摘要：灯泡贯流式水轮发电机组一般采用重锤关机装置作为机组的防止飞逸措施。某厂由于机组重锤关机的油管路及阀门的设计缺陷及其后技术改造方案的不彻底，导致目前机组重锤关机的时间严重过长、甚至部分机组无水调试时重锤无法落下，严重威胁机组的安全运行。在重锤关机失效的情况下通过疏通油路、用外力拉动操作连杆，落进尾水闸门等应急措施来加快导叶关闭，从而达到快速有效刹车，保证机组设备的安全。
关键词：机组飞车；重锤关机；导叶操作机构；事故配压阀
1 机组飞车的危害及引起飞车的一般原因
在运行中的水轮发电机组，当突然丢弃全部负荷而调速机构失灵，导叶不能正常关闭时，以至于转速急剧升高达到某一最大值，这时机组的转速为飞逸转速，也叫机组飞车。当机组飞车时，会使机组的机械结构遭到严重破坏。飞车所产生的破坏程度与飞车的时间长短有很大关系。因此生产厂家都严格规定机组的所能承受最大飞逸时间。一旦发生飞车事故，运行人员应迅速处理，尽量缩短飞车持续的时间，尽量保证设备的安全。引起飞车的原因，主要有以下几个方面：
1.1调速器失灵
调速器是水轮发电机组正常开停机或紧急事故下停机操作的控制设备。当调速器的某些部件发生故障时，调速机构会失灵，水轮机的导水叶不能关闭，引起机组飞车事故。
当调速器油压设备发生故障，不能供油时，工作油压就要下降。在工作油压降到最低压力时，调速器将失去操作的力量，引起调速机构失灵。另外，引导阀因某种故障严重漏油，或柜内的压力油管破裂，也会引起调速机构失灵。
1.2误操作
水轮发电机组在运行中，要经常地根据各种情况进行操作。错误操作会引起事故的发生，而某些严重的误操作，还会引起机组飞车事故。
如果机组在满负荷运行时需要停机，运行人员操作失误，错把发电机励磁开关先断开了，会引起机组飞车事故。机组在运行时，调速器如果被人为切到了全手动运行状态，而此时由于某种原因发电机突然甩负荷，调速器不能自动关机，也无运行人员及时紧急手动关机时，导水叶没有迅速关闭，也会引起飞车事故。
1.3导水机构失灵和其它方面原因
从调速轴到水轮机导叶的一套装置为导水机构部分，当导水机构的某一部件发生故障严重损坏时，导水叶不能正常的关闭，导水机构失灵，会引起机组飞车。如调速轴、推拉杆、调速环之间相互联结的圆柱销子，因销和套的磨损使间隙过大时，或圆柱销的止退片损坏、销子脱落时，使推拉杆不能控制导水叶的开关，引起调速机构失灵。调速环有裂纹或严重变形，调速环的滑动铜套长期磨损或折断损坏，使调速环与滑套卡死不能转动；推拉杆因受力太大引起弯曲变形不能工作；导叶轴与轴套间隙内沉积了过多的泥沙或由于锈蚀严重，使导叶轴与轴套抱死，导叶无法转动、拐臂；连臂的销子、螺栓损坏脱落等，均会引起导水机构失灵。
2 目前国内机组防止飞车的一般技术措施
灯泡贯流式水轮发电机组防止飞逸的技术措施和装置有：1）将水轮机导叶设计成在整个开度范围内具有水力矩自关闭趋势。2）设置进水口快速闸门。3）设置调速器事故配压阀。4）对转桨式水轮机，可采用强行关闭或开大转轮叶片角度来降低飞逸转速。5）在导水机构控制环挂装关闭重锤。6）设置尾水快速闸门和尾水事故闸门。
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灯泡贯流式水轮发电机组大都采用在导叶控制环的一侧挂一个数吨重的关闭重锤和在水轮机尾水管出口处设置可以在动水中启闭的快速闸门作为机组的防飞逸措施，装设尾水管快速闸门不仅可以截断水轮机流道的水流，还可以减少水轮机停机过程中可能产生的负水锤，减轻机组振动。也有装设事故配压阀作为机组的防飞逸措施，但通过油压操作机构来实现正常开停机和作为机组的防飞逸措施，需要非常精心维护调速器及其压油系统，这样防飞逸安全裕度就显得相对较低。
3 防止机组飞车的技术装置及其存在的安全隐患
某水电厂安装有6台单机容量为45MW的灯泡式水轮发电机组，调速器额定操作油压是6．4Mpa，水轮机额定转速为：136．4r/min，飞逸转速为：314r/min
某水电厂装有重量为12T的关闭重锤及事故配压阀，当转速为额定转速的115%时发过速报警，当转速为额定转速的160%时启动过速保护，事故停机。由于厂家的设计缺陷，导致机组重锤关机的时间严重过长、甚至部分机组无水调试时重锤无法落下，经过技术改造后，也仅有3#和4#机组能够在规定的3分中内落下重锤，更为严重的是连续发生两起不明原因的重锤关机电磁阀毁坏缺陷，由于缺乏备品现在2#和5#的重锤电磁阀是退出运行的。严重威胁机组的安全运行。
4 防止机组飞车和机组出现飞车的应急措施
（1）产生机组重锤关机时间过长或关不下去的主要原因是：重锤关机的油路不畅、油路无法走通和重锤关机电磁阀线圈烧坏。
（2）分析问题的原因，尽快提出解决方案对调速器重关机回路进行改造完善；
（3）分析重锤关机电磁阀线圈烧坏的原因，尽快对重锤关机电磁阀线圈烧坏进行改造或换型；
（4）退出机组AGC控制，减少机组负荷调节，减少调速器油泵加载运行时间，特别是1#机应尽快改造高油位箱油位自保持系统；
（5）加强对调速器系统的运行维护工作，定期对调速器油泵电机加油，油泵运行声音异常时，应组织维护专业人员分析，避免油泵带病运行；
当机组运行过程中出现飞车处理方法的几点建议：
（1）打开二通插装阀开度疏通油路；
（2）人工直接开启检修排油阀来疏通油路落下重锤；
（3）可考虑尽量开大浆叶开度，减小水轮机受力矩来降低转速；
（4）当机组转速降至22%Ne时，可手动投入1#机制动风闸后再落下机组进水闸门；
（5）必要时可通过外力操作推拉杆来关闭导叶，如用葫芦拉动推拉杆来关闭导叶。
（6）直接落下机组进水闸门；
5 结束语
由于某水电厂机组的特殊性-国内最大的贯流式机组、转动惯量大。重锤关机作为有效的防止机组飞逸的措施，必须保证要能可靠动作，疏通油路、外力操作关闭导叶、落进尾水闸门等只能是在重锤关机无法即使动作的情况下的应急措施。
作者简介：吴志峰（1982-），男，高级工程师，主要研究方向：（水电站）抽水蓄能电站运维检修管理。
论文作者:吴志峰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/22
标签：机组论文; 调速器论文; 飞车论文; 重锤论文; 转速论文; 水轮论文; 水轮机论文; 《电力设备》2019年第13期论文;