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摘要，本文通过分析一起由于灯泡贯流机组调速器故障造成的机组轴承烧瓦事故的原因，针对由于水电厂调速器和自动化系统存在的设备故障、设计缺陷导致机组停机状态无开机指令下非正常启动，造成水轮机、发电機导轴承和组合轴承烧瓦的事故提出了相应的预防技术措施。
关键词：水电厂 事故 分析
中图分类号： [TM622] 文献标识码： A 文章编号：
1．前言
与混流式水轮发电机等其它类型的机组相比，灯泡贯流式机组由于转动惯量小，机组在停机状态时，由于调速器故障、导叶漏水大，机组自动化系统不可靠等等原因，更容易发生机组在无开机指令下非正常启动的现象。该类型机组水轮机、发电机导轴承和组合轴承在停机状态瓦面基本是无油润滑的，一旦机组非正常启动，在极短时间就可能造成轴承烧瓦事故。因此，加强对调速器和机组自动化系统等重点设备的预防维护，消除安全隐患，分析其安全可靠性及采取相应的预防技术措施，从而减少水轮发电机组非正常启动导致的烧瓦事故发生，保证机组安全稳定运行。
2．某电厂事故机组主设备技术参数和技术要求
某电站装设3台灯泡贯流式水轮发电机组，总装机容量3×20MW。电站以10.5kV发电机电压接入电网，10.5kV出线3回。电站采用计算机监控，按无人值班（少人值守）设计。水轮机型号：GZ(K241)-WP-560，最大水头12m，额定水头9m，最小水头6.5m，额定出力20.83MW， 额定转速100r/min 。水轮发电机型号：SFWG20-60/6100 ，额定转速100r/min，额定容量20MW/22.2MVA ，额定电压10.5kV ，额定功率因数0.9滞后调速器型号：BWST-100-6.3即步进式微机双调速器。
3.事故经过
事故前该水电厂1号机带满负荷运行；2号机处于停机备用状态。
值班员在巡回检查时发现2号机调速器浆叶主配压阀进油管路压力表联接处损坏大量喷油，遂关闭控制压力表的阀门，之后喷油停止。此时2号机组导叶全关，调速器在自动位置，制动电磁阀处于投入状态。
由于担心遗留的油污可能会损坏调速柜内电气线路元件绝缘，值班员又断开调速器控制柜内交、直流电源。操作完成后，值班员离开操作现场。
由于此后无值班员在现场监管，2号机组在无开机指令的情况下导叶开至17%开度，机组在无润滑油情况下转动，转速达70%额定转速；在中控室的监控系统显示：2号机水导轴承指示温度升高或断偶、正推力轴承指示温度升高或断偶、水导轴承温度过高等信号，另外在运行层的2号机组制动测温屏上显示：机组水导、发导、推力轴承瓦温显示已高达100℃，测速表显示机组已达70%额定转速。
4. 机组设备损坏情况
事故后该厂组织人员对机组进行紧急抢修，拆开水导轴承、发电机组合轴承内部进行检查发现水导瓦、发导瓦、组合轴承正、反推力瓦均已严重烧损，发电机镜板磨损严重。
5.事故原因分析
5.1.事故原因
通过对事故记录数据和事故现象分析，这起事故的主要原因是：2号机调速器交、直流电源同时被断开后，主配压阀步进电机控制电源消失，由于调速器停机状态零位飘移量严重超标准，导叶主配压阀未能正确复中，导致导叶朝开的方向开出，造成2号机在调速器导叶打开至17%开度，机组无开机令下非正常启动，在轴承润滑油投入的情况下空转至70%额定转速，导致水导、发导、推力轴承瓦无油润滑干磨，造成机组烧瓦事故。
造成这起事故的原因是多方面的，在操作方面，运行人员未能预见到在停机工况下，突然断开调速器的所有电源会带来巨大的风险。
另外，2号机组调速器本身存在的重大缺陷及机组自动化系统设计欠缺也是导致事故的重要原因。
5.2调速器自动复中功能失效
下面简单介绍2号机组调速器的构成和工作原理：调速器由微机调节器、机械液压系统二大部分组成。微机调节器以可编程控制器（PLC）作为调节控制核心。机械液压随动系统具有三级放大，第一级是由步进电机、滚珠丝杆副、定位复中弹簧组成的步进式电－位移转换器；第二级是由引导阀和辅助接力器组成的液压放大器；第三级是主配压阀和主接力器。
电－位移转换器是采用步进电机和高精度大导程滚珠丝杆副来完成电－机转换任务的。该转换器用一根压缩弹簧和两个环垫来执行在异常情况下，当供电电源消失或控制信号消失时，转换器自动准确地回到中间位置，并带动引导阀活塞复中。
