对关机时间是否与静态一致，读取最高水压值，计算最高水压值与甩负荷稳态水压的比值，读取最高转速上升值，与调保计算值进行比较，判断是否满足要求，观察主接力器动作曲线，是否与静态动作一致，如不一致停止试验，消除故障后重新进行试验直到满足试验要求为止。15.步骤2所述将调速器切为“手动”运行方式，实测手动开机动作时间是否满足要求的方法为：步骤2.1、将调速器切为“手动”运行方式，手动操作主接力器由全关→全开→全关，采集主接力器行程波形，检查主接力器动作情况；步骤2.2、将主接力器开度调整到0%，手动操作手柄向开机方向动作，开到最大，将油压调整在额定油压，开启主接力器，用录波仪录取主接力器动作曲线，测试主接力器全开时间，重复测试主接力器的全开时间2次，取25%到75%开度行程动作时间的两倍作为手动开机动作时间，比较两次的测量值小于0.1秒，测量有效，取两次均值作为开机动作时间；步骤2.3、将实测手动开机动作时间与调保设计值进行比较，当：0.5s≥实测手动开机动作时间-调保设计值≥0s时，实测手动开机动作时间满足要求，当不满足时，调整限位螺母后重新测试。16.步骤3所述实测自动开机动作时间满足要求的方法为：步骤3.1、将调速器切为自动，在调速器上短接机组主开关“闭合”信号线，并将调速器切为“自动”运行方式，设置人工转速死区为0.0hz，人工开度死区为0，将油压调整在额定油压，将主接力器开度调整到0%，由频率发生器向调速器发出50跳转至45hz的频率阶跃信号，用录波仪录取主接力器动作曲线，测试主接力器自动全开时间，重复测试主接力器的全开时间2次，取25%到75%开度行程动作时间的两倍作为自动开机动作时间，比较两次的测量值小于0.1秒，测量有效，取两次均值作为自动开机动作时间；实测自动开机动作时间与调保设计值进行比较，当：0.5s≥实测自动开机动作时间-调保设计值≥0s时，实测自动开机动作时间满足要求，当不满足时，调整限位螺母后重新测试，直到手动开机和自动开机均满足要求。17.步骤4所述实测手动关机、自动关机、紧急停机关机和事故停机关机时间是否满足要求的方法为：步骤4.1、将主接力器开度调整到100%，油压在额定油压，将手动操作手柄向关机方向动作，开到最大，关闭主接力器，用录波仪录取主接力器动作曲线，测试主接力器全关时间，重复测试主接力器的全关时间2次；步骤4.2、当为直线关闭时，取25%到75%开度行程动作时间的两倍作为关机动作时间，当关机时间为两段以上时比较两次的测量值小于0.1秒则测量有效，取两次均值作为手动关机动作时间；当为两段关闭时，取第一段中间直线部分的延长线与100%开度的交点作为起始时间，取第一段中间直线部分的延长线与第二段中间直线部分的延长线交点作为拐点时间，拐点时间所在开度为实测拐点开度值，取第二段中间直线部分的延长线与0%开度的交点作为终点时间；终点时间与起始时间的差值为实测总关机时间，拐点时间与起始时间的差值为实测第一段关机时间，拐点时间与终点时间的差值为实测第二段关机时间，比较两次的测量值小于0.1秒，拐点小于2.5%开度，则测量有效，取实测关机时间两次测试均值作为实测手动关机动作时间；步骤4.3、实测手动关机动作时间与调保设计值进行比较，当：-0.5s≥实测手动关机动作时间-调保设计值≥0.5s时，实测手动关机动作时间满足要求，当不满足时，调整限位螺母后重新测试，直到实测手动关机时间满足要求；步骤4.4、实测自动关机动作时间：将主接力器开度调整到100%，调速器切为自动，在调速器上短接机组主开关“闭合”信号线，并将调速器切为“自动”运行方式，设置人工转速死区为0.0hz，人工开度死区为0，将油压调整在额定油压，由频率发生器向调速器发出50跳转至55hz的频率阶跃信号，用录波仪录取主接力器动作曲线，测试主接力器自动关机时间