三峡左岸电站vgs机组启动试运行(陈).doc

1三峡左岸电站 VGS 水轮发电机组启动试运行陈正新 水 电八局机电安装分局 (湖南长沙 410007)摘 要 三峡左岸电站的 2#和 3#机组（VGS 机组）分别于 2003 年 7 月和 8 月上旬完成机组启动试运行工作，并移交电厂正式投产发电本文对 VGS 机组启动试运行的实施过程及具体情况作一介 绍，供同行参考、学习关键词 三峡 VGS 机组 启动试运行 方案 投产发电水轮发电机组及相关设备的联合启动试运行是水电站发电机组基本建设工程启动试运行和交接验收的重要部分，是检查设备设计、制造、安装质量的重要环节它是以水轮发电机启动试运行为中心，对机组引水、输水、尾水建筑物和金结、机电设备进行全面的综合性考验，主要是检查水工建筑物和金结、机电设备设计、制造、安装质量，并对机电设备进行调整和整定，使其最终达到安全、经济生产电能的目的，保障电站最终稳定、可靠投入商业运行1. 工程概述1.1 基本概况三峡工程位于湖北省宜昌市境内，电站建成后将是世界上最大的电站，三峡电站厂房为坝后式，设左、右岸两座电站，共安装 26 台单机容量为 700MW 的水轮发电机组，总装机容量 18200MW，其中左岸电站 14 台，右岸电站 12 台。

左岸电站 14 台混流式水轮发电机组分别由 ALSTOM 和 VGS 集团供货，其中6 台由 VGS（VOITH-GE-SIEMENS）集团设计制作6 台 VGS 机组的安装调试工程为单独一个标段（I 标），I 标内每台机组发电单元的主要设备包括：水轮机及其附属设备、调速系统、发电机及其附属设备、发电机励磁系统、发电机制动开关、500KVGIS相关设备、500kV 升压变压器及中性点设备、离相封闭母线（IPB）及相关设备、机组自用电 400KV 系统及机组直流设备、机组保护系统及故障录波装置、机组监控系统 LCU、机组技术供水系统及机组测量设备等其中水轮机部分主要由转动部分、导水机构、主轴工作及检修密封、水导轴承及油外循环冷却设备、大轴自然及强制补气、机组量测、水机监测元件以及接力器等几大系统组成发电机部分主要由定子、转子、发电机大轴、上端轴、下机架及推导组合轴承、轴承油外冷却及油雾吸收系统、高压油顶起系统、机械制动系统及粉尘收集装置、上机架及上导、顶罩、集电环与碳刷架、发电机空气冷却系统、发电机自动化元件及监测系统等几大部分组成辅助设备主要由发电机纯水装置、技术供水系统以及水力量测系统等组成。

三峡左岸电站机组安装工程（I 标）于 2001 年 11 月 12 日正式开工，2002 年 11 月 7 日首台（2#）发电机转子吊装成功，2003 年 7 月 10 日首台（2#）机组启动试运行顺利完成，并移交电厂至此，宣告三峡工程首台机组正式投产发电 紧接着 3#机组（VGS 机组）也于 2003 年 8 月上旬完成机组启动试2运行，并移交电厂正式投产发电1.2 主要设备参数1) 水轮机主要参数蜗壳型式 金属蜗壳尾水管型式 弯肘型水轮机型式 竖轴，单转轮混流式转轮名义直径 9528.9 mm(出口直径)转轮叶片数 13 片装机高程 ▽57m额定水头 80.6m额定流量 995.6m3/s额定转速 75 r/min额定出力 710 MW吸出高度 - 5 m调速器型号 DIGIPID1500主配压阀 直径 DN250 mm2) 发电机主要参数额定容量 777.8(MVA)额定功率 700 (MW)额定电压 20 (kV)额定电流 22453 (A)功率因数 0.9频 率 50Hz飞逸转速 150 (rpm)绝缘等级 F 级，环氧树脂云母发电机冷却方式 定子绕组水冷、定子铁芯及转子绕组空冷空载励磁电压 211V空载励磁电流 2190A3) 主要电气设备参数 离相封闭母线：额定/最高电压 20/24kV，50Hz额定/三相短路电流 26/300kA外壳尺寸 1510(mm)冷却方式 自然冷却 500kV 升压变压器：3额定容量 840MVA，三相额定电压 550-2×2.5%/20kV，50Hz联接组别 YNd11中性点 经小电抗器接地冷却方式 强迫油循环水冷却 500KV 开关站：开关类型 GIS 户内母线数量 4 条出线回数 8 回接线方式 两台机组联合单元接入一倍半接线回路额定电压 550kV额定电流 4000A1.3 电站电气主接线机组发电机与主变压器的连接采用单元接线，变压器高压侧设置断路器，发电机电压侧不装设断路器，将两个单元组成联合单元的接线。

