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摘 要：随着我国水利事业的不断发展，对水电站中应用的水轮发电机性能也提出更高的要求。尤其从近年来水电站事故发生的原因看，大多可归结于水轮机过速问题。对此，本文主要结合我国某地区两处水电站水轮机过速的实例，探析事故问题产生的原因、危害以及相应的防范措施。
关键词：水轮发电机；过速；问题；防范
前言：我国水电站近年来发展过程中不断提升自身管理水平，且梯级水电厂的建设也因流域化的发展得以推动。该背景下便需做好水轮机的安装调试工作，特别在设定相关参数组设定方面，即使很小的误差也可能导致超调情况的出现，整个机组表现出过速的现状，若此时调速装置无法发挥其应有的作用将直接破坏整个机组，产生安全事故。因此，做好水轮机过速原因、危害与防范措施的分析对水电站的稳定运行具有十分重要的意义。
一、水轮机过速的具体案例分析
以我国某地区两处水电站存在的过速事故为例进行分析。第一处水电站，其总装机为1×150MW，系统主要以电液调速器为主。当系统进行开机并网时，发现处于空转时残压测频出现问题且油压在调速装置中的显示表现出明显下降趋势，机组一级额定转速为115%Ne，二级为153%Ne。此时机组运行整体状况体现出过速情形，需要做好停机工作。通过分析发现，出现过速情况的原因主要由于调速装置测频因存在的A相保险熔断或其他故障问题使回路发生异常，测频信号超出或低于标准范围值，致使导叶与调速装置无法正常运行。其中出现额定转速为115%Ne的原因在于颗粒物质的存在致使导叶运行超出标准设定范围，机组因转速的上升而达到115%Ne。另外导叶停止运动时在机组惯性的影响下，会使转速急剧上升，表现出机组二级153%Ne的现状。
另外一处水电站在总装机方面为2×35MW，且调速器的使用主要以可编程微机类型为主。运行过程中通过相关扰动试验发现，水轮发电机压油罐的压力值低于标准6.3MPa许多，即使对压油泵采用手动启动的方式，压力值也没有发生改变，而且在安全阀处表现出喷油情况，需要将组合阀中存在的如铁屑或其他杂质清除才可使压力值保持正常。但试验过程中也发现在扰动命令执行时，因测频信号的消失使机组转速超出额定转速值，要求做好停机工作，此时的转速在导叶开度增大的情况下将达到136%Ne。对该水电站出现过速情况的原因分析，可总结为测频信号因线路接触不良问题而消失，机组的转速情况无法被调速装置所检测，在导叶开度持续增加的基础上出现过速问题。机组中存在的铁屑杂质等将使发卡方向发生偏离，此时机组转速可达到115%Ne。而因机组惯性使停机过程中机组的转速上升至136%Ne[1]。
二、过速事故发生的具体原因与危害分析
结合以上两个过速实例分析其主要由于有杂质物质存在压力油中，导叶相关命令会向调速器进行传送并出现主配发卡拒动情况，最终发生机组过速事故。具体过速原因与危害等主要体现在以下几方面。
（一）从设备安装与检修角度
包括上文中过速实例在内许多过速事故，其产生的原因多由于在对调速装置检修时脱离相关规范标准而导致调速装置中存留过多杂质物质，由此产生过速问题。同时，新机组在安装中也存在一定问题，如酸洗过程与油管路安装结束后未做好清洗工作而直接进行注油，这种情况很容易出现铁屑物质或油泥等存于油中，机组运行时便发生过速事故，不仅影响系统的整体运行，更威胁操作人员的生命安全。因此实际进行安装过程中应保证各工序都满足相关规范标准，且在具备试验条件基础上才可进行下一步试验操作。
（二）试验方面存在的问题