在机组停机备用的工况下，机组转速为零、导叶接力器全关，桨叶接力器为启动角开度。若导叶向开方向漂移大于2%开度时，将驱动步进电-位移转换器动作，使导叶关闭。
5.3导叶接力器没有按规定装设锁定装置，
按照《水轮机基本技术条件》（GB/T 15468—1995）的规定: 反击式水轮机的导水机构必须设有防止破坏及事故扩大的保护装置，有全关位置的机械锁定装置。设置导叶机械锁锭的目的是防止机组在停机状态下，由于导叶漏水、调速器控制油路内部窜油等原引起机组在停机状态下非正常启动,，威胁机组安全。
在本次事故机组由于导叶接力器未装设锁定装置，未能防止在无开机令下由于调速器零位飘移量严重超标准，导叶主配压阀不回中的情况下，导叶接力器未能被锁住，依然可以打开导叶开度。
5.4机组自动化系统防止机组非正常启动的防护措施不足
灯泡贯流式机组由于转动惯量小，比其它类型的机组更容易发生机组无开机令非正常启动的现象。因此，在机组自动化控制和计算机监控系统设置防止类似事故发生的功能是十分必要的，例如，在开机流程中增加投入制动闸、投入机械锁定装置等。但在事故机组中这些保护措施均未设置。
6.事故防范技术措施
(1)要求调速器厂家完善调速器主配压阀零位漂移量严重超标的缺陷，满足《水轮机调速器与油压装置技术条件》中小型电液调速器的综合漂移量不得超过0.6%的要求，确保在调速器断电情况下具备自动复中能力，消除导叶主配压阀过大的零位漂移量。
(2)鉴于调速器失电造成的后果，尽管本次事故是人为断电，但在实际运行中由于各种因素造成调速器失去电源的机率还是较高的。因此，应确保调速器交流和直流供电具有足够的可靠性，同时调速器具有交、直流同时供电，并互为备用的能力。
(3)增加机组导叶接力器锁定装置，防止机组在停机状态无开机指令启动导叶开度。
(4)完善机组自动化系统，在开机流程中增加投入制动，投入机械锁定装置等，防止在无开机令下人员误操作、设备事故等原因造成的机组非正常启动。
参考文献
1.《水轮机调速器与油压装置技术条件》（GB/T9652.1—19974.6.11）
2.《水轮机基本技术条件》（GB/T 15468—1995）
3. 《水力发电厂机电设计技术规范（试行）》(SDJ173—85)
关键词：水电厂 事故 分析
中图分类号： [TM622] 文献标识码： A 文章编号：
1．前言
与混流式水轮发电机等其它类型的机组相比，灯泡贯流式机组由于转动惯量小，机组在停机状态时，由于调速器故障、导叶漏水大，机组自动化系统不可靠等等原因，更容易发生机组在无开机指令下非正常启动的现象。该类型机组水轮机、发电机导轴承和组合轴承在停机状态瓦面基本是无油润滑的，一旦机组非正常启动，在极短时间就可能造成轴承烧瓦事故。因此，加强对调速器和机组自动化系统等重点设备的预防维护，消除安全隐患，分析其安全可靠性及采取相应的预防技术措施，从而减少水轮发电机组非正常启动导致的烧瓦事故发生，保证机组安全稳定运行。
2．某电厂事故机组主设备技术参数和技术要求
某电站装设3台灯泡贯流式水轮发电机组，总装机容量3×20MW。电站以10.5kV发电机电压接入电网，10.5kV出线3回。电站采用计算机监控，按无人值班（少人值守）设计。水轮机型号：GZ(K241)-WP-560，最大水头12m，额定水头9m，最小水头6.5m，额定出力20.83MW， 额定转速100r/min 。水轮发电机型号：SFWG20-60/6100 ，额定转速100r/min，额定容量20MW/22.2MVA ，额定电压10.5kV ，额定功率因数0.9滞后调速器型号：BWST-100-6.3即步进式微机双调速器。
3.事故经过
事故前该水电厂1号机带满负荷运行；2号机处于停机备用状态。
值班员在巡回检查时发现2号机调速器浆叶主配压阀进油管路压力表联接处损坏大量喷油，遂关闭控制压力表的阀门，之后喷油停止。此时2号机组导叶全关，调速器在自动位置，制动电磁阀处于投入状态。
由于担心遗留的油污可能会损坏调速柜内电气线路元件绝缘，值班员又断开调速器控制柜内交、直流电源。操作完成后，值班员离开操作现场。
