新投水电站二次系统缺陷分析_周琪.pdf

中国电工网新投水电站二次系统缺陷分析周琪（雅砻江流域水电开发有限公司，四川 成都 ）摘要：对某新投水电站的二次系统缺陷进行汇总分析，为今后的建设管理工作提供指导。在对新投水电站半年之内登记的近 条缺陷进行分系统（设备设施）、多维度（设计、制造、安装调试、运行管理）分析后，发现安装调试原因导致的缺陷占比超一半。由此可认为，加强二次系统现场安装调试管理，高度重视二次系统特别是辅机及公用控制系统设备选型，参数设置及控制逻辑设计应与现场相结合，是今后建设管理的三个重点方向。关键词：水电站；缺陷；分析；建议中图分类号：（，）：（）（，），：；收稿日期：作者简介：周琪（），工程硕士，高级工程师，从事水力发电厂电力生产管理工作。缺陷分析某水电站首台机组于 年月并网发电，最后一台机组于 年 月并网发电，机组并网发电后，设备设施总体运行稳定。至 年底，电站共登记与二次系统相关的 条缺陷。其中设计共 条、制造共 条、安装调试共 条、运行管理共 条。水轮发电机组及其附属设备水轮发电机组及其附属设备包括发电机及其附属设备、励磁系统及其附属设备、水轮机及其附属设备、调速器及其附属设备。发电机及其附属设备安装原因条：号机集电环罩号测点温度与上导油槽号测点温度 接线接反。励磁系统及其附属设备制造原因条：、号机出口侧电压监视继电器可靠性差导致误报警；号机号功率柜相可控硅损坏。调速器及其附属设备（）安装原因条：号机调速器主配位置开关安装位置不合适导致调速器主配关方向动作信号异常；发电机辅控测速探头与齿盘距离较大导致号机开机过程中转速信号装置故障报警；导叶位移传感器挡板部位铁屑导致号机调速器控制系统、套先后报出一般故障。（）运行原因条：油泵出口溢流阀整定值漂移导致号机调速器油压装置号油泵、号机调速器油压装置辅助油泵运行超时。水力机械水力机械包括厂内起重设备，技术供水系统，检修、渗漏排水系统，压缩空气系统，油系统，水力监视测量系统。技术供水系统（）制造原因 条：号机空冷器支管进水号温度 主、备用通道跳变；号机号技术供水滤水器压力开关故障；号机号、号机号技术供水滤水器上排污电动阀主电路板件故障；号机号技术供水滤水器电工技术发电厂2023 1期上排污电动阀运行程序卡顿；号机水导轴承冷却水进水压力变送器故障；、号机号滤水器差压开关内部锈蚀；号机空冷器号支管冷却水出口流量开关故障；号机号技术供水滤水器上排污电动阀本体弹簧端子接线松动；号机下导冷却器节流阀 后压力表检定不合格；减压阀进水电动阀本体电源模块损坏。（）安装原因条：推力外循环热交换器总进出水温度、空冷器总出水温度 接线错位；号机空冷器、号支管冷却水出口流量开关未校准；压力变送器接头处生料带缠绕不足导致号机推力外循环系统外循环交换器、出口水监测压力变送器接头处漏水；信号量程设置不合理导致 监 控 系 统 画 面 号 机 技 术 供 水 总 管 压 力 显 示异常。（）运行原因条：检修人员在监控系统上位机将机组冷却水流量信号做报警矩阵处理后未及时告知运行人员；号机空冷器、号冷却支管冷却水出口流量开关灵敏度漂移；号滤水器检修导致号机总冷却水进口流量低报警（安措不完善）。检修、渗漏排水系统（）制造原因条：软启故障导致号排水泵软启故障及机组检修排水综合故障报警；无油渗漏号排水泵出口流量开关状态异常导致泵控超时。（）安装调试原因条：泵控阀机械结构针阀开度调整不合适导致厂房无油渗漏排水系统、号排水泵停泵超时。油系统（）设计原因条：油位高和过高定值不符合现场实际，导致号机推力油槽油位高（两次）、号机推力轴承油槽油位过高、号机推力轴承油槽油位高（三次）报警。（）制造原因条：号机发电机温度仪表屏上推力轴瓦号温度仪表显示乱码。