高速大容量发电电动机转子的稳定性——惠州抽水蓄能电站1号机转子磁极事故的教训

鲤鱼江水电站1#F机组缺陷报告引言：鲤鱼江是我国重要的水电资源，鲤鱼江水电站是鲤鱼江上的一座大型水电站，能够为周边地区提供大量的电力资源。

在运行中，我们发现了1#F机组存在一些缺陷和问题，为了确保设备的安全可靠运行，现对这些缺陷进行详细的分析和报告。

一、缺陷描述：1.1 频率稳定性问题：1#F机组在运行过程中频率波动较大，经过测量，发现频率波动超过了国家标准的允许范围。

频率波动不稳会对电力系统带来较大的安全隐患，需要尽快解决。

1.2 振动问题：1#F机组在负荷变化较大时，出现了较大的振动现象，振动幅度明显超过了正常范围。

振动过大会对设备的安全运行和寿命造成严重影响，需要立即解决。

1.3 温升过高：1#F机组在运行时，温度升高较快，达到了厂家规定的上限温度，超过了安全范围。

过高的温度会对设备的绝缘性能和性能造成损害，需要及时采取措施。

二、缺陷原因分析：2.1 频率稳定性问题：1#F机组频率波动较大的原因可能有以下几个方面：（1）主发电机转子不平衡；（2）电源系统电压波动；（3）励磁系统故障；（4）调速系统不稳定。

2.3 温升过高：1#F机组温升过高的原因可能有以下几个方面：（1）冷却系统故障；（2）工况变化过快；（3）负荷过重。

3.2 振动问题解决方案：（1）调整机组负荷，控制负荷变化速度；（2）增加机组基础刚度；（3）平衡叶轮，消除不平衡；（4）更换磨损的轴承。

3.3 温升过高解决方案：（1）检修冷却系统，确保冷却效果；（2）控制工况变化速度，避免过快变化；（3）合理调整负荷，避免过重。

四、缺陷解决进度计划：4.1 频率稳定性问题解决进度计划：在XX年X月X日前完成主发电机检修和转子平衡工作；在XX年X月X日前完成电源系统检查和调整工作；在XX年X月X日前完成励磁系统检修工作；在XX年X月X日前完成调速系统的检修和调整工作。

4.3 温升过高解决进度计划：在XX年X月X日前完成冷却系统的检修和调整工作；在XX年X月X日前控制工况变化速度；在XX年X月X日前合理调整负荷。

惠州抽水蓄能电站导叶卡阻原因分析及故障处理蒋璆; 王琪【期刊名称】《《广东水利水电》》【年(卷),期】2019(000)009【总页数】4页(P69-72)【关键词】导叶; 卡阻; 故障处理; 单导叶接力器【作者】蒋璆; 王琪【作者单位】惠州蓄能发电有限公司广东惠州 516100【正文语种】中文【中图分类】TK730.8惠州抽水蓄能电站(以下简称惠蓄电站)位于广东省惠州市博罗县罗阳镇，是一座周调节的高水头大容量纯抽水蓄能电站。

电站分A、B厂建设，共安装8台由法国ALSTOM公司设计的立式单级混流可逆式发电电动机-水泵水轮机机组，单机容量为300 MW。

水轮机导叶在机组开机时开启，将水流以一定角度引至转轮，停机时关闭截断水流，是导水机构的重要部件。

导叶和相关联设备的故障模式多样，其中导叶卡阻是最常见的故障之一。

根据何少润导叶不同步装置在天荒坪蓄能电站的应用试验结果显示，MGV(导叶不同步装置)投入时，顶盖、水导轴承的振动相对增大，是由于投入不同步导叶的过程中，导叶与水流的撞击相对加剧的缘故[1]。

根据钱忠东等人的研究，MGV装置的使用，相当于在对称的动静干扰区增加了2个新的振动源(当不同步导叶为对称的2个时)，随着不同步导叶的开度偏离同步导叶越大，振动越强[2]。

导叶不同步导致转轮水力不平衡，加剧机组的振动和摆度，同时也加剧了机组的汽蚀，使机组寿命大大减短[3]。

熟悉导水机构的结构和导叶开关规律，了解导叶故障模式和原因，对于水电机组机械维护检修和机组安全运行具有重要意义。

1 导叶动作原理惠蓄电站水轮机导水机构均匀布置20个导叶，采用SPC控制单导叶接力器驱动形式。

导叶接力器采用油压驱动，使用由调速器系统供应的46#汽轮机油，工作压力为64 bar，接力器正常行程为222 mm，对应导叶开启最大角度为27°，设计导叶全开时间为15 s，设计导叶全关时间为25 s。

导叶操作机构主要由导叶接力器、连板、拐臂、导叶轴等部件组成。

7.19惠州大停电事故之警示1.惠州大停电事故经过2010年7月19日上午， 500kV惠州站进行220kV5M电压互感器225PT、220kV5M电压互感器225PT刀闸及220kV5M 225PT避雷器至220kV5M电压互感器225PT之间连线更换工作。

11时50分左右，在吊装225PT C相时，吊车吊臂在伸展的过程中，触及220kV 5M B相管母，造成B相管母支柱瓷瓶折断，B相管母部分落在母线构架上，导致5M B相管母与惠仲乙线5M侧刀闸距离不足（惠仲乙线挂II母运行）而对地放电，引起220kV 母差保护动作，造成8个220kV站失压。