左岸电厂高压侧采用 3/2 接线方案，500kV 母线均设分段断路器，将母线分为两段，左一段装机 8台，左二段装机 6 台；500kV 高压电气设备采用 GIS，进出线采用交叉引接的方式左一段共出有五回 500kV 线路，两回出线至重庆万县，线路长度约 320km；三回出线至龙泉换流站，线路长度约 65km（换流站至华东为 1 回直流线路，长度约 1000km）左二段三回出线至华中，其中 2回至荆门，线路长度约 140km；1 回至荆州，线路长度约 135km500kV 至川东 2 回线、荆门 2 回线均装设线路高压并联电抗器，容量均为 350MVAR2. 机组启动试运行准备2.1 主要依据水轮发电机组在安装及调试完成后，在机组正式投产发电前需要进行机组启动试运行VGS 机组启动试运行工作主要依据《水轮发电机组启动试验规程》DL/T507-2002、《三峡水轮发电机组安装规程》TGPS-JZ01～07-2002、《长江三峡水利枢纽左岸电站首批机组启动试运行联合调试大纲》、《三峡左岸电站机电设备安装与调试工程合同文件》、VGS 设备厂家的技术文件以及长江委设计文件等的要求进行，并进一步编制了《长江三峡水利枢纽左岸电站首批机组（2#）启动试运行程序》、《长江三峡水利枢纽左岸电站首批机组（2#）启动试运行技术措施》、《长江三峡水利枢纽左岸电站首批机组（2#）启动试运行试验计划》等措施和计划，作为具体实施的依据。

机组的一次设备、继电保护、自动控制、测量仪表等装置和设备、及与机组运行有关的电气回路和电器设备等，均应根据相应的专用规程进行试验2.2 工作流程机组启动试运行主要试验项目及实施流程见下图：4三峡首台机组（2#）启动试运行工作原来计划 50 天完成，实际只用 30 天完成3#机组仅 15 天完成2.3 准备工作为确保机组启动试运行工作正常有序的进行，需要进行大量的前期准备工作，主要包括组织机构建立及人员的调配，技术方案和工作计划的编制、讨论及确定，验收及检查的组织，工程图纸及试运行资料准备，试运行人员的业务学习及上岗培训，试运行仪器、仪表及物资准备和布置等等3. 机组启动前检查3.1 机组安装验收检查机组启动试运行前,由业主、监理、厂家及施工单位组成联合检查小组，对各分项系统的各个项目的安装完成情况进行全面检查和确认，主要包括：机组过流系统 11 项，水轮机 11 项，发电机 16 项，调速系统 11 项，励磁系统 7 项，油、水、气系统 7 项，电气一次系统 9 项，电气二次系统 8 项，消防及消防报警系统 10 项，厂房照明、暖通及空调系统等 3 项根据检查情况，确认上述各项目已满足机组启动试运行的要求。