（）安装调试原因条：号机推力外循环号油泵出口压力开关接点送机组 与送推力外循环控制柜的公共端接反；压力开关接头处生料带缠绕不足导致号机推力外循环系统号油泵压力开关接头处渗油；显示仪表 输入接线松动导致号发电机温度仪表屏上号水导油槽油温温度与监控温度画面显示不一致；号机水导油槽油位计磁翻板受干扰导致油位显示错误。电气一次电气一次包括电气一次回路主要设备（离相封闭母线及其附属设备（）、发电机断路器成套装置（）、主变压器及其附属、电抗器及其附属设备、电缆）、厂用电系统、照明系统、过电压保护及接地系统。电气一次回路主要设备（）。制造原因条：开关电机运转过流、过时继电器定值设定较低，导致开关压力还未打满，电机过时继电器就已动作发 电机运转过流、过时报警；软件数据类型设置错误导致 微水在线监测画面温度显示异常（断路器相温度显示为 ；断路器 相温度显示为 ）。（）主变压器及附属设备。制造原因 条：号主变相压力释放微动开关误动导致发号主变相压力释放动作异常报警；号主变冷却器水压表损坏导致频繁报警；号主变低压侧电压监视继电器节点不可靠；下位机压力传感器故障导致号主变 相、号主变相色谱在线监测装置报警；号主变、相出油总管压力表接点抖动导致报警。安装原因条：号主变、相号冷却器进、出油 至主变冷却器端子箱接线错误。运行原因条：运行人员对主变冷却器进出油温度显示的判断条件掌握不足。厂用电系统（）制造原因条：室号交流配电柜 盘柜三相电压表故障无显示；开关智能操作单元位置指示灯二极管损坏；、号机中间层交流配电柜双电源切换装置控制模块故障；主变洞公用配电 相至监控测温电阻阻值在 之间波动；地下厂房总排风机电源开关 数显表损坏。（）安装调试原因 条：主变洞通风层号交流配电柜 、开关、号发电机动力柜 电源开关的电流表电源线、端副厂房一层至三层电源开关 电流表二次接线松脱导致电流表无显示；号机交流配电柜 上三相电压表电源插拔松脱导致表计无示数；开关站继保室号交流馈电柜 内屏电源开关 下级指示灯接线端子松动；开关辅助接点端子松动导致公用配电室内 开关电气与机械指示不一致；地下厂房直流及 室号交流配电柜、号机水轮机层交流配电柜第路电源相与双电源装置控制面板二次连接线松脱；开关本体电压回路接线错误导致本体三相电压显示错误；高压带电显示装置闭锁损坏导致号厂高变柜门电磁锁带电无法闭锁；数显电流表背部端子松动导致 开关在合位，数显电流表示数为零；电磁锁本体接线松动导致 进线盘柜后柜门电磁锁按解锁按钮后解锁指示灯不亮；分合闸回路至 公共端接线错误导致 无法对联络开关 进行分合闸操作；干式变相 探头位置错误导致相温度过高。照明系统安装原因条：回路保险未安装好导致 、开关在合闸位置，但合闸指示不亮，且数显电流表无示数。电气二次电气二次包括 直流系统及逆变电源系统、安发电厂电工技术中国电工网全自动装置、测量系统、辅机及公用控制系统、工业电视系统、机组振摆保护及状态在线监测系统、计算机监控系统、继电保护、门禁系统和调速器电气控制系统。直流系统及逆变电源系统（）设计原因条：开关站、号 直流系统的一路交流进线上级开关设计容量偏小。（）制造原因 条：号蓄电池组第 节蓄电池温度采样异常导致开关站 直流号综合测量模块电池异常；副厂房 直流系统监控器三次误报 母绝缘降低告警；厂房通信 直流组蓄电池充电电流互感器损坏；开关站 直流电源号综合测量模块主监控器程序存在问题；开关站 直流系统蓄电池巡检仪程序存在问题导致号综合测量模块“电池异常”和“综合故障”报警；电压、电流变送器故障导致开关站 直流画面中第组充电机电流、电压显示异常；号机、号直流馈电屏上绝缘检测装置的程序版本与厂房 直流绝缘检测主机程序版本不一致，导致通信错误；设备出厂时未调整直流馈电屏上电流表电流倍率，导致、号机、号直流馈电屏上段母线电流和 段母线电流显示为 及，而、号机直流馈电屏上显示约为，两者显示存在显著差异；厂房 直流母号馈电屏、开关站 直流 母号馈电屏、开关站 直流号通信电源屏门锁损坏；厂房 直流系统组蓄电池、号，组、号蓄电池温度采样探头损坏。