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溪洛渡電站主變壓器供水系統管理故障分析與處理

文檔作者：趙勇范喬喬王隆飛孫天虎文檔來源：溪洛渡水力發電廠		點擊數：	更新時間： 2025年11月02日
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２０１５ 年第９ 期
２０１５ Ｎｕｍｂｅｒ ９
水電與新能源
ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ ＡＮＤ ＮＥＷ ＥＮＥＲＧＹ
總第１３５ 期
Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．１３５
ＤＯＩ： １０．１３６２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ４２ －１８００／ｔｖ．１６７１ －３３５４．２０１５．０９．０１７
收稿日期：２０１５ －０７ －１７ 作者簡介：趙　勇，男，高級技師，從事水電廠機械維修工作。
溪洛渡電站主變壓器供水系統管理
故障分析與處理
趙　勇，范喬喬，王隆飛，孫天虎
（溪洛渡水力發電廠，云南昭通　６５７３００）
摘要：介紹采用圖解法確定水泵工作點的方法。以ＩＳ２００ －１５０ －４００ 性能曲線圖為依據，分析了溪洛渡電站主變技術供
水離心泵的工作狀況，找出導致主變技術供水系統管路振動較大的主要原因，為主變技術供水系統穩定運行提供可靠的
依據。
關鍵詞：主變壓器；供水系統；圖解法；工作點；振動原因；處理措施
中圖分類號：ＴＶ７３７：ＴＨ３１１　　　文獻標志碼：Ａ　　　文章編號：１６７１ －３３５４（２０１５）０９ －００５８ －０３
Fault Analysis and Treatment of the Water Supply System
for the Main Transformer in Xiluodu Hydropower Station
ＺＨＡＯ Ｙｏｎｇ， ＦＡＮ Ｑｉａｏｑｉａｏ， ＷＡＮＧ Ｌｏｎｇｆｅｉ， ＳＵＮ Ｔｉａｎｈｕ
（Ｘｉｌｕｏｄｕ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ， Ｚｈａｏｔｏｎｇ ６５７３００， Ｃｈｉｎａ）
Abstract： Ｔｈｅ ｇｒａｐｈｉｃ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｐｕｍｐｓ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｎ， ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ＩＳ２００ －
１５０ －４００ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｄｉａｇｒａｍ， ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｐｕｍｐ ｉｎ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ
ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｉｎ Ｘｉｌｕｏｄｕ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｃａｕｓｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｂｎｏｒｍａｌ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ
ｐｉｐｅｓ ａｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃｏｕｌｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｕｓｅｆｕｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｔｏ ｔｈｅ ｓｔａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ．
Key words： ｍａｉｎ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ； ｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ； ｇｒａｐｈｉｃ ｍｅｔｈｏｄ； ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｐｏｉｎｔ； ｖｉｂｒａｔｉｏｎ； ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ
　　溪洛渡電站主變技術供水系統采用單機單元供
水，由２ 臺加壓離心泵、２ 臺泵控閥、２ 臺自動排污濾水
器、１ 臺四通換向閥、各種測量控制元件、閥門及管路
等組成［１］ 。供水離心泵布置在主變室附近的技術供
水泵房內，布置高程為３７０．００ ｍ，取水口設置于尾水
連接管段３３７．００ ｍ 高程，供水系統排水口位于尾調室
３９４．００ ｍ 高程。加壓離心泵、泵控閥及濾水器為技術
供水系統的主要設備，采用兩個支路并聯設置，一用一
備。供水系統現采用的水泵為２ 種型號：上海連成
ＩＳ２００ －１５０ －４００ 型和青島瑞茨Ｎｏｒｍａ１５０ －４００ 型，都
是單級單吸臥式離心泵，其額定流量為４００ ｍ３ ／ｈ，額
定揚程為５０ ｍ。根據２０１４ 年主變技術供水系統的缺
陷處理情況來看，檢修期間的水泵出水管道和濾水器
排污管道的振動幅度及頻率明顯大于汛期，出現了管
道焊縫迸裂、泵控閥控制管路斷裂等一系列較大故障。
檢修期間， 電站下游尾調室水位基本保持在
