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水輪機過速事故的案例回顧及原因分析

文檔作者：張冬生王烈剛鄭鈺楊浩顧挺竇學(xué)剛文檔來源：四川錦屏水力發(fā)電廠		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年11月02日
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2013年第3期
2013 Number 3
水電與新能源
HYDROPOWER AND NEW ENERGY
總第108期
Tbtal No．108
文章編號：1671—3354(2013)03—0053一03
水輪機過速事故的案例回顧及原因分析
張冬生，王烈剛，鄭鈺，楊浩，顧挺，竇學(xué)剛
(四川錦屏水力發(fā)電廠，IⅡtJII西昌615012)
摘要：水輪機過速是水電站較為嚴重的事故種類之一。通過回顧兩起典型過速事故，剖析技術(shù)上和管理上的缺陷，發(fā)現(xiàn)
過速類事故存在較多的共同點，在防范上具有相通性。加強調(diào)試、驗收和檢修管理工作，提高管理人員的技術(shù)水平是防
范的關(guān)鍵。正處于設(shè)備調(diào)試期的水電站可吸取經(jīng)驗，扎實做好調(diào)試驗收工作。
關(guān)鍵詞：水輪機過速事故；事故共性；整改措施
中圖分類號：TK730．8 文獻標志碼：B
Review and Analysis of Turbine Over-speed Accidents
ZHANG Dongsheng，WANG Liegang，ZHENG Yu，YANG Hao，GU Ting，DOU Xuegang
(Sichuan Jinping Hydropower Plant，Xichang 615012，China)
Abstract：Turbine over—speed is one of the serious accidents in hydropower station．With the review of two typical acci—
dents，techniques and management defects are analyzed to identify the similarities in over—speed accidents，which shares
common characteristics in preventive measures．Strengthening preliminary test，inspection and maintenance manage—
ment，improving the technical level of workers are essential in prevention．Hydropower stations in equipment eommissio．
ning period can learn from experience to make a good performance in preliminary test and inspection．
Key words：turbine over—speed accident；common points of accidents；corrective measure
近年來，水電站現(xiàn)代化管理水平得到了大幅提升，
流域化的加速發(fā)展也促使各流域梯級水電廠陸續(xù)開工
建設(shè)。新形勢下，水電站呈現(xiàn)出了單機容量和裝機規(guī)
模越來越大、人員精簡化配置、隊伍年輕化、人員工作
經(jīng)驗及事故處理經(jīng)驗不足等狀況。水輪機及其輔助設(shè)
備的安裝調(diào)試和檢修工作，往往工期緊、任務(wù)重、作業(yè)