（）安装原因条：压接工艺不规范导致开关站 直流号充电屏后柜门接地线断裂；号蓄电池巡检仪内阻采样系数设置不当导致蓄电池内阻采样值与实测值偏差较大，引发报警；通信信号端子松动导致开关站 直流电源系统号综合测量模块报通信故障；一副号蓄电池室内 号蓄电池组监视电压用的接线鼻子外皮脱落，导致此部分裸露导线无防护；地下厂房 直流号蓄电池组第 节蓄电池温度传感器引线断裂。（）运行原因条：施工方在进行水垫塘 相关试验和接线时，导致地下厂房 直流母号馈电屏 号支路为 直流小母线电源接地，引发直流系统报段绝缘总告警。安全自动装置（）制造原因条：开关站号主时钟装置的输入模块、光 码 输 出 模 块，开 关 站、号 子 时 钟 装 置、子时钟装置的输入模块、守时模块损坏；、号机组，开关站、号故障录波装置加装隔离电源装置避免直流系统接地引起的故障录波装置开关量误启动；时钟装置精度不满足对时需求导致号机组故障录波装置、开关站同步相量测量装置发对时异常告警；微机小电流接地选线装置长时间运行导致显示程序紊乱。（）安装原因条：号故障录波装置信号公共端短接片松动导致 开关保护、出线线保护套动作后故障录波未启动；设备机电安装阶段损坏号机 备自投装置出口压板“备自投跳 ”“备自投跳 ”；二次回路端子未合上，导致号机自用电开关 、位置与监控系统通信不成功。测量系统（）制造原因条：因电能量表计通信模块固件版本过低导致能量采集表计与装置通信存在中断现象；电能量采集装置通信模块中的 地址丢失导致计算机监控系统“关口计量电能量表”相关数据显示异常；电能量采集装置主板 存储芯片有坏块，主板单元的 文件系统中存储文件节点的位置出现校验错误，导致采集装置程序运行异常，进而造成地下厂房电能量采集装置与表计通信中断。（）安装原因条：号机超声波测流装置个声路的最大流速设定值错误；、号机 自用电多功能表与监控系统机组 通信不稳定；号机出口计量用 保险直阻变大，分压偏大造成电压互感器二次侧电压偏低，导致电能量采集装置实际日发电量比实际日送电量少。辅机及公用控制系统（）设计原因条：设计原因导致现地泵控阀状态与监控系统显示不一致；停泵控制逻辑不符合现场实际导致停泵时厂房无油渗漏排水系统号泵报泵阀控超时故障；空压机控制系统主、备用空压机压力及过低报警压力开关定值设置不合理；号机进水口闸门启门逻辑设置不合理；号机技术供水滤水器上排污阀在排污时强烈振动导致板件频报电动阀动作信号；检修集水井水位停泵逻辑设置不合理。（）制造原因 条：程序中轮换逻辑有误导致号机推力外循环冷却油泵轮换周期异常；差压开关故障导致号机号技术供水滤水器报差压持续高信号；信号连接错误导致厂房无油渗漏排水系统集水井水位与启动信号不一致；一副厂房机房环境监测柜内的服务器内部电源不完善；号机号滤水器 的 输入接点故障；号机号技术供水滤水器差压开关故障；传感器损坏导致、号机进水口闸门系统补油箱油位跳变；号发电机辅助设备控制屏 上“（号）电源信号灯”损坏；低压制动、检修空压机控制系统程序内部点位链接错误；号机上导冷却水电磁流量计故障；号机号滤水器控制柜回路进线电源开关 存在偶发性故障。（）安装原因 条。因案例较多，仅列出主要案例：中压空压机控制系统压力高报警压力开关动作点漂移导致空压机正常自动运行加压时报警；推力外循环、号冷却器进出油温度 接线接反；号滤水器差压开关进水短路导致常开接点变为常闭接点报差压信号持续高报警；、号主变冷却器控制系统 程序对位不正确；电工技术发电厂2023 1期号机油压装置控制柜 信号回路中公共端 ：之间未短接；号机组进水口远程 柜 端子排公共端短接片松动；顶盖水位变送器接线松脱导致“上显示号机顶盖水位为 ，现地检查号机顶盖水位为 ，上查询号机顶盖水位曲线发现其存在跳变现象”缺陷。