，重复测试主接力器的全关时间2次；取值及计算判断方法与实测手动关机动作时间相同；步骤4.5、实测紧急停机关机动作时间：将主接力器开度调整到100%，调速器切为自动，手动操作紧急停机电磁阀，用录波仪录取主接力器动作曲线，测试主接力器紧急停机关机时间，重复测试主接力器的紧急全关时间2次；取值及计算判断方法与实测手动关机动作时间相同；步骤4.6、实测事故停机关机时间：将主接力器开度调整到100%，调速器切为自动，手动操作事故停机电磁阀，用录波仪录取主接力器动作曲线，测试主接力器紧事故关机时间，重复测试主接力器的事故全关时间2次，取值及计算判断方法与实测手动关机动作时间相同；步骤4.7、比较手动关机时间，自动关机时间，紧急停机关机时间与事故停机关机时间之间的差值，如差值小于0.5秒则结果满足要求，如差值大于0.5秒则进行调整，直至满足要求为止。18.步骤5所述将调速器切为自动，测试主接力器关闭时间的方法方法为：将调速器切为自动，在调速器上短接机组主开关“闭合”信号线，并将调速器切为“自动”运行方式，设置人工转速死区为0.0hz，人工开度死区为0，将油压调整在额定油压，将主接力器开度调整到100%，由频率发生器向调速器发出50hz的频率阶跃信号。手动操作紧急停机电磁阀，紧急停机电磁阀动作一秒后，手动操作事故停机电磁阀，当为两段关闭时，事故电磁阀动作起点要避开拐点位置，用录波仪录取主接力器动作曲线，测试主接力器关闭时间，取值及计算判断方法与实测手动关机动作时间相同，此时的总关闭时间与之前紧急停机关闭时间及动作曲线进行比较，如在事故停机电磁阀动作起点处存在延时或加速现象，且差值大于0.5秒，则检查事故配压阀，调整或更换后重新测试，直到满足要求为止。19.本发明的有益效果：本发明特点是：充分总结了现场事故案例的经验教训，考虑了各个试验的逻辑关系，能够更加准确的校核主接力器的动作曲线，降低机组运行中的安全隐患。20.解决了目前主接力器试验方法中校核内容不全面，存在安全风险的问题，能够有效提高校验水平，减小潜在风险，提高机组安全性能。具体实施方式21.一种水电机组主接力器动作曲线现场校验方法，它具体包括：关闭进水口工作闸门，关闭工作闸门操作油源。压力钢管排水，与尾水平压，检查调速器操作油源打开，主接力器锁锭拔出。22.将调速器切为“手动”运行方式，手动缓慢操作主接力器由全关→全开→全关，采集主接力器行程波形，检查主接力器动作情况。23.将主接力器开度调整到0%，手动操作手柄向开机方向动作，开到最大，将油压调整在额定油压附近，快速开启主接力器，用录波仪录取主接力器动作曲线，测试主接力器全开时间，重复测试主接力器的全开时间2次，取25%到75%开度行程动作时间的两倍作为手动开机动作时间，比较两次的测量值小于0.1秒，测量有效，取两次均值作为开机动作时间。24.实测手动开机动作时间与调保设计值进行比较，当：0.5s≥实测手动开机动作时间-调保设计值≥0s时，实测手动开机动作时间满足要求，当不满足时，应调整限位螺母后重新测试。25.将调速器切为自动，在调速器上短接机组主开关“闭合”信号线，并将调速器切为“自动”运行方式，设置人工转速死区为0.0hz，人工开度死区为0，将油压调整在额定油压附近，将主接力器开度调整到0%，由频率发生器向调速器发出50跳转至45hz的频率阶跃信号，用录波仪录取主接力器动作曲线，测试主接力器自动全开时间，重复测试主接力器的全开时间2次，取25%到75%开度行程动作时间的两倍作为自动开机动作时间，比较两次的测量值小于0.1秒，测量有效，取两次均值作为自动开机动作时间。26.实测自动开机动作时间与调保设计值进行比较，当：0.5s≥实测自动开机动作时间-调保设计值≥0s时，实测自动开机动作时间满足要求，当不满足时，应调整限位螺母后重新测试，直到手动开机和自动开机均满足要求为止。