首先从试验方案落实角度，实际试验前要求相关调试工作者根据试验方案内容对系统各部位进行检查并判断当前是否具备试验条件，但很多操作人员多存在根据自身主观经验判断当前系统现状，使试验过程中因线路接触不良而发生测频信号丢失等情况。其次，在试验阶段对可能发生的故障问题，相关人员未做好实际的预测工作，事故处理中表现出不及时以及过于盲目等情况。尤其在空载扰动试验方面，若机组转速出现上升情况，而操作人员未做好适时停机工作将使事故危害进一步扩大。对此试验过程中在保证试验方案合理的基础上，应在试验各环节严格按照试验方案操作。同时对于可能出现的风险问题在试验前便应做好风险预控工作，尤其需注意对过速事故发生后具体的应对方案都应融入试验方案中[2]。
（三）从人为因素角度
在人为因素方面，首先从业主、施工人员与监理人员角度。许多如有关路安装、施工技术应用等方面很大程度都受施工人员影响，同时出现机组转速问题也因监理人员未发挥其监督职责或业主未对质量进行把关等。这些人为因素都成为影响水轮发电机有效运行的关键所在。要求在实际安装过程中对于重大施工项目如调速装置的安装或相关设备的检修都应保证各方发挥监督作用，减少设备运行中故障发生的概率。其次，从水电站工作人员责任意识角度。以空载扰动试验为例，若在试验前未做好压油泵组合阀的检查工作，很容易因其中存有过多杂质而使导叶向调速装置下达命令后，存在主配发卡问题，机组过速问题由此产生。对此在整改过程中应在水电站管理工作中可借鉴现代企业奖惩机制，强化工作人员的责任意识，避免因工作疏忽造成更多安全事故的发生。最后，从操作人员综合素质方面看，空载扰动试验中风险问题的排除很大程度依托于操作人员的素质水平。如进行压油泵启动过程中发生憋压现象，部分人员并未及时关停油泵，而通过对压力灌油压的观察决定下一步操作。该过程中易产生喷油情况，不利于安全运行目标的实现，由此也看出人员综合素质成为影响机组有效运行的重要内容，应在实际操作前做好技术交底工作，并适时开展培训过程，将风险识别以及具体预控措施融入其中，提升员工整体素质[3]。
三、过速事故发生的其他预防措施
除前文中相关的预防措施外，针对水轮发电机过速的主要现状，还应采取其他三方面的策略，具体包括：第一，构建相应的水电站质量管理机制。为有效防止水轮机过速事故的发生，可结合如加建设单位关于工程质量管理的相关内容以及其他部门关于设备调试或安装等方面的制度规定，保证在检修或实际安装调速装置等设备过程中有相关人员执行监督指导工作，这样才可使设备质量得以有效控制。第二，保证安装调试前做好相关准备工作的基础上，可鼓励员工对设备运行管理工作提出具体建议，原因在于设备的实际运行状况为操作人员所熟知。同时对于设备故障发生情况以及对应的解决策略也需做好归档工作，以此为日后的设备管理提供参考。第三，操作人员需具备较强的责任意识，并在实际操作工程中能够按照相关规范标准执行，同时水电站水轮机过速问题的出现也要求在设计方面以及技术应用方面不断完善[4]。
结论：水轮机过速事故的产生既影响水电站的经济效益，也威胁人员的生命安全。通过文中水轮机过速事故的具体实例分析，其存在原因多表现在设备安装与检修、试验环节与人为因素等方面，要求对此采取相应的完善策略，减少过速事故情况的发生，保证设备的安全稳定运行。
参考文献
[1]牟明.一起水轮发电机过速原因分析和处理[J].水电自动化与大坝监测，2011，05：28-30.
[2]谭世海，石胜平，熊隽迪. 发电机轴电流对发电机运行的影响及对策研究[J].重庆电力高等专科学校学报，2013，02：43-45.
[3]张冬生，王烈刚，郑钰，杨浩，顾挺，窦学刚.水轮机过速事故的案例回顾及原因分析[J].水电与新能源，2013，03：53-55.