（）运行原因条：施工人员在工作时误碰原已松动的接头，造成压力变送器断线，从而导致号机组检修密封气源现地压力变送器显示异常；运行人员对滤水器、调速器油压装置控制设计意图理解不足；盘柜内及闸门启闭机室外电缆沟道内有老鼠出没。机组振摆保护及状态在线监测系统机组振摆保护及状态在线监测系统共登记缺陷条。（）设计原因条：、号机压力脉动传感器工作条件不满足要求，需安装测压管和带排气的表前阀。（）制造原因条：号机组振摆保护装置（）存储模块故障导致在线监测数据不刷新；驱动程序不匹配导致号机组在线监测系统振摆保护装置 触摸屏数值不刷新；将号机在线监测上位机工程师站服务器的网线直接接入线监测上位机通信服务器的网口，并重新配置网口解决网络数据传送延迟导致的工程师站数据刷新缓慢问题。（）安装原因条：与下位机通信光纤跳线松动导致号机在线监测系统上位机数据不刷新；、号机组状态在线监测系统振摆保护装置“有功功率”单位设置错误。计算机监控系统（）设计原因条：上级 波动导致号机测温 机架供电空开跳开，交流电源消失。（）制造原因 条：监控软件程序有 导致计算机监控系统号操作员站历史曲线查询异常；电源模块、通信模块、模块故障导致开关站监控 故障报警；地刀闭锁逻辑与设计不符；号机测温 机架 与 板卡通信异常。（）安装调试原因 条。因案例较多，仅列出主要案例：内部 底层程序未根据实际情况完成优化导致监控系统频报 测温机架异常；油位高定值设置错误导致监控系统画面中号机调速器油压装置回油箱油位高定值与定值单不符；号机组 主控机架与辅控系统通信异常；地刀的点链接错误导致监控上的 地刀状态与实际状态不一致；报警策略未配置导致号机组检修排水系统号排水泵旁路运行信号颜色错误；机组事故停机流程画面中紧急落门事故动作条件“紧急停机落门屏事故停机按钮动作”描述错误；进出油温度 线缆接反导致号机组号进油温度低于出油温度。（）运行原因条：施工单位施工时将仅由一路临时电源供电的尾调远程 单元电源弄掉电，导致出现报警、信号中断；盘柜进水导致开关站第三串 柜内的第串板件（块电源模块 ，块通信模块 ，块 量输入模块 ，块 量输入模块 ）受潮；检修人员修改监控画面颜色后未及时告知运行值班人员。继电保护（）制造原因条：厂家未按照订货信息正确修改 参数（段所有保护装置出厂设备里测量 二次值均为，与现场所有测量 一次值均为 不一致）；号发变组保护中的注入式转子接 地 保 护 采 样 板损坏。（）安装原因 条：光纤芯线衰耗过大造成号主变高压侧电缆保护 侧、主变侧传输装置通道告警；号主变低压侧 端子箱内至号机主变 套保护用电压回路相端子排：接线端子接触不良；号发电机轴绝缘监测碳刷至发电机端子柜接线错误；号主变高压侧电缆（侧）保护套跳闸信号传输装置收光尾纤未插牢固，导致号主变高压侧 电缆套跳闸信号传输装置通道瞬时告警；未按设计图纸（号机发电机保护套保护动作启动机组消防回路）敷设和接线；未按厂家说明书设置通道参数（号主变高压侧电缆（侧、主变侧）保护套跳闸信号传输装置保护控制字中通道选择速率应整定为，现场为），导致号主变高压侧电缆（侧）保护套跳闸信号传输装置通道告警，并瞬时复归。调速器电气控制系统（）设计原因条：调速器送监控功率变化死区设置偏大。（）制造原因条：液压抽动故障程序逻辑不完善导致号机组调速器套严重故障，套伺服比例阀卡涩故障（卡死在全开位置）导致号机组调速器套严重故障；号机调速器电气柜中切换继电器 存在故障。