3.2 机组充水前检查机组充水是启动试运行工作的正式开始，充水前，确认坝前水位已达 135 米，下游水位在 74 米以下，水头满足机组发电要求确认充水前尾水、进水口的检修门和工作门均处于关闭状态，蜗壳进人门、尾水管进人门、肘管进人门处于关闭状态；蜗壳、尾水管排水阀处于关闭状态；确认调速器，导水机构处于关闭状态，接力器锁定投入；水轮机主轴检修密封投入，发电机机械制动投入；厂房机组检修排水系统及渗漏排水系统已投入正常运行有关各通道和各层楼梯照明充足，道路与安全通道畅通，并且有明显的路向标志梯调、电站和机组内外部通信设施完善、畅通各运行设备监视点已安装厂内通讯，保证与现场指挥台的通讯联系机组运行区域已进行隔离，各部值班人员已到位消防设备已布置就绪，相关部位的消防和火灾报警机组尾水充水 机组压力钢管及蜗壳充水技术供水系统各部位调整机组首次开机，瓦温试验过速试验试验机组扰动试验发电机升流试验发电机升压试验发变组及 GIS 升流试验发变组及 GIS 升压试验负荷下调速器试验，低油 压事故停机试验负荷下励磁系统试验机组并、解列 试验机组带、甩 负荷试验动水关进口闸门试验机组带最大负荷下热稳定试验机组停机、 检修、消缺机组 72 小时试运行机组交接、投产、发电空载下调速器试验、励磁试验5系统已投入运行。

4. 充水试验4.1 机组充水充水时，上游水位:133.40m，下游水位:65.70m，将水轮机导叶打开 8%左右，利用尾水门机提尾水门充水阀，在尾水管进人门排水阀和顶盖测压表处监视尾水位变化充水过程中及充水平压后,检查水轮机顶盖、导水机构、主轴密封、测压系统管道、尾水管进人门及厂房水工建筑物各部情况，无渗水、漏水现象，并记录充水后各部位的压力各部正常后，用尾水门机将尾水门提起，锁定在门槽顶部，并关闭导水叶接着便进行调速器在静水状态下的导叶全开、关试验，动作正常实际充水平压时间为 4 小时 15 分，充水后各部位的压力，尾水管压力 0.14Mpa，蜗壳进口压力0.14Mpa，锥管进人门压力 0.14Mpa，尾水肘管压力 0.14Mpa，转轮室压力 0.06Mpa，顶盖压力0.08Mpa，顶盖上抬量 0.08mm4.2 压力钢管及蜗壳充水尾水充水完成后，进行压力钢管及蜗壳充水试验钢管充水前确认导叶全关，接力器锁定投入，手动投入发电机风闸，进水口检修门已提出利用进水口闸门液压启闭机提进口门充水阀对钢管及蜗壳充水，充水过程中，检查蜗壳进人门、盘形阀、顶盖、主轴密封、各测压表计及管路应不漏水，顶盖排水系统正常工作，监视水力机械测量系统中各表计读数变化，无异常现象。

实际充水平压时间为 1 小时 53 分，各部工况无异常，各压力表计管道通畅、指示准确，钢管通气孔畅通充水平压后，检查平压继电器动作，无异常后提工作门进水口闸门静水启闭试验，分别进行现地手、自动及远方操作（单元控制室/中控室）的进口工作闸门静水中启闭试验，慢速关闭闸门时间为 25 分钟，慢速开启闸门时间为 20 分钟，快速关闭闸门时间为 3 分 23 秒，试验过程及结果正常4.3 机组及主变技术供水系统充水试验充水前机组调试用水取自临时水源，蜗壳充水后恢复蜗壳取水，对技术供水系统管路进行冲洗和系统循环通水，检查、处理渗漏点并按设计整定值调整主供管及其分支管路的压力、流量，调校各类传感器的输出量，使各部工况符合设计要求 5. 机组空载试运行机组空载试运行试验目的是检查机组转动部分，确认机组转动部分与静止部件之间无摩擦或碰撞；检查机组振动、摆度符合标准要求；检查机组各部位瓦温正常，符合合同要求；机组过速考验；进行调速器调节参数调整及扰动试验期间主要完成如下试验项目：机组首次（手动）启动，各部温度和稳定性试验，过速试验，调速器扰动试验及参数调整，机组自动开、停机试验5.1 机组首次启动机组充水完成并正常后，检查确认过流通道、发电机、水轮机、调速器、电器设备及辅助设备等6几大系统满足开机条件。

操作制动风闸，确认所有制动闸全部在落下位置，将高压油顶起置“手动”位置，起动高压油顶起系统，油压应正常，利用调速器手动模式，第一次现地点动开机，随即滑行停止，检查机组转动部分与固定部分之间是否有磨擦确认首次启动试验正常后进。