Сборник директивных материалов по эксплуатации теплотехнической части - Предотвращение повреждений гидроагрегатов с поворотно-лопастными гидротурбинами

На Нарвской ГЭС Ленэнерго при выводе гидроагрегата из угона произошла авария с поломкой лопасти рабочего колеса поворотно-лопастной гидротурбины.
Авария произошла в результате быстрого закрытия направляющего аппарата гидротурбины пускоостанавливающим устройством регулятора частоты вращения (РЧВ) в то время, когда частота вращения гидроагрегата была значительно выше номинальной.
Расход воды через поворотно-лопастные гидротурбины существенно возрастает при увеличении частоты вращения гидроагрегата, следовательно продолжительность закрытия водовода при работе защиты от разгона должна устанавливаться в зависимости от частоты вращения, при которой начинается закрытие водовода. Однако на ряде ГЭС в настоящее время находятся в эксплуатации схемы защиты от разгона, не отвечающие этому требованию. Наиболее распространенные из них действуют следующим образом:
1. При достижении частоты вращения 115% номинальной и отсутствии движения главного золотника РЧВ на закрытие схема защиты выдает сигнал на закрытие направляющего аппарата через золотник аварийного закрытия (ЗАЗ) и параллельно через пускоостанавливающее устройство РЧВ либо механизм управления РЧВ.
При отказе защиты с уставкой срабатывания 115% номинальной и достижении частоты вращения гидроагрегата 140—170% номинальной схема защиты выдает сигнал на закрытие быстродействующего затвора и повторно на ЗАЗ и пускоостанавливающее устройство РЧВ.
При этом продолжительность закрытия направляющего аппарата от ЗАЗ установлена в 1,1 —1,5 раза большей, чем продолжительность его закрытия при сбросе нагрузки при нормальном действии РЧВ.
Продолжительность закрытия затвора устанавливается в зависимости от конструкции затвора не менее 1,5—2 мин.
2. Защита от разгона с уставкой срабатывания 115% номинальной действует, как и в предыдущем случае, а при достижении частоты вращения 140-170% номинальной схема защиты выдает сигнал на закрытие направляющего аппарата через ЗАЗ и параллельно на пускоостанавливающее устройство РЧВ либо механизм управления РЧВ.
3. На ГЭС с гидромеханическими РЧВ защита от разгона с уставкой срабатывания 115% номинальной, как правило, не применяется. При отказе РЧВ и частоте вращения, равной 140—170% номинальной, схема защиты выдает сигнал на закрытие быстродействующего затвора (или направляющего аппарата через ЗАЗ) и параллельно на закрытие направляющего аппарата через пускоостанавливающее устройство РЧВ.
При одновременном действии защиты от разгона на закрытие быстродействующих затворов и направляющего аппарата через пускоостанавливающие устройства РЧВ (или через ЗАЗ, предназначенный для защиты с уставкой срабатывания 115% номинальной) водовод перекрывается со скоростью большей, чем это необходимо для безопасного останова гидроагрегата.
Таким образом, параллельное действие защит от разгона в указанных схемах может привести к аварийной ситуации.
В целях предотвращения аварий, вызванных неправильным действием защиты от разгона на гидроагрегатах с поворотно-лопастными гидротурбинами, Главтехуправление предлагает:
I. На ГЭС, где для защиты гидроагрегата от разгона используются быстродействующие затворы, отключить, параллельное действие защиты с уставкой срабатывания 140—170% номинальной на пускоостанавливающее устройство РЧВ и ЗАЗ (при наличии такового), оставив воздействие только на быстродействующие затворы.
При этом автоматическое или ручное воздействие на регулирующие органы газотурбины для закрытия направляющего аппарата разрешается только после полного закрытия водовода быстродействующим затвором.
2. На ГЭС, где уставка срабатывания защиты от разгона 140—170% номинальной действует на затворы, а ЗАЗ используется только для останова гидроагрегата от действия защиты с уставкой срабатывания 115% номинальной, продолжительность закрытия направляющего аппарата от ЗАЗ установить на 40— 50% больше продолжительности его закрытия при сбросе нагрузки и нормальном действии РЧВ.
3. На ГЭС, где нет быстродействующих затворов, а для защиты гидроагрегата от разгона используется ЗАЗ, отключить параллельное действие защит с уставками срабатывания 115 и 140—170% номинальной на пускоостанавливающие устройства РЧВ, оставив воздействие только на ЗАЗ. В этом случае продолжительность закрытия направляющего аппарата от ЗАЗ установить в соответствии с рекомендациями завода — изготовителя гидротурбины.
4. При останове гидроагрегата через ЗАЗ сигнал на срабатывание пускоостанавливающего устройства РЧВ подавать только после полного закрытия направляющего аппарата.
5. Включить в инструкцию по эксплуатации гидротурбин порядок ручного вывода гидроагрегата из угона. При отказе автоматических устройств и защит закрытие направляющего аппарата производить за время, в 10 раз большее продолжительности закрытия его при сбросе нагрузки.
6. На ГЭС, имеющих ЗАЗ, в целях проверки действия защиты от разгона не реже 1 раза в квартал производить плановый останов гидроагрегатов без сброса нагрузки от действия выходного реле защит (или его имитацию на остановленном гидроагрегате).
7. При реконструкции схем автоматики действующих ГЭС обеспечивать селективность защит гидроагрегата от разгона и соответствие схем противоаварийной автоматики требованиям настоящего параграфа.
8. Для получения технической помощи по всем вопросам, возникающим при выполнении требований настоящего параграфа, следует обращаться в ПО Союзтехэнерго.