由于此后无值班员在现场监管，2号机组在无开机指令的情况下导叶开至17%开度，机组在无润滑油情况下转动，转速达70%额定转速；在中控室的监控系统显示：2号机水导轴承指示温度升高或断偶、正推力轴承指示温度升高或断偶、水导轴承温度过高等信号，另外在运行层的2号机组制动测温屏上显示：机组水导、发导、推力轴承瓦温显示已高达100℃，测速表显示机组已达70%额定转速。
4. 机组设备损坏情况
事故后该厂组织人员对机组进行紧急抢修，拆开水导轴承、发电机组合轴承内部进行检查发现水导瓦、发导瓦、组合轴承正、反推力瓦均已严重烧损，发电机镜板磨损严重。
5.事故原因分析
5.1.事故原因
通过对事故记录数据和事故现象分析，这起事故的主要原因是：2号机调速器交、直流电源同时被断开后，主配压阀步进电机控制电源消失，由于调速器停机状态零位飘移量严重超标准，导叶主配压阀未能正确复中，导致导叶朝开的方向开出，造成2号机在调速器导叶打开至17%开度，机组无开机令下非正常启动，在轴承润滑油投入的情况下空转至70%额定转速，导致水导、发导、推力轴承瓦无油润滑干磨，造成机组烧瓦事故。
造成这起事故的原因是多方面的，在操作方面，运行人员未能预见到在停机工况下，突然断开调速器的所有电源会带来巨大的风险。
另外，2号机组调速器本身存在的重大缺陷及机组自动化系统设计欠缺也是导致事故的重要原因。
5.2调速器自动复中功能失效
下面简单介绍2号机组调速器的构成和工作原理：调速器由微机调节器、机械液压系统二大部分组成。微机调节器以可编程控制器（PLC）作为调节控制核心。机械液压随动系统具有三级放大，第一级是由步进电机、滚珠丝杆副、定位复中弹簧组成的步进式电－位移转换器；第二级是由引导阀和辅助接力器组成的液压放大器；第三级是主配压阀和主接力器。
电－位移转换器是采用步进电机和高精度大导程滚珠丝杆副来完成电－机转换任务的。该转换器用一根压缩弹簧和两个环垫来执行在异常情况下，当供电电源消失或控制信号消失时，转换器自动准确地回到中间位置，并带动引导阀活塞复中。
在机组停机备用的工况下，机组转速为零、导叶接力器全关，桨叶接力器为启动角开度。若导叶向开方向漂移大于2%开度时，将驱动步进电-位移转换器动作，使导叶关闭。
5.3导叶接力器没有按规定装设锁定装置，
按照《水轮机基本技术条件》（GB/T 15468—1995）的规定: 反击式水轮机的导水机构必须设有防止破坏及事故扩大的保护装置，有全关位置的机械锁定装置。设置导叶机械锁锭的目的是防止机组在停机状态下，由于导叶漏水、调速器控制油路内部窜油等原引起机组在停机状态下非正常启动,，威胁机组安全。
在本次事故机组由于导叶接力器未装设锁定装置，未能防止在无开机令下由于调速器零位飘移量严重超标准，导叶主配压阀不回中的情况下，导叶接力器未能被锁住，依然可以打开导叶开度。
5.4机组自动化系统防止机组非正常启动的防护措施不足
灯泡贯流式机组由于转动惯量小，比其它类型的机组更容易发生机组无开机令非正常启动的现象。因此，在机组自动化控制和计算机监控系统设置防止类似事故发生的功能是十分必要的，例如，在开机流程中增加投入制动闸、投入机械锁定装置等。但在事故机组中这些保护措施均未设置。
6.事故防范技术措施
(1)要求调速器厂家完善调速器主配压阀零位漂移量严重超标的缺陷，满足《水轮机调速器与油压装置技术条件》中小型电液调速器的综合漂移量不得超过0.6%的要求，确保在调速器断电情况下具备自动复中能力，消除导叶主配压阀过大的零位漂移量。
(2)鉴于调速器失电造成的后果，尽管本次事故是人为断电，但在实际运行中由于各种因素造成调速器失去电源的机率还是较高的。因此，应确保调速器交流和直流供电具有足够的可靠性，同时调速器具有交、直流同时供电，并互为备用的能力。
(3)增加机组导叶接力器锁定装置，防止机组在停机状态无开机指令启动导叶开度。
(4)完善机组自动化系统，在开机流程中增加投入制动，投入机械锁定装置等，防止在无开机令下人员误操作、设备事故等原因造成的机组非正常启动。
参考文献
1.《水轮机调速器与油压装置技术条件》（GB/T9652.1—19974.6.11）
2.《水轮机基本技术条件》（GB/T 15468—1995）
3. 《水力发电厂机电设计技术规范（试行）》(SDJ173—85)