面廣、責(zé)任主體多，管理則顯得尤為重要。若管理不
善，就會增加設(shè)備缺陷和事故隱患，影響水電站的安全
運行并增加維護成本。
本文回顧了甲電站2號機組、乙電站1號機組兩
起水輪機過速事故，分析原因，總結(jié)兩起事故共性，發(fā)
現(xiàn)問題恰好主要出在安裝調(diào)試和檢修工作環(huán)節(jié)，事故
原因和整改措施，是本文思考的主要方向。
收稿日期：2012—09—21
作者簡介：張冬生，男，助理工程師，從事水電廠運行管理工作。
1 兩起水輪機過速事故案例回顧
1．1 甲電站2號機過速事故
甲電站總裝機3×150 MW，采用比例伺服閥微機
控制的雙調(diào)節(jié)電液調(diào)速器。
2006年5月7 13 8時33分，運行人員在2號機自
動開機并網(wǎng)過程中，機組開至空轉(zhuǎn)后殘壓測頻發(fā)生故
障，導(dǎo)葉來回開關(guān)，調(diào)速器油壓迅速下降，備用油泵啟
動，機組一級115％N。(Ⅳ。為機組額定轉(zhuǎn)速)過速動
作，二級153％Ne過速動作，機組緊急停機。
過速原因分析：2號機自動開機后，發(fā)電機出口
門二次回路A相保險接觸不良，導(dǎo)致調(diào)速器測頻回路
異常，測頻信號一直在15～33 Hz和33～50 Hz之間
53
萬方數(shù)據(jù)
水電與新能源2013年第3期
波動，導(dǎo)致導(dǎo)葉頻繁開關(guān)，調(diào)速器油壓迅速下降。隨
后，導(dǎo)葉伺服比例閥壓力油中因混有細小的顆粒狀物
質(zhì)發(fā)卡，調(diào)速器主配一直往開的方向運動，致使導(dǎo)葉失
去控制并超出電氣開限設(shè)定，轉(zhuǎn)速急劇上升，機組
115％N。過速動作，調(diào)速器收到關(guān)導(dǎo)葉命令后，主配發(fā)
卡拒動，延時2 s后動作事故配壓閥停機。在關(guān)導(dǎo)葉
過程中由于機組的慣性，機組轉(zhuǎn)速超過了153％N。，二
級過速保護再次動作事故配壓閥，機組緊急停機。
1．2乙電站1號機過速事故
乙電站總裝機2 X35 MW，采用雙可編程微機調(diào)
速器。
2010年6月25日8時20分，乙電站對即將投產(chǎn)
的l號機進行調(diào)速器空載擾動試驗，試驗擾動量
為±8％Ne，頻率控制范圍46～52 Hz。
8時30分，運行人員發(fā)現(xiàn)1號機壓油罐壓力
5．9 MPa，低于額定值6．3 MPa，于是手動啟動壓油泵
打油，壓力罐壓力未見上升，壓油泵出El組合安全閥動
作，向外噴油，運行人員立即將壓油泵停運。施工單位
將組合閥拆開，清理出少量的油泥、鐵屑后重新啟動壓
油泵將壓力罐打壓至正常壓力。
9時40分，運行人員手動開1號機，轉(zhuǎn)速到達額
定轉(zhuǎn)速(此時導(dǎo)葉開度10．6％，槳葉角度8．6。)，試驗
人員發(fā)出46—52 Hz擾動試驗命令后，測頻信號突然
消失，機組轉(zhuǎn)速急劇上升，緊急停機電磁閥動作停機，
上位機顯示115％Ⅳe過速保護動作，導(dǎo)葉最大開度達
66．8％，最高轉(zhuǎn)速達136％Ne。
過速原因分析：空載擾動試驗前機組已達到額定
轉(zhuǎn)速，機組測頻回路因數(shù)據(jù)線插頭接觸不良，導(dǎo)致測頻
信號突然消失，調(diào)速器檢測不到機組轉(zhuǎn)速，誤以為機組
尚未轉(zhuǎn)動，在額定轉(zhuǎn)速對應(yīng)的空載開度基礎(chǔ)上繼續(xù)增
大導(dǎo)葉開度，機組轉(zhuǎn)速急劇上升。當(dāng)導(dǎo)葉開度達到導(dǎo)
葉開限時，可編程邏輯控制器PLC發(fā)出關(guān)導(dǎo)葉的命
令，由于調(diào)速器壓力油中混有油泥、鐵屑等雜質(zhì)導(dǎo)致主