（）安装调试原因条：接力器位移（送监控）传感器滑块松脱，导致号机接力器位移显示异常；号主变低压侧 端子箱内至号机主变套保护的电压回路相端子排：接线端子接触不良，导致号机开机过程中调速器、套报一般故障、网频故障；调速器控制系统导叶位移传感器位移磁铁上吸附有铁屑，影响传感器采样精度，引起、号导叶位移传感器均判断为断线故障，导致导叶反馈总故障和严重故障，进而号机组调速器双套严重故障；伺服反馈信号节点接线接反，导致号机组调速器伺服切换反馈信号异常。通信系统通信系统包括通信 系 统（系 统 通 信、流 域 集 控 通信、电站内部通信）及通信电源两部分。流域集控通信（）运行管理原因条：均为对侧进行通信系统维护发电厂电工技术中国电工网时，没有及时告知电站侧，导致电站侧发现系统异常后才得知对侧有维护工作。（）安装调试原因条：集控网关机参数配置文件错误导致集控网关机与现地控制单元 通信异常。系统通信运行管理原因条：施工人员未经工作票许可，擅自改动接入调度台通话接线。通信电源设计、制造、运行管理原因各条：设计原因为通信 主机柜开关不满足级差配合关系，上级开关容量小于本级开关容量；制造原因为综合测量模块故障；运行原因为环境维度过高引起通信电源告警。其他系统 工业电视系统制造原因条：充电主板、显示屏损坏导致开关站工业电视 电源主机屏 触摸屏黑屏。门禁系统安装原因条：门禁门磁未上电导致一副号通信蓄电池室门禁异常等。通风空调系统制造原因条：运行指示灯回路熔断器缺失。消防系统安装原因条：消防控制系统指示灯接线松动。相关建议 与水轮发电机组及其附属设备相关的二次系统与水轮发电机组及其附属设备相关的二次系统缺陷共 条，其中制造条，安装调试条，运行管理条。建议注重元器件选型，加强安装现场安装调试管控，注重细节。与水力机械相关的二次系统与水力机械相关的二次系统缺陷共 条，其中主要是制造原因（测温 、流量及压力开关、表计、电路板等）导致的 条缺陷，其次是安装原因导致（接线松动、接反；表计、开关未检定；二次表计、开关安装）的 条缺陷，以及设计（主要油、水、气定值设置）、运行管理（流量开关灵敏度漂移、安措、检修管理）原因导致的各条缺陷。建议加强设计选型，重视不参与控制的告警设备及相应回路的安装调试工作，油、水、气系统定值设置整定值需与现场实际相结合，注意检修管理。与电气一次相关的二次系统与电气一次相关的二次系统缺陷共 条，包括制造原因（传感器、微动开关、继电器节点、表计、模块不可靠）条，安装调试原因（误接线、接线松动）条，运行原因条。建议防范措施为加强继电器、表计等设计选型，高度重视显示表计接线检查。电气二次电气二次缺陷共 条，主要是 安 装 调 试（控 制 逻辑、定值设置错误、通信调试、点链接错误、画面颜色设置、信号点表描述错误、纤芯线衰耗过大、尾纤未插牢固、接线松动、接线错误、漏接线、参数设置错误、定值设置错误、定值设置不合理、短接线未短接、短接片松动、误短短接片等）造成的缺陷 条，其次是制造（软件版本过低、软件、定值设置错误、通信异常、点链接 错 误、逻 辑 设 置 不 当、板 卡 故 障、参 数 设 置 错误、装置精度不满足等）造成的缺陷 条，第三就是设计（上级开关设计容量配合、传感器工作条件、功率变化死区设置、压力表整定值设置等）导致的缺陷 条，以及运行管理（走错间隔、误操作、设备进水等）导致的缺陷 条。同时，辅机及公用控制系统缺陷占三分之一，主要是安装不到位、接线松动、接线错误、漏接线等；计算机监控系统占近三分之一，主要是程序逻辑、定值设置错误、未完成通信调试、点链接错误、画面颜色设置错误、信号点表描述错误、接线错误等。建议是加强辅机设备选型及重视出厂验收；加强现场安装调试管理力度，注重回来接线检查；高度重视设备定值整定及参数设置；加强移交运行设备与施工设备的管控，提高施工人员的安全意识。