[4]李阳桂.贯流式水轮发电机集电环短路原因分析及改善措施[J]. 水力发电，2006，03：54-55.
关键词：水轮发电机；过速；问题；防范
前言：我国水电站近年来发展过程中不断提升自身管理水平，且梯级水电厂的建设也因流域化的发展得以推动。该背景下便需做好水轮机的安装调试工作，特别在设定相关参数组设定方面，即使很小的误差也可能导致超调情况的出现，整个机组表现出过速的现状，若此时调速装置无法发挥其应有的作用将直接破坏整个机组，产生安全事故。因此，做好水轮机过速原因、危害与防范措施的分析对水电站的稳定运行具有十分重要的意义。
一、水轮机过速的具体案例分析
以我国某地区两处水电站存在的过速事故为例进行分析。第一处水电站，其总装机为1×150MW，系统主要以电液调速器为主。当系统进行开机并网时，发现处于空转时残压测频出现问题且油压在调速装置中的显示表现出明显下降趋势，机组一级额定转速为115%Ne，二级为153%Ne。此时机组运行整体状况体现出过速情形，需要做好停机工作。通过分析发现，出现过速情况的原因主要由于调速装置测频因存在的A相保险熔断或其他故障问题使回路发生异常，测频信号超出或低于标准范围值，致使导叶与调速装置无法正常运行。其中出现额定转速为115%Ne的原因在于颗粒物质的存在致使导叶运行超出标准设定范围，机组因转速的上升而达到115%Ne。另外导叶停止运动时在机组惯性的影响下，会使转速急剧上升，表现出机组二级153%Ne的现状。
另外一处水电站在总装机方面为2×35MW，且调速器的使用主要以可编程微机类型为主。运行过程中通过相关扰动试验发现，水轮发电机压油罐的压力值低于标准6.3MPa许多，即使对压油泵采用手动启动的方式，压力值也没有发生改变，而且在安全阀处表现出喷油情况，需要将组合阀中存在的如铁屑或其他杂质清除才可使压力值保持正常。但试验过程中也发现在扰动命令执行时，因测频信号的消失使机组转速超出额定转速值，要求做好停机工作，此时的转速在导叶开度增大的情况下将达到136%Ne。对该水电站出现过速情况的原因分析，可总结为测频信号因线路接触不良问题而消失，机组的转速情况无法被调速装置所检测，在导叶开度持续增加的基础上出现过速问题。机组中存在的铁屑杂质等将使发卡方向发生偏离，此时机组转速可达到115%Ne。而因机组惯性使停机过程中机组的转速上升至136%Ne[1]。
二、过速事故发生的具体原因与危害分析
结合以上两个过速实例分析其主要由于有杂质物质存在压力油中，导叶相关命令会向调速器进行传送并出现主配发卡拒动情况，最终发生机组过速事故。具体过速原因与危害等主要体现在以下几方面。
（一）从设备安装与检修角度
包括上文中过速实例在内许多过速事故，其产生的原因多由于在对调速装置检修时脱离相关规范标准而导致调速装置中存留过多杂质物质，由此产生过速问题。同时，新机组在安装中也存在一定问题，如酸洗过程与油管路安装结束后未做好清洗工作而直接进行注油，这种情况很容易出现铁屑物质或油泥等存于油中，机组运行时便发生过速事故，不仅影响系统的整体运行，更威胁操作人员的生命安全。因此实际进行安装过程中应保证各工序都满足相关规范标准，且在具备试验条件基础上才可进行下一步试验操作。
（二）试验方面存在的问题