配發(fā)卡且處于偏開的方向，機組115％N。過速保護動
作，緊急停機電磁閥動作，主配發(fā)卡拒動，延時2 S后
動作事故配壓閥停機。停機過程中，由于機組的慣性，
機組最高轉(zhuǎn)速達136％No。
1．3兩起過速事故的共性
兩起過速事故均與調(diào)速器測頻信號故障或消失有
S4
關(guān)；兩起過速事故均因機組調(diào)速器壓力油混有雜質(zhì)或
鐵屑，導(dǎo)致調(diào)速器收到正常關(guān)導(dǎo)葉命令后主配發(fā)卡，最
終造成機組過速。
2兩起過速事故暴露出的問題及整改
措施¨乞o
(1)機組調(diào)速器檢修或新投產(chǎn)機組調(diào)速器油管路
安裝未嚴格按照規(guī)范、工藝施工。兩起事故中，前者因
機組調(diào)速器檢修過程中未按照規(guī)范采取嚴格的防范措
施而將顆粒狀物質(zhì)遺留在調(diào)速器中，造成機組過速；后
者因新投產(chǎn)機組，調(diào)速器油管路安裝過程中未嚴格按
照規(guī)范、工藝施工，油管路安裝完畢、酸洗合格后忽略
了系統(tǒng)注油前沖洗油管路的步驟，導(dǎo)致調(diào)速器油中混
有油泥、鐵屑等雜質(zhì)引發(fā)機組過速。
整改措施：類似調(diào)速器油管路安裝的重要項目必
須嚴格按照規(guī)范、工藝施工，保證每一項工作合格后，
方可開始后續(xù)工作，切忌在試驗條件不具備的情況下，
盲目開展試驗工作。
(2)施工、監(jiān)理人員責(zé)任心不強，業(yè)主未起到監(jiān)
督、檢查的作用。新投產(chǎn)機組調(diào)速器油管路安裝，除了
嚴格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范、工藝外，施工方、監(jiān)理必須負責(zé)任，
業(yè)主也須嚴把質(zhì)量關(guān)，必要時業(yè)主親自全程參與類似
調(diào)速器油管路安裝等重大施工項目，起到監(jiān)督、檢查的
作用，確保油管路安裝質(zhì)量，為調(diào)速器等高精密設(shè)備調(diào)
試工作提供最基本的環(huán)境。
整改措施：理順并協(xié)調(diào)好業(yè)主與施工方、監(jiān)理之間
的關(guān)系，各施其責(zé)，通過三方共同努力，做好機組投產(chǎn)
發(fā)電過程中設(shè)備的各項調(diào)試、試驗工作。
(3)試驗方案執(zhí)行不到位。盡管有試驗方案，試
驗前調(diào)試人員未嚴格按照試驗方案步驟執(zhí)行，忽略了
全面檢查各個系統(tǒng)是否滿足試驗條件的環(huán)節(jié)，從而未
發(fā)現(xiàn)機組測頻信號數(shù)據(jù)線接觸松動的缺陷導(dǎo)致試驗過
程中測頻信號丟失，引起導(dǎo)葉開度持續(xù)增大，最終引發(fā)
機組過速。
整改措施：重大調(diào)試、試驗項目，必須有專門經(jīng)審
核批準的試驗方案，各試驗班組嚴格按照試驗方案的
內(nèi)容逐項落實，將每一環(huán)節(jié)做精做細，避免因其他原因
造成試驗中斷或引發(fā)事故。
(4)試驗過程中針對可能發(fā)生的各種情況準備不
萬方數(shù)據(jù)
張冬生，等：水輪機過速事故的案例回顧及原兇分+d÷ 2013年5月
充分，調(diào)試人員處置事故不及時、不得力、{j L!吐空載擾消失而齒盤測頻沒有互為備用，導(dǎo)致調(diào)速器得不到機
動試驗過程中，現(xiàn)場調(diào)試人員未就調(diào)試過程中可能發(fā)頻信號，在機組額定轉(zhuǎn)速情況下繼續(xù)誤開導(dǎo)葉，造成機
生的各種情況做完善的事故預(yù)想，當(dāng)機組測頻信號消組過速。
