论文部分内容阅读
【摘要】田庄水电站2005年春灌期间，进口闸控制箱发生故障，此次故障为多重问题叠加，维修复杂，维修时间长，为以前所没有，反应了电站户外设备老化速度加快，电站为此对设备加强了维护。
【关键词】进口闸门控制箱维修；设备老化；设备更新
【Abstract】The Grange hydropower station during 2005 spring， imports of the brake control box fault occurs， the fault is the multiple superposition problem， complex maintenance， long maintenance time， not as before， the reaction power station outdoor equipment aging speed for power plant equipment to strengthen maintenance.
【Key words】Imported gate control box maintenance；Equipment aging；Equipment renewal
1. 田庄水电站简介。
田庄水电站（以下简称电站）位于石家庄市西北，座落在石津总干渠上，是一座渠道引水式电站，电站水源来自滹沱河系的两座大型水库。电站装机容量为2×2500千瓦，发电机出口电压为6千伏，经一台主变电压器升压至35千伏，通过250m输电线路到市供电局杜北变电所并入电力系统。电站于1980年4月破土动工，1983年5月13日通过试运转正式交付使用。
2. 田庄电站进口闸门简介
田庄电站进口闸门（以下称进口闸门），安装在蜗壳进水口之前，用以开放或关闭蜗壳的进水通道，能在动水中关闭、在静水中开启，兼具检修闸门的功能。全站共有两组（四扇）进口闸门，全部为平面钢闸门，通过四台卷扬式启闭机实现升降，分别控制1、2号发电机系统的水道。机组正常运行时，进口闸门全部提起，水流进入蜗壳，驱动水轮机发电；一旦发生紧急事故（紧急事故是指：机组发生事故需要马上停机，但调速器或导水叶此时出现故障无法关闭导水叶，切断机组来水。）进口闸门立即快速落下，切断进入蜗壳的水流，保证水轮机快速停转，防止事故扩大。因此进口闸门的灵活可靠不仅是正常发电的需要，更是生产安全的重要保证。
3. 2005年进口闸门控制箱检修过程。
3.1电站每年春灌发电前都会检修进口闸门控制箱，以保证其在春灌一、二水期间的可靠运行。在历年的检修中，以2005年检修过程最为复杂，经验教训最为多。
3.22005年春灌前检修设备时发现1号进口闸门控制箱（以后简称1号控制箱）送电后，控制电源空开即自行跳开，我们判断交流控制回路存在短路。根据“先元件后线路、先活动后固定”的顺序对控制回路进行排查。我们首先将继电器芯全部抽出，然后合上控制电源，短路问题消失，判断短路是由继电器引起。
3.3二水发电前检查设备发现，1号控制箱电源监视继电器51JJ再次损坏，导致控制电源短路。我们初步判断为1号控制箱存漏电等问题，使得继电器反复损坏。为进一步证实判断，我们将1号控制箱的51JJ与2号控制箱的51JJ调换（2控制箱的51JJ是旧继电器）。更换后，旧继电器在1号控制箱中长时间使用未出现任何问题，而新继电器在2号控制箱中使用不久即损坏。由此我们判断控制箱没有问题，是新继电器的较易损坏。
3.4继电器正常工作时，桥式整流装置接在380V交流电源之间，整流桥的直流输出端之间接继电器激磁线圈。当交流控制电源接通后，整流桥输的直流电通过激磁线圈，线圈带电吸合，继电器常开接点闭合。当交流控制电断开时，整流桥直流输出消失，激磁线圈失电，继电器常闭接点闭合。继电器运行中，如果整流桥4个整流二极管中的一个被击穿，即可造成交流控制电源通过整流桥短路。
3.5检查损毁的新51JJ继电器，发现全部为整流桥二极管击穿，形成短路。通过查找资料和对比电站实际情况，我们认为击穿问题反复出现主要是由于以下两个原因：
（1）电站交流电为400V，而不是系统而定电压380V，继电器长期处在非额定工作状态。
（2）进口闸门控制箱中存在大量电感元件（包括51JJ自身的激磁线圈），在闸门启动和停止的时候由于不同的电感元件反复通电、断电，极易在二次控制回路中形成短时过压。当此过压超过整流二极管的反向击穿电压时，就会造成整流二极管的击穿，最终导致交流控制电源通过损坏的整流桥形成短路。而旧51JJ由于是交流专用继电器，没有整流桥，其耐交流过压能力要强于交直两用继电器，因此不易损坏。
3.6正常运行时由于稳压管击穿电压大于400V因此稳压管截止，交流控制电源通过整流桥形成回路。为激磁线圈提供直流电流。当控制回路中出现过短时电压时，由于稳压管击穿电压低于整流管反向击穿电压，稳压管先被击穿，过电压通过稳压管实现泻放，整流管得到保护。当电压恢复正常后，稳压管重新恢复到截至状态。
4. 经验及教训总结。
2005年春灌结束后我们在对此次维修进行了总结。
（1）首先我们对控制箱出现的问题进行了分析。我们认为此次控制箱同时出现多种故障，且各种问题相互重叠，是以前从未有过的。我们分析后认为出现这种情况的主要原因是设备老化。电站设备多数已使用20余年，进口闸门控制箱为户外设备，工作环境较为恶劣，因此电气元件短路，粘连等老化问题最先出现。该现象提醒我们今后一方面要加强对设备的维护和保养，按时检查设备工况，发现问题及时更换；另一方面应尽可能改善户外设备的工作环境，减慢户外设备的老化速度。
（2）2005年后電站将所有户外控制箱全部加装了防雨、防风、防尘装置；同时制定了更加严格的设备检查和养护制度，进一步加强对全站设备的检查和养护力度。以上两项措施起到了明显的作用，在后来的多年运行中电站设备始终处于较好的工况中。
【关键词】进口闸门控制箱维修；设备老化；设备更新
【Abstract】The Grange hydropower station during 2005 spring， imports of the brake control box fault occurs， the fault is the multiple superposition problem， complex maintenance， long maintenance time， not as before， the reaction power station outdoor equipment aging speed for power plant equipment to strengthen maintenance.
