对事故停机转速整定值的探讨

在水电站，机组甩负荷是常见现象。甩负荷后巨大的剩余能量使机组转速在短时间内上升，调速器调节导叶和桨叶并经过一定时间的调整稳定在空载状态下。稳定在空载状态下是因为水电站大部分的电器故障都是暂时的，只有稳定在空载状况，采用实现快速并网发电，缩短停电时间，提高供电的可靠性。根据现行DL/T 5081—1997《水力发电厂自动化设计技术规范》的规定，机组转速达到额定转速的110%事故停机，投入过速限制器，达到额定转速的140%事故停机，并关闭闸门或蝶阀等。但是在该电站调试和试运行中发现，对机组转速达到额定转速的140%事故停机，并关闭快速闸门的规定与实际运行的情况有差异。这是因为：对于常规的飞轮力矩较大的立式机组，甩负荷越大，转速上升也越大这无可厚非，在现在投运及正在设计的电站也是遵循这一原则，但对灯泡贯流机组情况不完全是这样的。当机组初始负荷较大时，转轮叶片转角也较大，对应的机组飞逸转速较小；灯泡机组达到最高转速的飞逸时间较短，在导叶和叶片角度尚无显著变化时，机组已经有了很大的加速，机组转速是以飞逸转速为极限，所以在机组甩较大负荷时，机组转速上升的速度反而较甩小负荷时的低。因而对灯泡贯流机组的电站，应针对具体条件确定机组最大速度上升值，其最大值可能出现在甩60%～70%的负荷左右，机组速度上升最高可达额定转速的170%～200%，故机组达到额定转速的160%～180%事故停机比较符合实际的运行情况。即使机组事故停机的条件整定到达到额定转速的160%～180%，发电设备的生产厂家也能做到。这是因为灯泡机组发电机转子直径小，过速时圆周速度比常规机组飞逸转速时的圆周速度小得多，发电机的转子强度设计容易满足。这种事故停机整定值的调整既解决了机组本应关到空载状态而实际完全关机状态，又提高了供电的可靠性。