惠州市白盆珠水庫工程管理局 劉蘇程

針對水電站項目建設(shè)而言，為滿足穩(wěn)定運行的要求并發(fā)揮水力發(fā)電的功能，落實好電氣設(shè)備的有效安裝就成為重中之重。如電氣設(shè)備安裝存在缺陷，就可能會對水電站的安全可靠運行產(chǎn)生影響，不僅會對水電站的預(yù)期功能帶來影響，更會造成嚴(yán)重的安全隱患。所以在水電站建設(shè)中需落實對電氣設(shè)備的規(guī)范安裝，并能夠促使其有效運行。除把握電氣設(shè)備安裝環(huán)節(jié)外還要考慮到后續(xù)調(diào)試管理，從而明確隱患和問題，滿足既定的優(yōu)化運行要求。

1 水電站電氣設(shè)備安裝質(zhì)量的控制要素

水電站電氣設(shè)備安裝質(zhì)量控制關(guān)鍵要素在于：保障安裝施工方案及對應(yīng)技術(shù)的準(zhǔn)確性。只有保證技術(shù)的準(zhǔn)確性才能讓管理工作變得更加有效，從而奠定基礎(chǔ)，落實水電站的質(zhì)量控制。如安裝方案與安裝技術(shù)出現(xiàn)問題，就會對整體的電氣設(shè)備安裝質(zhì)量帶來一定的影響，從而出現(xiàn)返工的問題，影響整體建設(shè)進度；注重電氣設(shè)備材料采購質(zhì)量控制。針對水電站電氣設(shè)備所使用材料而言，它本身是質(zhì)量控制的關(guān)鍵所在。在實際的安裝環(huán)節(jié)，基于電氣設(shè)備的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求與操作適用范圍，在落實成本控制的前提下合理實施電氣設(shè)備與材料的選擇，以此來滿足質(zhì)量的控制；合理構(gòu)建質(zhì)量保障體系。為實現(xiàn)水電站電氣設(shè)備安裝管理與運行質(zhì)量的提升，就需通過質(zhì)量保障體系實現(xiàn)電氣設(shè)備安裝與調(diào)試管理工作的落實，以此來確保各項工作、各個環(huán)節(jié)都有序開展。所以重點關(guān)注質(zhì)量的控制要素，才能為后續(xù)掌握安裝要點提供明確的方向[1]。

2 水電站電氣設(shè)備安裝及調(diào)試管理實例分析

針對水電站電氣設(shè)備安裝與調(diào)試管理，在了解工程基本概況的基礎(chǔ)上做好設(shè)備安裝質(zhì)量控制分析，再搭配上調(diào)試管理技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)對水電站電氣設(shè)備安裝與調(diào)試管理的基本分析與探討。

2.1 工程概況

地理位置及對外交通。白盆珠水利樞紐工程位于東江支流西枝江上游的惠東縣白盆珠境內(nèi)，下距白盆珠鎮(zhèn)約1.5km，距惠東縣城約37km。壩址左岸有鄉(xiāng)道與縣道X212連接，縣道X212直通省道S356；右岸也有鄉(xiāng)道與省道S356連接，工程對外交通較為方便。

本次增效擴容改造工程主要任務(wù)：在不增加原有機組臺數(shù)的基礎(chǔ)上對白盆珠電廠的機電設(shè)備和配套設(shè)施進行更新改造，將電廠裝機容量 由1×15000kW+1×12000kW改 造 擴 容 為2×15000kW。建設(shè)內(nèi)容：更換2號機組水輪機及導(dǎo)水機構(gòu)，整體更換2號機組發(fā)電機；同等級更換廠內(nèi)橋式起重設(shè)備；原近區(qū)隔離變壓器兩臺合并更換為一臺S11-4000/10；更換兩臺廠用變壓器、110kV隔離開關(guān)、10kV開關(guān)柜等；綜合自動化系統(tǒng)、勵磁系統(tǒng)、繼電保護、二次接線、電源系統(tǒng)、圖像監(jiān)視系統(tǒng)等改造；更換進水口快速閘門啟閉機、進水口事故檢修閘門啟閉機、尾水檢修閘門啟閉機；對主、副廠房進行粉刷及裝修；改造1號水輪機組水導(dǎo)軸承、軸瓦、接力器；改造1號機組剎車裝置；更新1號、2號機組調(diào)速器；更換1號、2號機組測溫制動屏；新增一套微機五防系統(tǒng)及與供電部門聯(lián)絡(luò)通訊屏等。