【Key words】Imported gate control box maintenance；Equipment aging；Equipment renewal
1. 田庄水电站简介。
田庄水电站（以下简称电站）位于石家庄市西北，座落在石津总干渠上，是一座渠道引水式电站，电站水源来自滹沱河系的两座大型水库。电站装机容量为2×2500千瓦，发电机出口电压为6千伏，经一台主变电压器升压至35千伏，通过250m输电线路到市供电局杜北变电所并入电力系统。电站于1980年4月破土动工，1983年5月13日通过试运转正式交付使用。
2. 田庄电站进口闸门简介
田庄电站进口闸门（以下称进口闸门），安装在蜗壳进水口之前，用以开放或关闭蜗壳的进水通道，能在动水中关闭、在静水中开启，兼具检修闸门的功能。全站共有两组（四扇）进口闸门，全部为平面钢闸门，通过四台卷扬式启闭机实现升降，分别控制1、2号发电机系统的水道。机组正常运行时，进口闸门全部提起，水流进入蜗壳，驱动水轮机发电；一旦发生紧急事故（紧急事故是指：机组发生事故需要马上停机，但调速器或导水叶此时出现故障无法关闭导水叶，切断机组来水。）进口闸门立即快速落下，切断进入蜗壳的水流，保证水轮机快速停转，防止事故扩大。因此进口闸门的灵活可靠不仅是正常发电的需要，更是生产安全的重要保证。
3. 2005年进口闸门控制箱检修过程。
3.1电站每年春灌发电前都会检修进口闸门控制箱，以保证其在春灌一、二水期间的可靠运行。在历年的检修中，以2005年检修过程最为复杂，经验教训最为多。
3.22005年春灌前检修设备时发现1号进口闸门控制箱（以后简称1号控制箱）送电后，控制电源空开即自行跳开，我们判断交流控制回路存在短路。根据“先元件后线路、先活动后固定”的顺序对控制回路进行排查。我们首先将继电器芯全部抽出，然后合上控制电源，短路问题消失，判断短路是由继电器引起。
3.3二水发电前检查设备发现，1号控制箱电源监视继电器51JJ再次损坏，导致控制电源短路。我们初步判断为1号控制箱存漏电等问题，使得继电器反复损坏。为进一步证实判断，我们将1号控制箱的51JJ与2号控制箱的51JJ调换（2控制箱的51JJ是旧继电器）。更换后，旧继电器在1号控制箱中长时间使用未出现任何问题，而新继电器在2号控制箱中使用不久即损坏。由此我们判断控制箱没有问题，是新继电器的较易损坏。
3.4继电器正常工作时，桥式整流装置接在380V交流电源之间，整流桥的直流输出端之间接继电器激磁线圈。当交流控制电源接通后，整流桥输的直流电通过激磁线圈，线圈带电吸合，继电器常开接点闭合。当交流控制电断开时，整流桥直流输出消失，激磁线圈失电，继电器常闭接点闭合。继电器运行中，如果整流桥4个整流二极管中的一个被击穿，即可造成交流控制电源通过整流桥短路。
3.5检查损毁的新51JJ继电器，发现全部为整流桥二极管击穿，形成短路。通过查找资料和对比电站实际情况，我们认为击穿问题反复出现主要是由于以下两个原因：
（1）电站交流电为400V，而不是系统而定电压380V，继电器长期处在非额定工作状态。
（2）进口闸门控制箱中存在大量电感元件（包括51JJ自身的激磁线圈），在闸门启动和停止的时候由于不同的电感元件反复通电、断电，极易在二次控制回路中形成短时过压。当此过压超过整流二极管的反向击穿电压时，就会造成整流二极管的击穿，最终导致交流控制电源通过损坏的整流桥形成短路。而旧51JJ由于是交流专用继电器，没有整流桥，其耐交流过压能力要强于交直两用继电器，因此不易损坏。
3.6正常运行时由于稳压管击穿电压大于400V因此稳压管截止，交流控制电源通过整流桥形成回路。为激磁线圈提供直流电流。当控制回路中出现过短时电压时，由于稳压管击穿电压低于整流管反向击穿电压，稳压管先被击穿，过电压通过稳压管实现泻放，整流管得到保护。当电压恢复正常后，稳压管重新恢复到截至状态。
4. 经验及教训总结。
2005年春灌结束后我们在对此次维修进行了总结。
（1）首先我们对控制箱出现的问题进行了分析。我们认为此次控制箱同时出现多种故障，且各种问题相互重叠，是以前从未有过的。我们分析后认为出现这种情况的主要原因是设备老化。电站设备多数已使用20余年，进口闸门控制箱为户外设备，工作环境较为恶劣，因此电气元件短路，粘连等老化问题最先出现。该现象提醒我们今后一方面要加强对设备的维护和保养，按时检查设备工况，发现问题及时更换；另一方面应尽可能改善户外设备的工作环境，减慢户外设备的老化速度。
（2）2005年后電站将所有户外控制箱全部加装了防雨、防风、防尘装置；同时制定了更加严格的设备检查和养护制度，进一步加强对全站设备的检查和养护力度。以上两项措施起到了明显的作用，在后来的多年运行中电站设备始终处于较好的工况中。