27.将主接力器开度调整到100%，油压在额定油压附近时，将手动操作手柄向关机方向动作，开到最大，快速关闭主接力器，用录波仪录取主接力器动作曲线，测试主接力器全关时间，重复测试主接力器的全关时间2次。28.当为直线关闭时，取25%到75%开度行程动作时间的两倍作为关机动作时间，当关机时间为两段以上时比较两次的测量值小于0.1秒，测量有效，取两次均值作为手动关机动作时间。29.当为两段关闭时，取第一段中间直线部分（去除两段缓冲段）的延长线与100%开度的交点作为起始时间，取第一段中间直线部分（去除两段缓冲段）的延长线与第二段中间直线部分（去除两段缓冲段）的延长线交点作为拐点时间，拐点时间所在开度为实测拐点开度值，取第二段中间直线部分（去除两段缓冲段）的延长线与0%开度的交点作为终点时间。直线方程求解方法参照数学中两点法，交点求解方法参照数学中已知两条直线求解交点的方法进行。终点时间与起始时间的差值为实测总关机时间，拐点时间与起始时间的差值为实测第一段关机时间，拐点时间与终点时间的差值为实测第二段关机时间，比较两次的测量值小于0.1秒，拐点小于2.5%开度，测量有效，取实测关机时间（含实测第一段关机时间，实测第二段关机时间，实测总关机时间）两次测试均值作为实测手动关机动作时间。30.实测手动关机动作时间与调保设计值进行比较，当：-0.5s≥实测自动开机动作时间-调保设计值≥0.5s时，实测手动开机动作时间满足要求，当不满足时，应调整限位螺母后重新测试，直到实测手动关机时间满足要求为止。31.实测自动关机动作时间与调保设计值进行比较，当：0.5s≥实测自动关机动作时间-调保设计值≥0s将主接力器开度调整到100%，调速器切为自动，在调速器上短接机组主开关“闭合”信号线，并将调速器切为“自动”运行方式，设置人工转速死区为0.0hz，人工开度死区为0，将油压调整在额定油压附近，由频率发生器向调速器发出50跳转至55hz的频率阶跃信号，用录波仪录取主接力器动作曲线，测试主接力器自动关机时间，重复测试主接力器的全关时间2次，取值及计算方法与实测手动关机动作时间相同。32.将主接力器开度调整到100%，调速器切为自动，手动操作紧急停机电磁阀，用录波仪录取主接力器动作曲线，测试主接力器紧急停机关机时间，重复测试主接力器的紧急全关时间2次，取值及计算方法与实测手动关机动作时间相同。33.将主接力器开度调整到100%，调速器切为自动，手动操作事故停机电磁阀，用录波仪录取主接力器动作曲线，测试主接力器紧事故关机时间，重复测试主接力器的事故全关时间2次，取值及计算方法与实测手动关机动作时间相同。34.当前面测试结果均满足要求的情况下，比较手动关机时间，自动关机时间，紧急停机关机时间，与事故停机关机时间之间的差值，如差值小于0.5秒则结果为满意，如差值大于0.5秒应进行调整，直至满足要求为止。35.上述结果满足要求后，将调速器切为自动，在调速器上短接机组主开关“闭合”信号线，并将调速器切为“自动”运行方式，设置人工转速死区为0.0hz，人工开度死区为0，将油压调整在额定油压附近，将主接力器开度调整到100%，由频率发生器向调速器发出50hz的频率阶跃信号。手动操作紧急停机电磁阀，紧急停机电磁阀动作一秒后，手动操作事故停机电磁阀，当为两段关闭时，事故电磁阀动作起点要避开拐点位置，用录波仪录取主接力器动作曲线，测试主接力器关闭时间，计算方法与实测手动关机动作时间相同，计算此时的总关闭时间与之前紧急停机关闭时间及动作曲线进行比较，如在事故停机电磁阀动作起点附近存在延时或加速现象，且差值大于0.5秒，则应检查事故配压阀，调整或更换后后重新测试，直到满足要求为止。36.