2.2 設(shè)備安裝質(zhì)量控制

在進行該工程項目電氣設(shè)備安裝進程中需重點落實質(zhì)量控制。工作實施如下：

在施工規(guī)劃中做好電氣設(shè)備安裝的基本工作，能結(jié)合廣東省惠州市白盆珠水庫工程管理局電廠增效擴容改造工程初步設(shè)計報告和施工規(guī)程文件提出設(shè)備安裝控制目標(biāo)及質(zhì)量控制目標(biāo)?；诳傮w目標(biāo)的要求分析，落實施工質(zhì)量控制措施，避免質(zhì)量隱患的出現(xiàn)，規(guī)避安全事故的發(fā)生；第二，在工程施工中，施工單位根據(jù)自身人員、機械、材料及其它施工資源科學(xué)、合理地做好各個分部工程的施工進度計劃，加強現(xiàn)場各施工段間的銜接與配合，突出整個工程中關(guān)鍵線路上的施工項目及控制性工程的施工進度控制工作，我局基于防洪供水需要、惠州市三防辦和東江流域管理局調(diào)度意見和電力部門負(fù)荷情況、現(xiàn)場氣候因素和工程進展實際情況，對施工進度安排進行不斷地調(diào)整和優(yōu)化。

第三，構(gòu)建質(zhì)量保障體系。建設(shè)單位成立惠州市白盆珠水庫電廠增效擴容領(lǐng)導(dǎo)小組和惠州市白盆珠水庫電廠增效擴容現(xiàn)場管理小組，制訂了《項目法人責(zé)任制度》、《工程建設(shè)管理規(guī)章制度》、《工程項目財務(wù)管理辦法》、《工程部職責(zé)》、《辦公室職責(zé)》、《安全職責(zé)》、《質(zhì)檢職責(zé)》、《工程驗收程序》等規(guī)章制度；第四，保障資源配置合理性，能直接與合同規(guī)定的要求相互匹配起來。設(shè)備供應(yīng)商能積極配合業(yè)主單位與監(jiān)理單位，將材料設(shè)備的交貨驗收工作落實，以此來保障設(shè)備、材料質(zhì)量滿足要求?？偝邪截?fù)責(zé)合同規(guī)定供貨范圍及機組改造工程設(shè)備的設(shè)計、制造、檢驗、出廠前試驗、包裝、發(fā)運、交貨、現(xiàn)場安裝、現(xiàn)場試驗、試運行、培訓(xùn)活動及所有其它技術(shù)支持等工作，供貨范圍包括了設(shè)備、技術(shù)資料、專用工具、備品備件等。保證所有設(shè)備都有出廠資料和合格證。

第五，基于設(shè)計文件和本工程實際情況合理設(shè)置項目劃分。本工程劃分為1個單位工程、7個分部工程、123個單元工程。7個分部工程分別為：廠房建筑工程；水輪發(fā)電機組安裝；水力機械輔助設(shè)備安裝；計算機監(jiān)控、微機保護及視頻監(jiān)控系統(tǒng)安裝；金屬結(jié)構(gòu)及起重設(shè)備安裝；升壓站設(shè)備安裝；電氣設(shè)備安裝。其中2#機組軸線調(diào)整安裝等7個單元工程為關(guān)鍵部位單元工程。

2.3 調(diào)試管理技術(shù)的應(yīng)用

惠州市白盆珠水庫電廠2號水輪發(fā)電機組啟動調(diào)試方案：

2.3.1 機組啟動前檢查及充水試驗

水輪機部分檢查、調(diào)速系統(tǒng)及其設(shè)備的檢查、發(fā)電機部分檢查、輔助設(shè)備檢查、電氣設(shè)備檢查、電氣一次設(shè)備檢查、勵磁系統(tǒng)檢查、電氣控制及保護回路檢查。壓力鋼管充水：檢查并確認(rèn)2#機組進水口閘門啟閉機及2#機組快速閘門操作電源正常。通過1#機組向流道內(nèi)灌水，待2#機組尾水閘門平壓后提起2#機組尾水閘門。操作2#機組快速閘門，將2#機組快速閘門提至充水位置，等待2#機組壓力管道至導(dǎo)葉前段水壓與進水口水壓均壓。充水過程中通過水利測量儀表盤壓力及各機組各組合縫處情況，若有異常立即報告啟動委員會并停止充水。