失，轉(zhuǎn)速急速上升后，調(diào)試人員沒有及時、果斷按下緊整改措施：對機組測頻回路進行修改、完善，即機
急停機按鈕停機，延誤事故處置時機，直到1 15％N。過組殘壓測頻與齒盤測頻互為備用，任何一路出現(xiàn)異常
速保護動作停機。均應(yīng)自動切換至另外正常一路，確保調(diào)速器獲得準確
整改措施：調(diào)試人員針對試驗過程中的各項風(fēng)險的機頻信號。
竺翟翼薹簍蓑未囂類似機組過速后需要緊急采3 如何避免事故發(fā)生㈨取應(yīng)對措施的防范預(yù)案。。A??！痷7叭一一
(5)電廠工作人員責(zé)任心不強?？蛰d擾動試驗開為了更好地做好機組檢修工作或是新投產(chǎn)機組安
始前，電廠工作人員針對壓油泵組合閥內(nèi)混有油泥、鐵裝調(diào)試工作，可以采]R；J,Tz方面措施確保參建工程
屑等雜質(zhì)的情況，沒有引起高度重視，未果斷終止試驗項目質(zhì)量，避免上述事故發(fā)生。
并重新過濾調(diào)速器壓力油，導(dǎo)致試驗過程中調(diào)速器收(1)建立健全參建員工對工程質(zhì)量負責(zé)的長效機
到正常關(guān)導(dǎo)葉的命令時，主配發(fā)卡，造成機組過速。制，依靠建設(shè)單位的“參與工程建設(shè)質(zhì)量管理辦法’’等
整改措施：建立一種有效的激勵與約束機制，倡導(dǎo)制度；依托各部門“設(shè)備安裝調(diào)試’’的相關(guān)規(guī)定，科學(xué)、
全廠建立以恪盡職守、愛崗敬業(yè)為榮的文化氛圍體系， 合理安排人員參與現(xiàn)場工作，確保主設(shè)備和輔助設(shè)備
促使員工以主人翁的精神與態(tài)度完成好每項工作。安裝、調(diào)試的質(zhì)量受控。
(6)空載擾動試驗存在多項重大安全風(fēng)險，暴露(2)憑借(班)值管理平臺，將設(shè)備安裝調(diào)試前的
出工作人員技能水平有待提高。手動啟動壓油泵時， 各項工作做實、做細；工作中，充分調(diào)動參建員工的主
油泵出口閥因鐵屑等雜質(zhì)被堵，油泵加載后出現(xiàn)憋壓， 觀能動性，積極建言獻策，提出合理化的建議或整改方
此時油泵聲音異常且刺耳，運行人員沒有果斷將油泵
案；工作完成后，及時總結(jié)并將相關(guān)資料歸檔。
停運，而是經(jīng)一段時間查看壓力罐油壓無變化，管路噴
(3)參建人員應(yīng)始終保持高度的責(zé)任感和強烈的
油后才將油泵停運，零露出工作人員專業(yè)素質(zhì)不夠責(zé)任心，保證參建工程和設(shè)備安裝調(diào)試嚴格按照規(guī)范、
過硬。
工藝施工，嚴把質(zhì)量關(guān)，確保工程質(zhì)量優(yōu)良。
整改措施：強化各崗位的培訓(xùn)工作，提升個人專業(yè)會棗古斟
技能水平，促使一線員工具備扎實的專業(yè)素養(yǎng)；對于重
[1]牟明．一起水輪發(fā)電機過速原因分析和處理[J]．水電自
大試驗項目，做好安全風(fēng)險評估并采取相應(yīng)的預(yù)控措
動化與大壩監(jiān)測，2011，35(5)：28—30
施，確保試驗順利進行。
[2]唐保鑫，黃華標．一起機組過速事故的分析及處理[J]．廣
(7)兩起過速事故中的機組測頻回路均有嚴重的西電力，2009，32(6)：70—71，85
設(shè)計缺陷。前者因機組殘壓測頻信號不穩(wěn)定，來回大[3]何根生，袁愛良，張炳如，等．水輪發(fā)電機組啟動過程中
幅波動，調(diào)速器未報出機組測頻故障且切換到正常的發(fā)生超速事故的分析[J]．電力學(xué)報，2004，19(4)：327一
齒盤測頻；后者因機組達到空載后，殘壓測頻信號突然328，341
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