浅析300MW以上发电机的检修

摘要:对于有些运行稳定性差机组设备,经过一定时期的运行设备往往容易出现各种缺陷和故障,出现缺陷和故障的设备需要通过机组检修来解决处理。文章提出从发电厂的角度去应用检修的适宜方法,以更好地指导检修。

关键词:发电机检修;机组设备;机组检修;等储备法;线性规划法;动态规划法

中图分类号:TM314文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)07-0174-02

发电企业从电网独立出来以后,其发电机组的检修属于内部经营管理范畴。为兼顾发电企业的经济利益和电网的稳定运行,需要发电企业和电网调度二者共同参与机组检修计划的编制,这给电网调度的检修计划管理带来了新的问题。如何利用先进的计算机信息系统实现检修计划的合理编制与科学、有效管理,是迫切需要解决的问题。

一、检修计划的方法

(一)等储备法

等储备的原则就是应使检修机组额定容量加上系统的峰荷之后尽可能相等。为此可以将最大容量的机组安排在备用最大的时段进行检修。等储备法的实质就是使得对检修计划进行安排时,各个研究的周期内的备用容量尽可能相等。含有两个约束条件,其一是最大负荷的约束,其二是机组在某段时间内必须停机检修,即机组运行期限的约束条件。

这种方法的最大优点是简单直观,但缺点就是较为粗略。主要原因在于在安排时段时只考虑了最大负荷,并没有反映各时段负荷的实际分布情况。其次,从可靠性的观点来看,由于发电机组可能随时停运,因此发电机组的容量并不等于其承担负荷的尽可能相等。

(二)线性规划法

线性规划是运筹学的一个重要分支,己经广泛用于解决现实生活中的优化问题。应该指出的是,线性规划只是针对目标函数为线性函数的情况。在电力系统的机组检修问题中,无论优化的目标函数是什么,都可归结于线性规划的问题。线性规划法的适用范围:目标函数和约束条件都为线性和凸性,所谓凸性,就是指一个集合,其中任意两个点的连线都在集合内部。求解线性规划的主要方法有:图解法和单纯形法。图解法很简单,从几何上来说,它将约束条件作为边界,然后在边界内部求取目标函数的极值,但它只适合两个变量数(即二维的情况)的情况,变量数大于三个以上时,图解法就无能为力了。

线性规划的单纯形求解法在电力系统的优化中广泛使用,其同样适合于机组检修问题。这里介绍基于线性规划的最大最小备用率法,所谓最大最小备用率,就是指在每个周期内,为了保证电网的稳定性,都必须有一个最小的备用率,这个最小的备用率越大电网就越安全,因此在制定电网机组检修方案时,应设法扩大这一最小的备用率。备用率的计算,就是所有的机组可用容量减去负荷后所剩余的容量,该容量与负荷的比值就称为最小备用率。

(三)动态规划法

在以上的线性规划中,要求它的目标函数和约束条件都是线性的和凸性的,如果不满足这些要求,就有可能求不出可行解,或者求出的只是局部最优解。而动态规划对目标函数和约束条件没有严格的限制,所求出的解也常常是全局最优解。动态规划是研究多阶段决策过程最优解的一种有效方法。所谓多阶段决策是指按时间和空间的顺序,将问题分解为若干相互联系的阶段,依次对每一阶段作出决策,最后获得整个过程的最优解。在多阶段决策中,如果采用线性规划法求解,则其所列出的目标函数和约束条件要涉及到各个阶段的变量,如果这些变量是多维的,而且阶段数又多,则计算会很复杂。而动态规划则是一个多阶段最优决策问题变换成一系列的多阶段计算过程,是逐段进行计算的,每阶段需要确定的变量维数很少的最优解。

动态规划的一大缺陷就是所谓“维数灾”问题,即当研究问题的状态变量太多时,需要的计算工作和计算机的存储容量随着维数的增大而急剧增大,使得问题的求解十分困难。但在维数不太多时,动态规划实为一个较好的方法。

