水轮发电机组调速系统油压装置油泵效率低问题分析处理

刘文徽 凌远钧

（国家电投集团江西电力有限公司上犹江水电厂 江西赣州 341000）

水轮发电机组调速系统油压装置油泵效率低问题分析处理

刘文徽 凌远钧

（国家电投集团江西电力有限公司上犹江水电厂 江西赣州 341000）

调速系统油压装置油泵效率低、油泵无法正常加载在水电新投产机组运行中较为常见，本文结合跃洲水电站2#机组调速系统压油装置2#泵出现的故障及处理，讨论了该油泵效率低现象中组合阀、油泵、油质等影响因素，并提出了可行的处理建议，为水电厂相关专业人员提供了处理此类问题的实践经验。

调速系统；油压装置；油泵；电磁换向阀

引言

跃洲水电站地处赣江支流贡水于都县境内河段，坝址位于江西省赣州市于都县贡江镇城郊的跃洲村，距于都县城约5km，正常蓄水位117.80m（黄海高程），坝址以上控制流域面积14978km2，是一座以发电为主，兼顾改善城区水环境、航运等综合利用效益的中型水利工程。电站共装设3台12MW灯泡贯流式水轮发电机组。

电站于2012年12月第一台机组并网发电，2013年2月三台机组全部发电。机组投产运行后，2#机组调速系统压油装置2#泵经常出现打压效率低、油泵无法正常加载，不但导致调速系统油压下降，而且会使油温快速升高，加速透平油油质劣化，严重影响机组的正常运行。

1 水轮机组调速系统油压装置概述

大中型水电厂调速系统油压装置一般配备两台螺杆泵，设计为按时间或按次数轮换启动方式互为备用。在没有负荷调节任务的情况下，油泵的正常启停时间间隔在30～40min为宜，油泵效率低及过于频繁的启停泵不但会影响油泵使用寿命，而且会使油温快速升高，加速透平油油质劣化，从而影响主接力器操作功，间接影响机组有功调节甚至机组运行安全。

跃洲水电站调速器系统采用的长江三峡能事达电气股份有限公司生产的MGC4000产品，主配压阀直径为100mm，压油装置型号为YZ-6.0-6.3，螺杆泵型号为3G70X6C，工作压力为6.3MPa，主泵启动6.0MPa，备泵启动5.7MPa，电动机型号为Y250M-4B5，功率为55kW。

2 故障现象总结及原因查找

2013年11月至12月期间，2#机组调速系统压油装置2#泵经常出现打压效率低、电机启动异常及软启动器报故障导致2#泵退出运行，严重影响机组正常运行，故障汇总见表1。

表1 故障汇总表

为尽快解决2#泵故障，对以下几方面进行检查分析：

2.1 软启动器检查

对软启动器参数进行检查，2#泵（故障泵）参数与1#泵（正常泵）一致。

2.2 电动机绝缘检查及油泵机械检查

拆开电动机动力线，所测两台电机对地电阻及相间绝缘均合格；油泵旋转部分无故障，转动无障碍。

2.3 组合阀油滤过器清洗

拆开组合阀油滤过器进行清洗，检查发现滤网干净，无杂质。

2.4 手动试验

采取手动启动螺杆泵进行打压加载，1#泵，空载运行时电流为30A，手动加载时电流为90A；2#泵，空载运行时电流为35A，手动加载时电流为95A。

2.5 自动试验

采取手动排压油罐压力油，自动启动螺杆泵进行打压加载，1#泵，空载运行时电流为34A，正常加载时电流为90A；2#泵，空载35A→70A→90A→260A→400A→软启报热故障停止，跳闸。

通过上述几方面的检查发现，油泵手动加载时电机转速正常后手动捅加载电磁阀可以正常打压；一旦自动加载时，加载电磁阀卡在加载位置，电机一启动即处在加载位置，电机的工作电流瞬间上升到软启的启动电流限制值，软启报故障跳闸。

3 故障分析及处理措施

3.1 故障分析

油泵出口组合阀由止回阀、卸载阀、安全阀、单向阀等组成，其作用是保护油泵平稳加载，并作为液压系统的二级压力保护装置在系统过压时泄压，如图1所示。组合阀导致油泵频繁启泵的原因主要集中在机械方面。

图1 油泵出口组合阀示意图

如图所示，卸载、旁通电磁换向阀，是一个二位四通电磁阀，作用是：为避免油泵电机在启动瞬间承受大负荷冲击，在电机启动完成前，该阀的第一个位置使电机不带负载，使电机启动完成并稳定在额定转速，转速稳定后，程序控制其切换到第二位置，使电机加载，电机带动油泵给压油罐打油。但如果卸载阀阀芯卡涩，若是卡在卸载位时，则会使卸载阀一直处于卸载状态，油泵一直运转，但压力却始终达不到能够打开止回阀向压力油罐打油的压力值，无法向压力罐打油；若是卡在加载位时，则会使卸载阀一直处于加载状态，电机的工作电流瞬间上升到软启的启动电流限制值，软启报故障跳闸。

3.2 处理措施

根据笔者多年的实际运行经验发现，油质污染是导致液压系统故障的主要原因，尤其对于组合阀等精密阀组，过大的杂质颗粒会导致其阀芯卡涩，阻碍其正常动作。为此，对组合阀前设置过滤器滤网进行彻底清洗；将组合阀彻底拆卸，用无水酒精进行清洗，尤其对卸载、旁通电磁换向阀清洗两遍；同时为确保电机在电磁阀切换到加载位置前达到额定转速，将控制程序中加载等待时间由5s延长至10s。

跃洲水电站2#机组调速系统压油装置2#泵自2013年12月8日进行处理以来，经过近两年多的运行，打压效率低、电机启动异常及软启动器报故障没有再发生，油泵运行稳定，保证了机组安全运行。

3.3 维护保养建议

（1）针对新投产机组，定期滤油，并对滤网清洗，清处油中的各种杂质，确保透平油清洁；

（2）定期清洗油压装置组合阀的二位四通电磁阀，避免发卡；

（3）合理调整油泵启动值，主泵启动压力可由6.0MPa降为5.8MPa，备泵泵启动压力可由5.7MPa降为5.6MPa，减少油泵启动次数，提高电机寿命；

（4）加强对压力油罐油气比例失衡的调节，及时对油罐进行排油补气，避免油泵启动频繁。

4 结语

调速系统油压装置为水轮发电机组导水叶、桨叶提供操作能源，一旦有故障就会危及机组的安全运行。本文仅针对出现的故障进行分析，难免存在不足之处。但各种类型的油压装置及其调节原理都有相似之处，只要牢固掌握油压装置工作原理及各种阀件结构，从源头油质问题抓起，就能将引起故障的原因排除甚至消灭在萌芽阶段，为机组安全稳定运行打下坚实基础。

[1]《水轮机调速器及油压装置运行规程》（DL/T792-2001）[S].北京：中国电力出版社，2002.

[2]贯流式水轮发电机组实用技术[M].北京：中国水利水电出版社，2010.

[3]水电站机电运行[M].郑州：黄河水利出版社，2007.

[4]电动机保护装置通用技术条件（DL/T744-2012）[S].北京：中国电力出版社，2012.

TV735

A

1004-7344（2016）23-0104-02

2016-7-23

刘文徽（1969-），男，安徽颍上人，助理工程师、技师，本科，工学学士，主要从事水电运营管理工作。