一例水轮机组高转速加闸事件原因分析及防范对策

卞高山

（国电大渡河公司流域检修安装分公司，四川 乐山 614900）

0 引言

某水电站一水轮机组在试验过程中，机组高转速加闸，引起闸块短时磨损（约15 s），经现场检查，未造成其它后果。经事后检查分析，系因机组测速装置故障引起的本次事件，故分析机组测速装置在应用中容易出现故障的地方，并采取相应措施，是保证机组正常运行的重要措施之一。

1 事件经过

某水电站在检修工作中，对一水轮机组测速装置（SJ-22C）进行了更换，完成了装置的定值检查校核和试验；机组试运行时，由监控系统流程自动开机，准备做机组假同期试验，因流程开机不成功，自动返回停机态，在此过程中，发生机组高转速加闸事故。

2 原因分析及论证

2.1 事件顺序分析

经查核，监控系统报警信息顺序如下：

53＇：08"停机——空载流程启动

57＇：51"机组转速未到5%Ne，停机—空载流程退出

57＇：51"空载——停机流程启动

57＇：53"机组导叶全关

57＇：56"机组加闸电磁阀投入

57＇：58"制动闸未落下

58＇：48"停机态动作

根据报警信息分析，“停机——空载”流程启动后，没有收到5%Ne的转速信号（机组实际已达额定转速），故流程自动退出，并自动返回停机态，即启动“空载——停机”流程。

“空载——停机”流程的正常执行情况为先关闭导叶，然后等待机组转速下降到加闸转速（25%Ne），然后投机组加闸电磁阀。

但从监控报警信息来看，机组导叶全关后，仅3 s就收到加闸电磁阀投入信号，考虑到电磁阀的动作时间和监控系统采样时间存在1～2 s的偏差，可以认为，流程在收到导叶全关后，立即就投入了加闸电磁阀。

2.2 原因分析

因SJ-22C测速装置的5%Ne和25%Ne两点为常闭接点，即在停机时，监控系统会收到这两点的信号，只有在机组转速上升后，此两接点按顺序逐一断开，监控系统才判断机组转速上升正常。从机组开机流程失败和高转速加闸现象上分析，5%Ne和25%Ne两点在机组实际转速上升后，仍然处于闭合状态，即测速装置没有正确反映机组实际转速。可初步判断是测速装置存在故障，从而给监控系统的信息不准确，造成在高转速情况下，流程误加闸。

对新更换的测速装置进行定值和输出逻辑检查，未发现异常；初步判断故障出在测频回路上。

测频回路有“永磁”和“齿盘”两路，并在装置上有各自的位置开关进行投/退，只有在位置开关“投入（ON）”的情况下，对应的测频功能才投入。在100%Ne以下各点时，两路为“与”关系，即若两路测频都投入，必须两路同时满足，测速装置才可能有相应输出，若两路采集不一致时，测速装置报警灯会点亮并上送监控系统“测速装置故障”信号，经检查监控系统无相应报警记录。

综合上述情况，可认定是测速装置测频故障引起，而故障的唯一原因是“永磁”和“齿盘”的位置开关没有投入（若投入正常，则在事件发生前应有“测速装置故障”的登录信息），故只有两位置开关没有投入时，才可能既无法正确测频，又无报警信息。

3 测速装置重点检查项目

从该事件发生的整个过程来看，存在工作不仔细、不到位、工作流程不清楚的问题。即在定值检查完后，没有专人检查装置整体安装及恢复情况，没有检查开关的投入位置是否正确。另外，新更换装置后，没有经过实际开机试验就盲目投运，未能发现存在的安全隐患。

从实际运行经验来看，在测速装置安装、试验、检查的过程中，还存在一些容易疏忽和引发事故的地方。

3.1 测速带安装

因测速带及齿指检查、调整不仔细引起探头损坏的情况时有发生，故测速带的安装、检查和调整应引起足够的重视。机械作业完后、尤其在机组扩修时测速钢带拆除并重新安装后，必须有专人对测速钢带及其动片进行检查，确认钢带安装牢固无变形、位置合适（易于探头安装），所有动片无弯曲变形，转动盘（或动片）磁钢位于探头中间且与两探头之间，深度以挡住探头为宜，以避免机组转动时动片碰撞探头和因间距过大影响测量。

3.2 电缆屏蔽层接地

曾有机组在运行中，出现过因测频输入回路电缆屏蔽层未接地造成测速装置误开出引发事故停机的事件，故检修时要仔细检查测速装置测频输入回路的电缆，其屏蔽层必须在专门的接地铜排上两端可靠接地，以消除测频回路的电磁干扰。

3.3 拨轮开关位置情况

装置出口逻辑、定值、输入及输出回路试验检查完成后，应仔细检查装置的拨轮开关位置，在正常情况下永磁机测频（F）、机械测频（P）拨轮开关应在“有效（ON）”位置。

3.4 加闸回路检查

机组检修完第一次带水开机试验时，机组加闸和反充气必须手动完成，以避免因测速装置、电磁阀、监控系统以及其它原因引起高转速加闸。

手动加闸试验正常后，必须先将加闸和反充气气源关掉、电磁阀投至自动，由监控系统流程进行自动开停机试验，在整个开/停机流程试验过程中，需注意SJ-22C测速装置和电磁阀动作情况。只有确定在加闸转速（下降接通）到达时，测速装置相应的输出接点导通且加闸电磁阀动作正常后，才能将加闸全部恢复到自动控制。否则，必须停止试验并查明原因，待处理完后，方可继续进行机组流程试验。

4 结束语

对测速装置在安装调试和试验等全过程进行仔细检查，并对回路进行全面试验，在检修、运行中随时关注过程，及时发现和总结问题，改进方法才能保证其对机组运行提供准确的转速信号和控制信息，保证机组的正常运行。

[1]南瑞集团公司自动控制公司SJ-22C使用说明书[Z].