首先从试验方案落实角度，实际试验前要求相关调试工作者根据试验方案内容对系统各部位进行检查并判断当前是否具备试验条件，但很多操作人员多存在根据自身主观经验判断当前系统现状，使试验过程中因线路接触不良而发生测频信号丢失等情况。其次，在试验阶段对可能发生的故障问题，相关人员未做好实际的预测工作，事故处理中表现出不及时以及过于盲目等情况。尤其在空载扰动试验方面，若机组转速出现上升情况，而操作人员未做好适时停机工作将使事故危害进一步扩大。对此试验过程中在保证试验方案合理的基础上，应在试验各环节严格按照试验方案操作。同时对于可能出现的风险问题在试验前便应做好风险预控工作，尤其需注意对过速事故发生后具体的应对方案都应融入试验方案中[2]。
（三）从人为因素角度
在人为因素方面，首先从业主、施工人员与监理人员角度。许多如有关路安装、施工技术应用等方面很大程度都受施工人员影响，同时出现机组转速问题也因监理人员未发挥其监督职责或业主未对质量进行把关等。这些人为因素都成为影响水轮发电机有效运行的关键所在。要求在实际安装过程中对于重大施工项目如调速装置的安装或相关设备的检修都应保证各方发挥监督作用，减少设备运行中故障发生的概率。其次，从水电站工作人员责任意识角度。以空载扰动试验为例，若在试验前未做好压油泵组合阀的检查工作，很容易因其中存有过多杂质而使导叶向调速装置下达命令后，存在主配发卡问题，机组过速问题由此产生。对此在整改过程中应在水电站管理工作中可借鉴现代企业奖惩机制，强化工作人员的责任意识，避免因工作疏忽造成更多安全事故的发生。最后，从操作人员综合素质方面看，空载扰动试验中风险问题的排除很大程度依托于操作人员的素质水平。如进行压油泵启动过程中发生憋压现象，部分人员并未及时关停油泵，而通过对压力灌油压的观察决定下一步操作。该过程中易产生喷油情况，不利于安全运行目标的实现，由此也看出人员综合素质成为影响机组有效运行的重要内容，应在实际操作前做好技术交底工作，并适时开展培训过程，将风险识别以及具体预控措施融入其中，提升员工整体素质[3]。
三、过速事故发生的其他预防措施
除前文中相关的预防措施外，针对水轮发电机过速的主要现状，还应采取其他三方面的策略，具体包括：第一，构建相应的水电站质量管理机制。为有效防止水轮机过速事故的发生，可结合如加建设单位关于工程质量管理的相关内容以及其他部门关于设备调试或安装等方面的制度规定，保证在检修或实际安装调速装置等设备过程中有相关人员执行监督指导工作，这样才可使设备质量得以有效控制。第二，保证安装调试前做好相关准备工作的基础上，可鼓励员工对设备运行管理工作提出具体建议，原因在于设备的实际运行状况为操作人员所熟知。同时对于设备故障发生情况以及对应的解决策略也需做好归档工作，以此为日后的设备管理提供参考。第三，操作人员需具备较强的责任意识，并在实际操作工程中能够按照相关规范标准执行，同时水电站水轮机过速问题的出现也要求在设计方面以及技术应用方面不断完善[4]。
结论：水轮机过速事故的产生既影响水电站的经济效益，也威胁人员的生命安全。通过文中水轮机过速事故的具体实例分析，其存在原因多表现在设备安装与检修、试验环节与人为因素等方面，要求对此采取相应的完善策略，减少过速事故情况的发生，保证设备的安全稳定运行。
参考文献
[1]牟明.一起水轮发电机过速原因分析和处理[J].水电自动化与大坝监测，2011，05：28-30.
[2]谭世海，石胜平，熊隽迪. 发电机轴电流对发电机运行的影响及对策研究[J].重庆电力高等专科学校学报，2013，02：43-45.
[3]张冬生，王烈刚，郑钰，杨浩，顾挺，窦学刚.水轮机过速事故的案例回顾及原因分析[J].水电与新能源，2013，03：53-55.
[4]李阳桂.贯流式水轮发电机集电环短路原因分析及改善措施[J]. 水力发电，2006，03：54-55.