2.3.2 機組動態(tài)調(diào)試

機組空運轉(zhuǎn)下調(diào)速器試驗：手動開機。手動開啟調(diào)速器開機，待機組空轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，在調(diào)速器電氣柜各環(huán)節(jié)檢查正確后進行手動、自動調(diào)節(jié)試驗；檢查開、關(guān)機時間。如不符合要求則進行調(diào)整調(diào)速器進行手、自動運行切換試驗；進行手動停機。操作和檢查內(nèi)容與第一次啟停相同。

機組自動開、停機試驗：啟動前檢查調(diào)速器應(yīng)處于“自動”位置，功率給定于“空載”位置，頻率給定于額定頻率，調(diào)速器參數(shù)在空載最佳位置。水力機械保護投入。自動開機條件已具備。在機旁或中控室計算機上操作開、停機開關(guān)。檢查下列各項：檢查自動化元件能否正確操作，可編程自動化執(zhí)行是否正確。記錄自發(fā)出開機脈沖至機組轉(zhuǎn)速到達(dá)額定轉(zhuǎn)速的時間。觀察接力器動作情況、記錄行程值、擺動值和擺動次數(shù)。推力瓦及各軸瓦升溫情況和溫度。檢查調(diào)速器動作情況。機組自動停機試驗。按停機按鈕使機組自動停機。記錄自停機脈沖發(fā)出至轉(zhuǎn)速降至制動加閘轉(zhuǎn)速的時間。記錄自動加閘至轉(zhuǎn)速降為零的時間。檢查轉(zhuǎn)速繼電器動作是否正確，調(diào)速器及自動化元件動作是否正確。檢查自動閘解除及下落情況。

發(fā)電機定、轉(zhuǎn)子及其絕緣檢查：停機狀態(tài)測量發(fā)電機定、轉(zhuǎn)子絕緣電阻和吸收比。

水輪發(fā)電機組升壓試驗：發(fā)電機保護系統(tǒng)投入，勵磁系統(tǒng)投入，輔助設(shè)備及信號回路電源投入，機組監(jiān)控系統(tǒng)投入。自動開機，使機組處于空載狀態(tài)，各軸瓦瓦溫正常，運行正常。監(jiān)視發(fā)電機振動及擺度正常，測量發(fā)電機PT二次側(cè)殘壓及其相間電壓的對稱性應(yīng)正常，相序正確；手動升壓至50%Ue時檢查下列內(nèi)容：發(fā)電機及引出母線、發(fā)電機出口10.5kV斷路器、勵磁變壓器等設(shè)備的帶電情況。機組運行中各部分振動及擺度的變化情況。電壓回路二次側(cè)相序、相位和電壓值的正確性，二次回路應(yīng)無短路；繼續(xù)升壓至100%Ue時重復(fù)檢查以上內(nèi)容。在機組升壓過程中檢查低壓和過電壓保護動作的正確性情況，在100%Ue下測量發(fā)電機軸電壓。將發(fā)電機電壓降至最低，錄制發(fā)電機空載特性曲線（發(fā)電機定子電壓與勵磁電流上升和下降的關(guān)系曲線）。將發(fā)電機勵磁電流升至額定勵磁電流，記錄定子激磁對應(yīng)的最大電壓值，然后將定子電壓調(diào)至1.3Ue，持續(xù)3分鐘作定子線圈匝間耐壓試驗。分別在50%和100%Ue下跳開滅磁開關(guān)，檢查滅磁裝置滅磁情況。

發(fā)電機組空載下勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)整和試驗：對勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)手動和自動狀態(tài)下的起勵進行檢查，對手動起勵時當(dāng)電壓升到100%Ue時起勵磁裝置工作應(yīng)正常，自動起勵定子電壓升至70%Ue勵磁裝置工作正常。檢查勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的電壓調(diào)整范圍應(yīng)符合設(shè)計要求。用示波器檢查功率柜內(nèi)整流橋可控硅輸出波形，檢查控制脈沖在時間軸上分布應(yīng)均勻、大小變化一致，可控硅開通角一致，移相脈沖工作可靠、不掉相，調(diào)節(jié)過程中不突變。自動勵磁調(diào)節(jié)裝置應(yīng)能在發(fā)電機空載額定電壓Ue的70～110%范圍內(nèi)可連續(xù)平滑地調(diào)節(jié)。發(fā)電機空載額定轉(zhuǎn)速下勵磁調(diào)節(jié)裝置手動控制單元的調(diào)節(jié)范圍應(yīng)在發(fā)電機額定電壓Ue下的10～110%內(nèi)可連續(xù)平滑地調(diào)節(jié)；錄取帶自動勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)電機電壓一頻率特性曲線，步驟如下：手動開機至空載額定轉(zhuǎn)速。勵磁在自動狀態(tài)下起勵、母線建壓至Ue，可編程調(diào)速器轉(zhuǎn)為手動運行。手動調(diào)節(jié)導(dǎo)葉開限調(diào)節(jié)發(fā)電機轉(zhuǎn)速。記錄頻率在45～55Hz內(nèi)的機端電壓變化值（頻率變0.5Hz機端電壓變化值≦±0.25%Ue）繪制Ue—Hz特性曲線；進行逆變滅磁試驗，檢查逆變滅磁工作情況。