通信系统通信系统缺陷共条，其中设计条，制造条，安装调试条，运行管理条。建议加强运行管理界面划分，做足检修安全措施，并加强工作沟通。与其他系统相关的二次系统与其他系统相关的二次系统缺陷共条，其中制造条，安装调试条。建议加强现场安装调试管理力度。结语本文对近 条二次系统缺陷进行分系统（设备设施）、多维度（设计、制造、安装调试、运行管理）分析后发现，安装调试是导致缺陷的主要原因，设计、制造是导致的缺陷次要原因。加强二次系统现场安装调试管理，高度重视二次系统特别是辅机及公用控制系统设备选型，参数设置及控制逻辑设计应与现场相结合，是今后建设管理的重点方向。参考文献 占乐军，刘兴胜，邱崇俊，等 里底水电站轴流转桨机组调试期间缺陷分析处理 云南水力发电，（）：邓成洪 围海水电站机组技术供水系统的缺陷分析及处理华电技术，（）：（下转第 页）电工技术发电厂中国电工网皮带机，用于将煤从 转运站运输至圆形煤场进行存储，长度约为 ）设置室内分布带天线，来消除信号盲区。转运站及皮带尾部无线对讲系统示意图如图所示。无线直放站T2 转运站-6.5 m/1.5 m/4.5 m/12 m/20.8 m/27.8 m 层#3 皮带尾部图 5 T2 转运站及#3 皮带尾部无线对讲系统示意图针对 转运站（面积约为 ，地上层，共计层）信号盲区现象，通过在 转运站 层设置一个无线直放站，利用现有桥架将馈线引至 转运站每一层，然后通过耦合器将馈线引出连接室内分布带天线来消除信号 盲 区。转 运 站 无 线 对 讲 系 统 示 意 图 如 图所示。无线直放站T5 转运站 0 m/5 m/10 m/17 m 层图 6 T5 转运站无线对讲系统示意图针对主厂房运煤层信号盲区现象，通过主厂房内的光纤直放站、馈线及室内分布带天线等设备进行消除信号盲区，如图所示。施工时注意事项施工时，室外接收天线、无线直放站、馈线及耦合器等设备需注意如下事项。（）选择正确的室外接收天线架设位置。天线的高度决定了信号覆盖的范围，在条件允许的情况下，室外接收天线尽可能布置在室外高处且空旷区域，便于接收基站（室外铁塔）的信号。（）室外接收天线及无线直放站外壳需做好防雷接地，为了方便施工，可用接地扁铁或专用接地线将室外接收天线支撑架及无线直放站外壳连接至现有建构筑物的接地系统。（）无线直放站采用 交流电源供电，要求供电系统稳定、安全、可靠。在条件允许的情况下，电源尽量采用 不间断电源。（）根据信号强度要求及信号衰减影响，室内分布带天线的覆盖半径为 ，每层分支信号的室内分布带天线布置按 间隔考虑。（）室外接收天线接头连接到无线直放站的 端口，馈线接头连接到无线直放站的 端口，馈线电缆接头及耦合器接头需做好密封，以防漏水造成接头生锈、接触不良、驻波比变差等不良影响。（）需考虑馈线的长度对功率损耗的影响。结语根据对动力中心的室内外建筑结构、生产运行需求的分析，提出无线对讲系统的设计方案。通过实地测试获取信号盲区，并采用内外操互联互通技术及动力中心现场信号补盲设计方案，最大程度提升通信质量和通信效率，简化系统结构，降低成本，为动力中心的安全生产提供强有力的保障。参考文献 王月平海能达无线通信解决方案在民用建筑中的应用建筑电气，（）：刘洪洋，李海军，谢军军独山子石化炼化新区无线对讲应用现状及解决方案信息化应用，（）：雷学良，杨建伟，仝慧茹浅谈无线对讲系统在漫湾电厂的运用 水电厂自动化，（）：石油化工电信设计规范（上接第 页）周亮，孔丽君，吴高强，等 某大型水电站直流系统缺陷分析及优化改进继电保护及安全自动装置、励磁和直流系统反事故措施研讨会论文集，陈青青沙溪口水电站监控系统模拟量跳变过大缺陷分析及处理 小水电，（）：李波，张伟，王文松，等 水电站保护通信设备的缺陷分析和管理建议小水电力安全技术 （）：电工技术智能信通技术