浅析抽水蓄能电站机组保护装置故障与对策

周德飞

摘 要：我国抽水蓄能电站建设规模持续扩大，设计、施工和机组设备制造水平不断提升，已形成较为完备的规划、设计、建设、运行管理体系，相继建成了一批具有世界先进水平的抽水蓄能电站。到2013年底，建成抽水蓄能电站2151万千瓦，为我国电力安全发挥了重要作用。特别是在西部日前，自治区发改委公布，国家发改委已批复同意新疆阜康抽水蓄能电站开展前期工作，标志着我区首个抽水蓄能电站将正式启动建设。但是在这个设计，施工和机组设备制造水平不断提升的时代，对于西部新疆独特的气候和地理环境，抽水蓄能电站机组保护装置仍然存在着一些故障，面对这些故障，我们需要制定相应的对策来完成。

关键词：抽水蓄能电站；电站机组保护装置；新疆；故障；对策

目前国家为保障抽水蓄能电站健康有序发展，电力体制“厂网分开”改革后，国家陆续出台了抽水蓄能电站建设运行管理的有关政策，有效规范和促进了抽水蓄能产业发展。但受认识差异和体制机制等影响，前期规划不完善、建设进度与发展需要不适应、建设管理体制不规范、监督管理体系不完善、运行效益发挥不充分、配套政策不够落实，受自然环境等问题突出，导致新疆抽水蓄能电站机组保护装置的故障越来越大，影响了西北抽水蓄能电站的建设进程和健康发展。

1.新疆抽水蓄能电站现阶段的状况

由于我国新疆抽水蓄能电站的建设起步较晚，技术储备不多。没有广东的从化，北京的十三陵，浙江的天荒坪，安徽的琅那山抽水蓄能电站的优势多，这些项目有的已经开工，有的已开始初设，有的已通过可行性研究。但是新疆的在2013年的一批才正式启动。目前华东地区目前峰谷差已达3000MW，大机组比重较高，秦山核电站即将投产，调峰任务艰巨，抽水蓄能电站的建设已很迫切。天荒坪位于浙江北部的安吉县，它是一个人工围建上、下库的纯抽水蓄能电站，能承担3600MW的调峰能力。琅琊山位于安徽东部的滁州市，它是利用已有的城西水库作为下库，人工修建上库的纯抽水蓄能电站，能承担900MW的调峰能力。响洪甸位于皖西的金寨县，它是利用已建成的响洪甸水电站的水库作为上库，人工修建下库，改造后成为混合式的抽水蓄能电站，包括原有40MW的水轮发电机在内，其调峰能力有200MW。新疆的阜康抽水蓄能电站项目位于昌吉州阜康市境内白杨河上游，工程总投资为71亿元，初定建设4台30万千瓦的立轴单极混流可逆式机组，总装机容量120万千瓦。电站主要由上水库、输水系统、地下厂房、下水库及地面开关站等建筑物组成，由国家电网公司全资建设。工程施工总工期为69个月，建成后年发电量20.06亿千瓦时，相当于2012年乌鲁木齐全社会用电量的十分之一。

2.新疆抽水蓄能电站的作用

新疆抽水蓄能电站是水力发电站的一种特殊形式。它兼具有发电及蓄能功能。抽水蓄能电站有上、下两个水库（池。当上库的水流向下库时，就如常规的水力发电站，消耗水的位能转换为电能；相反，将下库的水输到上库时就是抽水蓄能，消耗电能转换为水的位能。由于机械效率和各种损耗的原因，在同样水位差和同样水流量的条件下，抽水时所消耗的电能总是大于发电时产生的电能。 此外，常规水力发电站虽然也具备调峰功能，但其发电出力往往与灌溉、防洪等矛盾。为常规水电站的水库调度是一个综合的系统工程。而抽水蓄能电站的发电量及蓄水量是可以按日调节的，可以做到按日平衡，不影响水库的中长期调度。所以在抽水蓄能电站的机组保护过程中需要很大保护力度。

3.新疆抽水蓄能电站机组保护装置故障与对策分析

3.1发电机

发电机一般是最重要的核心部分，由于新疆的气候比较异常，温度不是稳定。所以在抽水蓄能机组双向旋转，发电机推力轴承、上导轴承、下导轴承，以及水轮机水导轴承RTD的布置应考虑双向旋转所带来的轴瓦进、出边油温的变化，即同一块瓦进、出边应分别装设RTD，某一RTD在发电方向是进油边，所测温度低，在水泵方向时则是出油边，测出来温度较高。造成发电机组的运作不稳定。所以针对上述故障，一般现在机组各个厂往往有所改动。如空冷器出口温度高多已改报警，不出口跳机。这样能够有效的发现问题，解决故障。

3.2水轮机

一般水轮机的主轴密封温度太高；调相时上迷宫温度太高，上迷宫冷却水流量太低；调

相时下迷宫温度高，上迷宫冷却水流量太低；调相时尾水管水位太高；水导轴承瓦温高、

油温高、油位高、油位低；水导、顶盖振动大，使得顶盖水位太高；导致叶拐臂剪断销折断。这种情况主要是压水补气时转轮排气阀未关闭，使得下迷宫冷却水流量高时将增大机组从电网吸收的有功，振动加大，造成折断现象。所以在使用之前一定要检查压水补气时转轮排气阀未关闭与否。

3.3水力系统

现阶段在新疆水位不稳定的情况下一般会出现水淹厂房；上库水位太高、太低；下库水位太高、太低；上库进水口闸门异常下滑或误关闭；下库进出水口闸门（尾水闸门）异常下滑或误关闭；上、下库进出水口闸门栏污栅堵塞。所以针对这些情况，通常检查浮子开关是否完好，有没有跳机。如果在运作的过程中出现这些情况，要申请停机，重新运行。

结语：抽水蓄能电站机组保护是抽水蓄能电厂保护中至关重要的组成部分。同时它又是最牵动维护人员的神经核心的内容。由于抽水蓄能机组大多进口，技术大多为外国技术，这就为现阶段新疆的水机机组运作带来了很多先进的技术理念。保障机电设备可靠。现阶段建设单位应根据抽水蓄能电站建设条件，选择安全可靠、运行灵活、经济合理的机电设备。鼓励新疆机电设备自主化。设备制造企业应加强制造质量控制体系建设，建立健全内部质检机构，不断改进质量控制措施。监造单位应按照有关法律法规、技术标准和设计文件要求，认真开展设备监造工作。施工单位应严格按照设计文件和技术标准进行机电设备安装，加强质量控制和质量检查。为我国西部发展做进一步的规划。

参考文献：

[1]徐珂，孙蓉.沙河抽水蓄能发电有限公司[J].西北：2 号机组励磁系统PSS 参数整定试验报告，2012

[2]郭玲.新疆阜康抽水蓄能电站正式启动建设 [J].乌鲁木齐：乌鲁木齐晚报，2013.7.16

[3]肖才.关于抽水蓄能电站的若干问题[J].工程科技，2013.5.25