３７９．００ ｍ；汛期，電站下游尾調室水位在３８７．００ ～
３９５．００ ｍ 范圍內波動。
主變技術供水系統主要是為主變冷卻器提供冷卻
用水，供水系統能否穩定運行，直接關系到機組能否安
全可靠運行。因此，在對主變技術供水系統進行維護、
消缺的同時，也要對系統的運行狀況進行詳細的記錄
和深入的分析，找出引發設備缺陷的根本原因，從源頭
上消除設備故障，才能保證設備安全穩定運行。
１　水泵揚程及工作點的確定
當泵的轉速n 不變時，泵的流量Q 隨揚程H 的減
小而增大，呈下降曲線。Q －H 曲線上的每一點都對
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趙　勇，等：溪洛渡電站主變壓器供水系統管理故障分析與處理２０１５ 年９ 月
應泵的一個工作狀態，相應有一組工作參數（Q、H、N、
η、NPSH 等），在曲線上還有一個高效區范圍。對１ 臺
已知泵并在轉速一定時，其基本特性曲線是不變的，即
與管路和池水位變化等外界條件無關。當水位不變
時，在抽水系統中，泵的運行工況如何，泵能否在高效
區運行均與管路有著直接的關系［２］ 。泵把水從下水
面通過總長為L、直徑為D 的管路輸送到上水面的揚
程，即所需要的揚程H需。
顯然曲線Q －H 需是在縱坐標為H 凈的１ 條水平
線疊加上對應流量Q 時的管路損失水頭H 損的管路
特性曲線（為一拋物線）。取H損＝０．０２５，根據主變技
術供水管路布置圖（見圖１），計算可得：K ＝１．５３ ×
１０ －４ （K 為管路特性系數）。取檢修期間上下水面間的
凈揚程為H凈０ ＝１５ ｍ，汛期上下水面間的凈揚程為
H凈１ ＝７ ｍ，H凈２ ＝－１ ｍ。
根據主變技術供水系統上海連成水泵（青島瑞茨
水泵和上海連成水泵的性能曲線基本一致）ＩＳ２００ －
１５０ －４００ 的性能曲線圖，作出抽水裝置的管路特性曲
線（見圖２）。這２ 條曲線必然相交于一點，如圖２ 上
的Q０ （Q１ 、Q２ ）點，這一點被稱為該抽水系統的水泵工
作點。
圖1　主變技術供水系統管道示意圖
２　水泵運行狀態分析
采用圖解法（見圖２）可得：汛期，電站下游尾調室
水位為３８７．００ ｍ 時，水泵穩定運行的工作點為Q１ ＝
４８１．６９ ｍ３ ／ｈ；電站下游尾調室水位為３９５．００ ｍ 時，水
泵穩定運行的工作點為Q２ ＝５０７．４０ ｍ３ ／ｈ。檢修期，
電站下游尾調室水位為３７９．００ ｍ 時，水泵穩定運行的
工作點為Q０ ＝４５０．７８ ｍ３ ／ｈ。
當水泵處于穩定運行狀態時，水泵并沒有在泵的
高效區運行，顯然水泵的選擇是不經濟、不合理的。這
是因為當時成都勘測設計研究院在作技術供水系統的
計算書時，未考慮到溪洛渡電站運行發電以后，下游尾
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水電與新能源２０１５ 年第９ 期
圖2　用圖解法確定泵的工作點示意圖
調室水位會上漲，當時取的是初期發電尾調室最低尾
水位３６９．８６ ｍ。這種情況不會影響水泵的正常運行，
只會導致電機的出力增大，由圖２ 可知，Q２ 點對應的
電機軸功率７８．８４ ｋＷ 并沒有超過電機的額定功率
９０ ｋＷ，電機不會出現超載現象，但是會造成較大的能
量浪費，不符合水泵選型的基本原則。
因為主變技術供水每一個抽水系統都不盡相同，
所以水泵穩定運行的工作點都不一樣，但是差別不會
太大。根據２０１４ －２０１５ 年度的主變技術供水系統設
備巡檢記錄，汛期主變技術供水系統供水流量在
４８０ ～５４０ ｍ３ ／ｈ 范圍內波動。可以看出，汛期水泵基
本上都處于穩定運行的狀態，管道的振動幅度及頻率
小是正常現象。檢修期分為２ 種情況：①機組正常運
行發電，主變５ 臺冷卻器工作，１ 臺備用，此時主變技
術供水系統供水流量在３９０ ～４７０ｍ３ ／ｈ范圍內波動，
這時水泵所提供的揚程，略微大于抽水裝置所需要的
揚程，產生的管道沖擊力不會很大，管道振動幅度及頻
率有所增大；②機組停機檢修時，主變３ 臺冷卻器工
作， 此時主變技術供水系統供水流量在２９０ ～
３３０ ｍ３ ／ｈ 范圍內波動，此時水泵提供的能量遠大于抽
水裝置所需要的揚程，產生的管道沖擊力大大增強，管
道振動幅度及頻率也隨之增大。
３　解決方案
從圖２ 可以看出，要使水泵提供的揚程與抽水裝
置所需要的揚程達到平衡，從而降低水泵出水管道的
振動幅度及頻率，可以從兩個方面入手：①從水泵本身
入手，改變水泵的Q －H 曲線；②增大抽水系統的水頭
損失，具體方法如下。
１）機組停機檢修期間，改主變冷卻器為５ 臺運
行，那么抽水系統的水頭損失會有所增加，通過冷卻器
的流量也會增加，管道振動幅度及頻率也就隨之減小。
２）對水泵葉輪進行切削處理。葉輪切削降低了
葉輪的端速，改變了水泵的Q －H 曲線，并由此直接降
低了傳遞到系統流體介質上的能量，從而減小了振動
幅度和頻率。
３）水泵換型。選擇額定揚程為４０ ｍ，額定流量為
４００ ｍ３ ／ｈ 的臥式離心泵。
參考文獻：
［１］欒鴻儒．水泵及水泵站［Ｍ］．北京： 中國水利水電出版社，
１９９３
［２］閆洪， 李少軍， 田吉軍．鎖金山水電站技術供水系統改造
［Ｊ］．水電與新能源， ２０１４（１）： ６８ －６９
（上接第４６ 頁）
５　結　語
本方案將緊鄰廠房側的１ 號閘孔由翻板門改造為
平板門，經過對壩基穩定、泄流能力、消能防沖的驗算
復核，完全可行，達到了提供１ 條可靠有效的排漂通道
的改造目的。該方案沒有改變原溢流壩泄流的單寬流
量分布，可不對下游消能防沖設施作加固改造，簡化了
改造工程。山區河流新建閘壩在選擇翻板壩壩型時，
建議設計平板門或液壓門等人力控制的溢洪通道，配
套設計加強下游消能防沖設施，建成后調度靈活、運行
安全，增加發電時間，取得長遠效益。
參考文獻：
［１］白玉龍．廣河縣廣通河景觀工程翻板壩設計［Ｊ］．甘肅水
利水電技術， ２０１１， ４７（６）： ２９ －３１
［２］ＮＢ／Ｔ ３５０２６ －２０１４， 混凝土重力壩設計規范［Ｓ］
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