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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剛文檔來源：四川錦屏水力發電廠		點擊數：	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，竇學剛
(四川錦屏水力發電廠，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，剖析技術上和管理上的缺陷，發現
過速類事故存在較多的共同點，在防范上具有相通性。加強調試、驗收和檢修管理工作，提高管理人員的技術水平是防
范的關鍵。正處于設備調試期的水電站可吸取經驗，扎實做好調試驗收工作。
關鍵詞：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，水電站現代化管理水平得到了大幅提升，
流域化的加速發展也促使各流域梯級水電廠陸續開工
建設。新形勢下，水電站呈現出了單機容量和裝機規
模越來越大、人員精簡化配置、隊伍年輕化、人員工作
經驗及事故處理經驗不足等狀況。水輪機及其輔助設
備的安裝調試和檢修工作，往往工期緊、任務重、作業
面廣、責任主體多，管理則顯得尤為重要。若管理不
善，就會增加設備缺陷和事故隱患，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，總結兩起事故共性，發
現問題恰好主要出在安裝調試和檢修工作環節，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
控制的雙調節電液調速器。
2006年5月7 13 8時33分，運行人員在2號機自
動開機并網過程中，機組開至空轉后殘壓測頻發生故
障，導葉來回開關，調速器油壓迅速下降，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，發電機出口
門二次回路A相保險接觸不良，導致調速器測頻回路
異常，測頻信號一直在15～33 Hz和33～50 Hz之間
53
萬方數據
水電與新能源2013年第3期
波動，導致導葉頻繁開關，調速器油壓迅速下降。隨
后，導葉伺服比例閥壓力油中因混有細小的顆粒狀物
質發卡，調速器主配一直往開的方向運動，致使導葉失
去控制并超出電氣開限設定，轉速急劇上升，機組
115％N。過速動作，調速器收到關導葉命令后，主配發
卡拒動，延時2 s后動作事故配壓閥停機。在關導葉
過程中由于機組的慣性，機組轉速超過了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
速器。
2010年6月25日8時20分，乙電站對即將投產
的l號機進行調速器空載擾動試驗，試驗擾動量
為±8％Ne，頻率控制范圍46～52 Hz。
8時30分，運行人員發現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，轉速到達額
定轉速(此時導葉開度10．6％，槳葉角度8．6。)，試驗
人員發出46—52 Hz擾動試驗命令后，測頻信號突然
消失，機組轉速急劇上升，緊急停機電磁閥動作停機，
上位機顯示115％Ⅳe過速保護動作，導葉最大開度達
66．8％，最高轉速達136％Ne。
過速原因分析：空載擾動試驗前機組已達到額定
轉速，機組測頻回路因數據線插頭接觸不良，導致測頻
信號突然消失，調速器檢測不到機組轉速，誤以為機組
尚未轉動，在額定轉速對應的空載開度基礎上繼續增
大導葉開度，機組轉速急劇上升。當導葉開度達到導
葉開限時，可編程邏輯控制器PLC發出關導葉的命
令，由于調速器壓力油中混有油泥、鐵屑等雜質導致主
配發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，
機組最高轉速達136％No。
1．3兩起過速事故的共性
兩起過速事故均與調速器測頻信號故障或消失有
S4
關；兩起過速事故均因機組調速器壓力油混有雜質或
鐵屑，導致調速器收到正常關導葉命令后主配發卡，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)機組調速器檢修或新投產機組調速器油管路
安裝未嚴格按照規范、工藝施工。兩起事故中，前者因
機組調速器檢修過程中未按照規范采取嚴格的防范措
施而將顆粒狀物質遺留在調速器中，造成機組過速；后
者因新投產機組，調速器油管路安裝過程中未嚴格按
照規范、工藝施工，油管路安裝完畢、酸洗合格后忽略
了系統注油前沖洗油管路的步驟，導致調速器油中混