發(fā)電機組空載并列試驗：確認(rèn)同期回路的正確性（包括待并系統(tǒng)和系統(tǒng)的電壓表、頻率表及同步表，同步檢查斷路器的正確性）；手動模擬并列：將110kV系統(tǒng)電壓經(jīng)主變高壓側(cè)開關(guān)、主變壓器引到10.5kV母線（發(fā)電機出口斷路器處于斷開狀態(tài)，手車柜置于試驗位置）。確認(rèn)發(fā)電機斷路器分合正常，重復(fù)檢查發(fā)電機出口斷路器手車柜在試驗位置。機組空運轉(zhuǎn)正常，投入勵磁裝置，使發(fā)電機母線建壓至Ue。手動模擬同期操作：在開關(guān)合閘瞬間，同時檢查接入的電壓表顯示回零、同步檢查繼電器接點閉合、同步表同時過同步點、斷路器合閘正常。同期裝置的工作正確后跳開發(fā)電機出口斷路器，將出口斷路器手車柜置于試驗位置；自動模擬并列：在手動準(zhǔn)同期試驗結(jié)束后再進行自動準(zhǔn)同期并列試驗。

發(fā)電機組帶負(fù)荷試驗：水輪發(fā)電機組帶負(fù)荷試驗。同期回路工作正確，可做正式并列試驗、帶負(fù)荷試驗。調(diào)節(jié)機端電壓和頻率使與系統(tǒng)一致，投入2#發(fā)電機出口開關(guān)506的同期回路，投入同期系統(tǒng)，精確調(diào)整電壓和頻率使一致，合上發(fā)電機出口開關(guān)，使本機并入系統(tǒng)。并網(wǎng)正常后逐步增加有功和無功，觀察機組各檢測點溫度、振動、擺度，機組帶負(fù)荷后的調(diào)速器運行穩(wěn)定性，勵磁系統(tǒng)的調(diào)節(jié)性能滿足要求。

甩負(fù)荷試驗：在機組帶負(fù)荷各項設(shè)備和裝置工作正常后，有功和無功負(fù)荷連續(xù)平滑調(diào)整并帶負(fù)荷運行穩(wěn)定后可進入甩負(fù)荷試驗。甩負(fù)荷試驗分四次進行，分別為25%、50%、75%、100%的額定有功負(fù)荷和按照0.8功率因素配置的無功負(fù)荷進行甩負(fù)荷試驗。每次甩負(fù)荷試驗分別記錄調(diào)速器、勵磁系統(tǒng)，主機各動態(tài)參數(shù)，主要參數(shù)為甩負(fù)荷時蝸殼水壓上升值和機組升速率是否滿足設(shè)計要求。記錄調(diào)速器和勵磁系統(tǒng)甩負(fù)荷時的調(diào)節(jié)參數(shù)。

水輪發(fā)電機組72h帶負(fù)荷試運行：在所有試驗結(jié)束后機組進入72小時連續(xù)試運行，所帶負(fù)載為額定負(fù)載（當(dāng)前水頭下的最大負(fù)荷）。根據(jù)正式運行值班制度全面記錄試運行所有有關(guān)參數(shù)，記錄運行中設(shè)備出現(xiàn)的問題和缺陷，72小時結(jié)束后徹底檢查機組并進行消缺。機組檢查、消缺后進行機組移交驗收，完成后機組投入商業(yè)運行。

綜上，在電氣設(shè)備實際安裝進程中施工企業(yè)要加強質(zhì)量控制，做好對應(yīng)的管理。同時針對現(xiàn)有水電站電氣設(shè)備質(zhì)量保障體系的持續(xù)優(yōu)化，落實電氣設(shè)備安裝與調(diào)試人員的技術(shù)培訓(xùn)工作，這樣就有利于施工人員質(zhì)量意識及技術(shù)水平的持續(xù)提升，能開展針對性的水電站電氣設(shè)備安裝調(diào)試施工技術(shù)方案的編寫與落實，提供科學(xué)合理的技術(shù)，保障水電站的安全穩(wěn)定運行。