当上述测试结果满足要求后，调速器常规试验均完成后，所有静态试验参数及硬件调整工作均已完成后，进行复核试验，将调速器切为自动，在调速器上短接机组主开关“闭合”信号线，并将调速器切为“自动”运行方式，设置人工转速死区为0.0hz，人工开度死区为0，将油压调整在额定油压附近，将主接力器开度调整到100%，由频率发生器向调速器发出50hz的频率阶跃信号，手动断开主开关“闭合”信号线，断开的同时由频率发生器向调速器发出50hz至60hz，再由60hz至50hz的渐变频率信号，变化速率为2hz/s,用录波仪录取主接力器动作曲线，测试主接力器关闭时间，只测试一遍即可，取值及计算方法与实测手动关机动作时间相同，如测量结果不满足要求，查找原因并进行调整后重新测试。上述试验满足要求后，检查进水口工作闸门操作油源打开，进水口工作闸门在全开位置，检查调速器操作油源打开，主接力器锁锭拔出。检查调速器机频pt信号线正常，频率发生器到调速器的频率信号线断开。设置调速器的kp、ki、kd为一次调频负荷调节参数，机组一次调频功能投入。主接力器开度限制为试验水头下最大开限。投入机组的过速保护功能。37.将调速器切为“自动”运行方式，机组自动开机，机组带25%负荷稳定运行。 跳机组主开关，甩25%额定负荷。记录甩负荷时的上、下游水位，计算甩负荷时的工作水头。测试机组转速、蜗壳进口水压、尾水进口水压、主接力器行程的过渡过程曲线。38.机组关机曲线动作正常，关机时间与设计值偏差小于0.5秒，进行下一步试验。39.机组带50%负荷稳定运行。跳机组主开关，甩50%额定负荷，记录甩负荷时的上、下游水位，计算甩负荷时的工作水头。测试机组转速、蜗壳进口水压、尾水进口水压、主接力器行程的过渡过程曲线。计算上下游水位差值，用数学中两点法求取直线，计算关机时间，核对关机时间是否与静态一致，读取最高水压值，计算最高水压值与甩负荷稳态水压的比值，与调保计算值进行比较，判断是否满足要求，水压计算时要考虑测量高程。观察主接力器动作曲线，是否与静态动作一致，如不一致（如动作过程中突然加速、某时间段静止不动等）应停止试验，查找原因后，消除故障后方可进行后续试验。40.机组带75%负荷稳定运行。跳机组主开关，甩75%额定负荷，记录甩负荷时的上、下游水位，计算甩负荷时的工作水头。测试机组转速、蜗壳进口水压、尾水进口水压、主接力器行程的过渡过程曲线。计算上下游水位差值，用数学中两点法求取直线，计算关机时间，核对关机时间是否与静态一致，读取最高水压值，计算最高水压值与甩负荷稳态水压的比值，读取最高转速上升值，与调保计算值进行比较，判断是否满足要求，水压计算时要考虑测量高程。观察主接力器动作曲线，是否与静态动作一致，如不一致（如动作过程中突然加速、某时间段静止不动等）应停止试验，查找原因后，消除故障后重新进行试验，直到满足要求方可进行后续试验。41.机组带100%负荷稳定运行。跳机组主开关，甩75%额定负荷，记录甩负荷时的上、下游水位，计算甩负荷时的工作水头。测试机组转速、蜗壳进口水压、尾水进口水压、主接力器行程的过渡过程曲线。计算上下游水位差值，用数学中两点法求取直线，计算关机时间，核对关机时间是否与静态一致，读取最高水压值，计算最高水压值与甩负荷稳态水压的比值，读取最高转速上升值，与调保计算值进行比较，判断是否满足要求，水压计算时要考虑测量高程。观察主接力器动作曲线，是否与静态动作一致，如不一致（如动作过程中突然加速、某时间段静止不动等）应停止试验，查找原因后，消除故障后方重新进行试验，指导满足上述试验要求为止。42.机组大修、调速器机械部件更换、首次启动时均建议按上述方法进行测试，且不可跳步或更改试验顺序，其余情况可按照规范要求进行常规测试。









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