有油泥、鐵屑等雜質引發機組過速。
整改措施：類似調速器油管路安裝的重要項目必
須嚴格按照規范、工藝施工，保證每一項工作合格后，
方可開始后續工作，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、監理人員責任心不強，業主未起到監
督、檢查的作用。新投產機組調速器油管路安裝，除了
嚴格執行相關規范、工藝外，施工方、監理必須負責任，
業主也須嚴把質量關，必要時業主親自全程參與類似
調速器油管路安裝等重大施工項目，起到監督、檢查的
作用，確保油管路安裝質量，為調速器等高精密設備調
試工作提供最基本的環境。
整改措施：理順并協調好業主與施工方、監理之間
的關系，各施其責，通過三方共同努力，做好機組投產
發電過程中設備的各項調試、試驗工作。
(3)試驗方案執行不到位。盡管有試驗方案，試
驗前調試人員未嚴格按照試驗方案步驟執行，忽略了
全面檢查各個系統是否滿足試驗條件的環節，從而未
發現機組測頻信號數據線接觸松動的缺陷導致試驗過
程中測頻信號丟失，引起導葉開度持續增大，最終引發
機組過速。
整改措施：重大調試、試驗項目，必須有專門經審
核批準的試驗方案，各試驗班組嚴格按照試驗方案的
內容逐項落實，將每一環節做精做細，避免因其他原因
造成試驗中斷或引發事故。
(4)試驗過程中針對可能發生的各種情況準備不
萬方數據
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，導致調速器得不到機
動試驗過程中，現場調試人員未就調試過程中可能發頻信號，在機組額定轉速情況下繼續誤開導葉，造成機
生的各種情況做完善的事故預想，當機組測頻信號消組過速。
失，轉速急速上升后，調試人員沒有及時、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，任何一路出現異常
速保護動作停機。均應自動切換至另外正常一路，確保調速器獲得準確
整改措施：調試人員針對試驗過程中的各項風險的機頻信號。
竺翟翼薹簍蓑未囂類似機組過速后需要緊急采3 如何避免事故發生㈨取應對措施的防范預案。。A?。～／u7叭一一
(5)電廠工作人員責任心不強。空載擾動試驗開為了更好地做好機組檢修工作或是新投產機組安
始前，電廠工作人員針對壓油泵組合閥內混有油泥、鐵裝調試工作，可以采]R；J,Tz方面措施確保參建工程
屑等雜質的情況，沒有引起高度重視，未果斷終止試驗項目質量，避免上述事故發生。
并重新過濾調速器壓力油，導致試驗過程中調速器收(1)建立健全參建員工對工程質量負責的長效機
到正常關導葉的命令時，主配發卡，造成機組過速。制，依靠建設單位的“參與工程建設質量管理辦法’’等
整改措施：建立一種有效的激勵與約束機制，倡導制度；依托各部門“設備安裝調試’’的相關規定，科學、
全廠建立以恪盡職守、愛崗敬業為榮的文化氛圍體系， 合理安排人員參與現場工作，確保主設備和輔助設備
促使員工以主人翁的精神與態度完成好每項工作。安裝、調試的質量受控。
(6)空載擾動試驗存在多項重大安全風險，暴露(2)憑借(班)值管理平臺，將設備安裝調試前的
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，充分調動參建員工的主
油泵出口閥因鐵屑等雜質被堵，油泵加載后出現憋壓， 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，及時總結并將相關資料歸檔。
停運，而是經一段時間查看壓力罐油壓無變化，管路噴
(3)參建人員應始終保持高度的責任感和強烈的
油后才將油泵停運，零露出工作人員專業素質不夠責任心，保證參建工程和設備安裝調試嚴格按照規范、
過硬。
工藝施工，嚴把質量關，確保工程質量優良。
整改措施：強化各崗位的培訓工作，提升個人專業會棗古斟
技能水平，促使一線員工具備扎實的專業素養；對于重
[1]牟明．一起水輪發電機過速原因分析和處理[J]．水電自
大試驗項目，做好安全風險評估并采取相應的預控措
動化與大壩監測，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
設計缺陷。前者因機組殘壓測頻信號不穩定，來回大[3]何根生，袁愛良，張炳如，等．水輪發電機組啟動過程中
幅波動，調速器未報出機組測頻故障且切換到正常的發生超速事故的分析[J]．電力學報，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
迎投稿歡
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