二、发电机检修工艺步骤

(一)停机前准备工作

主要为在发电机带励磁的情况下测量轴电压,测试时与大轴的搭接棒应用铜丝绕制,接触要良好,防止产生火花。测量出的轴电压应小于10 V。

(二)发电机修前试验

发电机拆引出线(包括中性点接头,励磁引线)后,取下碳刷,按预防性试验要求,做定子绕组绝缘电阻、吸收比及极化指数、定子绕组泄漏电流和直流耐压、定子绕组交流耐压试验,试验结果要符合预试标准。其中直流耐压试验,要求在无水条件下进行,按照笔者检修经验,吹干时间一般在5~10 d,绝缘要求在8 000MΩ以上,且三相平衡;如果定子线圈内部水份吹干时使用方法不当,时间将大大增加,严重影响发电机检修进度。

(三)发电机解体

拆发电机油、水进出管路及电缆引线,拆发电机汽、励侧上半端盖,汽轮机——发电机中心校验,测量定转子间隙,拆发电机密封瓦,拆发电机氢气冷却器;转子膛内试验,试验结果与历年相比不应有显著偏差。

(四)抽转子

进行转子叶片外观检查和测量,然后拆除导风圈和内端盖,拆除档风板(3号发电机),用厂家提供的专用工具,并按说明书和图纸的要求,抽出转子,放在专用支架上;包好转子,防止转子线圈受潮和异物进入通风槽。

(五)发电机试验和检查

1.发电机修中试验。按预防性试验要求,做定子绕组直流电阻、转子绕组直流电阻、发电机和励磁回路所连接设备的绝缘电阻测量,如果是第一次大修,还要做定子绕组端部手包绝缘测量和定子绕组自振频率测试。试验结果要符合预试标准。

2.定子检修。定子线棒检查,端部线棒联结线检查,槽楔检查,槽口垫块检查,定子铁心检查,绝缘引水管检查。

3.转子检修。铁心检查,槽楔检查,护环检查,集电环检修,风扇检查,转子绕组和极间连线检查,平衡块检查。转子电气试验:(1)用500 VMΩ表测量转子绕组对地绝缘;(2)测量转子绕组直流电阻;(3)测量转子绕组交流阻抗和功率损耗。绝缘电阻要符合预试标准,交流阻抗和功率损耗与上一次相比不应有太大偏差。进行转子气密试验和转子通风试验;(4)定子水系统工作。定子线圈水路正反冲洗,定子绕组泵压试验,定子绕组流量试验。其中的定子绕组流量试验,采用超声波流量仪测量正反向运行时定子绕组的流量,每根绕组的流量与平均值相差不超过10%;(5)检查校验测温元件槽内元件损坏换备用,出水元件损坏则更换;(6)励磁部分检修集电环检修,刷架、刷握检查、清扫,互换碳刷;(7)发电机进出口法兰及端盖检修密封瓦检修;(8)其他辅助设备检修。励磁小室外罩及照明检查,出线小室瓷瓶检查,电流互感器检查,转子接地装置检查;(9)穿发电机转子。与抽转子方法相同,程序相反,并装复其他相关部件。

(六)发电机装复

安装下端盖和下密封瓦,安装电机氢气冷却器,测量定转子间隙,汽轮机——发电机中心校验,安装发电机汽、励侧上半端盖和密封瓦,安装励磁部分,安装发电机进出油管和电缆引线。

总之,随着各种技术经济手段的发展,求解检修计划问题的理论研究得到不断丰富。通过对这些方法进行分析,对促进机电组检修的发展与进步具有重要的意义。在发电机的大修过程中,除按常规电气试验外,还需重点检查:励、发联轴器处的电气连接、发电机定子槽楔平直度、定子端部紧固件的紧固情况、旋转整流组件的电气性能,以便及早发现间题和及时处理。励、发联轴器处导电板的现场更换,为其他电厂类似问题的解决提供了参考方案。励磁机外罩的密封有效提高了机组运行的安全可靠性。

参考文献

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[2]陶文斌,张粒子,黄弦超.发电机组检修市场的初步设计[J].电力系统自动化,2005,(20).

[3]王健,文福拴.发电机组检修计划调整机制中的损失补偿问题[J].电力系统及其自动化学报,2005,(5).

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[5]王健,文福拴,杨仁刚.电力市场环境下发电机组检修计划调整机制初探[J].电力系统自动化,2004,(7).

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