贺曦

（嫩江尼尔基水利水电有限责任公司，黑龙江齐齐哈尔161005）

尼尔基发电厂汛期设备运行分析

贺曦

（嫩江尼尔基水利水电有限责任公司，黑龙江齐齐哈尔161005）

水电厂在汛期长期高负荷运行时，需要加强设备运行管理，采取确保设备安全稳定运行的相关措施。本文对尼尔基发电厂汛期设备运行情况进行了分析，指出设备运行需解决的主要问题和需注意的关键点，以及对应采取的防范和处理措施，为水电厂汛期设备运行工作提供参考经验。

水电厂；汛期；设备运行；尼尔基发电厂

在汛期，由于来水增大，水电机组会长期高负荷运行，为了使设备能长期稳定运行，充分利用水能资源，避免被迫停运和弃水损失，应加强汛期设备运行管理，对期间可能出现的主要问题采取防范措施。以下将针对尼尔基发电厂汛期设备运行的实际情况，进行分析和提出对应措施。

1　尼尔基发电厂设备概况

尼尔基发电厂位于嫩江干流中上游，属河床式电站，装设4台水轮发电机组，主接线形式为扩大单元接线，单母线单回送出线。电站在系统中主要承担调峰任务。

2　汛期设备运行特点和主要问题

汛期，尼尔基水库一般在高水位运行，且上游水位变化较快；电厂发电主要带基荷，发供电设备运行时间长，负荷高。例如，尼尔基发电厂在2013年汛期期间，水库上游水位在211.2～216.5m之间变化，4台机组最长连续运行122d。

长期高负荷运行，加上高温季节，设备运行突显的主要问题就是发热，聚积热量使设备运行温度升高，如果不能有效地散热或控制温度，长期高温运行会降低液压系统工作可靠性和加快主变等电气设备绝缘件老化速度，影响设备服役寿命；当相关设备温度升高过多达到警报值时，会迫使机组采取降负荷或停机等措施，甚至主变温度升高跳闸等，从而影响发电效益。所以在汛期应采取有效措施控制设备温度，加强散热降温工作。

尼尔基发电厂汛期设备运行，除发热问题外，由于受水头变化、长期运行等因素影响，还有其它需要注意的关键点。

3　主要发热部位和散热降温措施

3.1主变

主变运行对温升有严格的要求，尼尔基发电厂主变冷却方式是强油循环风冷方式，按照规定主变油温升不应超过40K，绕组温升不应超过65K，正常运行时，上层油温不应超过75℃。由于尼尔基发电厂主变布置在户外，长期运行，冷却器散热管翅片会被飞蛾、昆虫、尘土等杂物包裹，影响热置换效率，使主变温升较高。为保障主变冷却器良好散热，一般在汛前主变春检时，对冷却器进行彻底清扫，汛期依情况进行处理。

3.2机组各部轴瓦和定转子

机组运行对各部轴承和定转子线圈运行温度也有相应要求，各部温度不应超过规定限值。对于机组各部轴承和定转子线圈散热来讲，最直接和有效的控制措施是保障冷却水供给。尼尔基发电厂冷却水系统设主备水源回路，主水源取自蜗壳，备用水源取自坝前，正常工作时主水源由水力电控阀控制投入，当主水源压力异常时自动投入备用水源。主水源供给冷却水时，应定期或根据压差对主滤水器进行排污工作，以保证供水压力和流量。

对于定子线圈来讲，除保证冷却水外，也可采取打开风洞门、热风口等措施，进行散热。由于发电机冷却方式是密闭自循环风冷方式，除了内部进行空冷器和定转子热风间热交换外，可通过风洞内和风洞外通风进行热交换，虽然这种方法影响了原设计风循环，但如果环境温度较低的话，也有一定散热效果，此时需要监视线圈、冷风和环境温度的变化，若环境温度高于冷风温度时或线圈温度升高时，应恢复原状态。

当控制温度继续缓慢升高时，可打开主冷却水旁通阀，以增大供水压力和流量，加大冷却效率；最后在必要时可投入备用冷却水及其旁通阀，此时应注意使供水压力不超高限。通过以上方法，依情况依次序采取不同措施，可有效控制机组正常运行时的温度，使温度变化达到平衡。

3.3其它设备

设备长期运行，电气设备主回路的大电流设备都是主要发热源，需要重点监视和控制。尼尔基发电厂需要注意的高温设备有励磁系统励磁变、功率柜、DDL柜、励磁大线和滑环室。功率柜和DDL柜虽设有风机，但在大发电期间应根据温度上升情况采取开柜门散热措施；励磁变、滑环室必要时也应开柜门散热。必要时对高温设备可投入外置风扇冷却。

3.4厂房

厂房的通风散热主要是为了将厂内各种设备发热量带出，提供较低的环境温度，以利于设备稳定运行。汛期时，尼尔基发电厂厂房温度较高的区域主要在副厂房母线层和主厂房发电机层。对于母线层可通过开启母线廊道4台排风机和副厂房母线层4台排风机进行通风散热，使主厂房冷风经通风口进入此区域，吹带走设备发热量，经风机排出室外；厂房发电机层可通过开启厂房大门和通风窗进行自然风冷。

4　汛期需要注意的其它设备运行问题

4.1压油泵频繁启动

在2009年汛期运行时，尼尔基发电厂曾发生4号机压油系统油温升高现象，其主要原因是由于调速器抽动、液压系统内泄漏、负荷调整等原因导致压油罐油量消耗较快，同时压油罐油面较高，引起压油泵频繁启动，造成液压油温度升高，可通过调整压油罐油面，微调机组负荷区间等方式消除。由于高油温，会加速液压系统泄露，甚至影响动作可靠性，故应加强液压系统工作监视检查，防止压油泵频繁启动。

4.2滑环清污

机组滑环和碳刷长期运行会产生碳粉，位于滑环上部的受油器底部连接螺栓会有轻微渗油，加上此部位发热量较大，油挥发后混合碳粉会在滑环和刷架上形成污渍，影响导电性能和转子绝缘。因此需要定期或根据实际污染情况进行滑环清扫。

4.3机组振动摆度监视

机组因水头变化，引起调速器协联曲线的改变，同一负荷下导叶和桨叶的开度发生了变化，新水头下机组运行水力条件发生变化，此时应加强机组振动和摆度监视，当振摆超差时应及时调整负荷区间以消除，必要时调整调速器协联参数找到最优工况曲线。

4.4同期并网问题

汛期尼尔基发电厂机组开机并网时常会出现同期超时现象，其原因是由于水头的频繁变化，机组在不同水头下空载工况转速变化速度的波动不同，在自动准同期装置启动后，有时短时间找不到同期并网，会报同期装置故障。此时解决办法是重新启动同期装置，再次找同期并网，必要时需要给定一个人为扰动，如将调速器切至手动方式再切回自动方式，一般找1～2次就可并网。

4.5保持冷却水滤水器良好工作状态

2013年汛期时，尼尔基发电厂4号机组主冷却水滤水器工作效果较差，对机组运行带来较大压力。其原因是滤水器内部堵塞较严重，且排污效果不明显，致使压差较大，供水量减小。故此，在汛期应坚持做好滤水器压差监视和排污工作，按照规定及时有效地进行滤水器排污清扫，避免排污不彻底，保持滤水器良好工作状态，以满足长期运行需要。

5　现存影响汛期设备运行的设备问题

主要有两点，一是机组主备滤水器内部锈蚀严重，存在运行风险。目前，尼尔基发电厂已开始对此进行改造，更换内部为不锈钢材质的新型滤水器，可解决此问题。二是经多年运行，机组各部测温故障率高，部分测温点失效，影响设备运行监视。如机组定子线圈测温点失效的有一半左右，难以恢复，其它各部轴承也有少部分失效，但需要待春检才能处理。

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2015-07-30