12时43分，在事故抢修工作中，施工单位另一吊车司机罗某在调整吊车位置时，再次发生吊臂与#3主变的变中开关与CT之间的A相跨线距离不足而放电，导致处于热备用的#3主变保护动作，跳开变高及变低开关，同时导致#3主变的变中B相开关外绝缘瓷套炸损，并引起相邻间隔设备的部分损伤。

经抢修，13时30分，恢复上述失压8个220kV变电站的供电。

至14时30分，所有110kV变电站、所有重要负荷恢复供电。

此次事故造成了减供负荷840MW，惠州市大面积停电，为近几年极少数重大电网事故之一。

2.事故原因1）这主要是施工单位现场指挥人员指挥不当，没有密切注意吊臂的伸展位置，同时由于吊车司机观测角度存在盲点，导致在操作吊车伸展吊臂过程中，直接触及220kV 5M B相管母。

2）暴露出现场施工单位在带电区域作业，现场组织不力，安全风险预控不足，安全意识淡薄。

同时也暴露出管理单位在事故应急方面存在许多问题，缺乏事故现场的应急指挥能力，忙中出错，导致吊车第二次碰线，损失严重。

3.针对事故原因，提出3点建议：1）重点场所责任到位在500kv变电站内作业施工，若发生事故严重的情况会造成一个城市的电力中断，造成巨大的损失。

所以500KV电站属于重点场所范畴，对于重点场所施工应该重点对待，业主，监理，与施工单位三方都应给予高度的重视，对每一个环节都要层层把关，责任到位，只有这样才能把事故发生率降到最低。

抽水蓄能机组转子磁极典型故障原因和改善分析周鹏达王健峰发布时间：2021-08-09T05:26:23.763Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第8期作者：周鹏达王健峰[导读] 伴随各领域用电量的持续增加，抽水蓄能机组负荷日渐加大，且长时间处于运作状态，非常容易出现各种故障，尤其是转子磁极故障，更为多发。

重庆蟠龙抽水蓄能电站有限公司重庆市 401422摘要：伴随各领域用电量的持续增加，抽水蓄能机组负荷日渐加大，且长时间处于运作状态，非常容易出现各种故障，尤其是转子磁极故障，更为多发。

本文围绕抽水蓄能机组的转子磁极，首先分析了其常见的故障及其原因，探讨了具体的改善对策，望能为此领域实践操作提供些许借鉴。

关键词：转子磁极；抽水蓄能机组；故障；原因；对策抽水蓄能机组有着比较快的启动速度，以及较广的负荷调节范围，除了能够较好的将诸如调频、调相、填骨及调峰等任务高效完成之外，还能促进能源综合利用率的提升，所以其在发电领域中得到了广泛应用。

在整个抽水蓄能机组架构当中，转子、定子磁场通常以同步转速来进行旋转，彼此间的相互作用作用而使电磁力产生；对于发电机组来讲，要想高质量的进行能量转换，便需要将切向电磁力的作用给克服掉，把机械能向电能进行转换；所以，转子乃是整个抽水蓄能机组当中的关键构成，同时还是保障发电与抽水成功与否的关键所在，其运行好坏会对机组的安全、稳定运行产生直接影响。

本文结合实例，就转子磁极比较常见的故障及其原因进行分析，且探讨具体的解决思路，先剖析如下。

1.抽水蓄能机组转子磁极典型故障的原因分析 1.1磁极连接线本体裂纹2010年，在对某抽水蓄能电厂的第1、4号机进行检修时，从中发现转子部分磁极的连接线存在裂纹情况。

（1）原因。

某抽水蓄能电厂的磁极连接线本体裂纹缺陷仅出现过机组投产的初期，原因为磁极连接线原先采用的是传统的刚性连接，与磁轭上端面处于垂直状态，且切向连接。

需要指出的是，采用该种连接方式时，未能将其一些特点考虑在内，如正反转、启动频繁及机组转速太高等。

抽水蓄能机组转子磁极典型故障（缺陷）原因分析及对策抽水蓄能机组是一种利用水能进行能量转换和储存的装置，其转子磁极作为机组核心部件，其稳定运行对于机组的性能和安全至关重要。

在实际运行中，转子磁极可能会出现各种故障和缺陷，影响机组的正常运行。

本文将对抽水蓄能机组转子磁极的典型故障（缺陷）原因进行分析，并提出相应的对策，以期为相关领域的工程技术人员提供参考。

1. 转子磁极断裂：转子磁极常见的故障之一是断裂。

造成转子磁极断裂的主要原因包括材料质量不合格、制造工艺不完善、设计参数不合理等。

机械振动、轴向和径向力的作用也可能导致转子磁极的断裂。

2. 转子磁极表面损伤：在实际运行中，转子磁极的表面可能出现磨损、裂纹等损伤现象，这些损伤可能会影响磁极的稳定性和工作性能。

造成转子磁极表面损伤的原因主要包括磁场不均匀、机械碰撞、材料疲劳等因素。

3. 磁极接触不良：磁极接触不良会导致磁极与转子之间的接触面积减小，从而影响机组的输出功率和效率。

磁极接触不良的原因多为机械装配不当、磁极和转子匹配不良等。

4. 磁极励磁系统故障：磁极励磁系统是保证转子磁极正常运行的关键部件，一旦出现故障会直接影响整个机组的运行稳定性和输出性能。

磁极励磁系统故障的原因包括电气故障、控制系统故障、励磁线圈损坏等。

二、对应的对策1. 采用优质材料和严格的工艺：为了避免转子磁极断裂的问题，应该在材料的选用和生产加工过程中严格把控，确保转子磁极的质量达到设计要求。

可以通过合理的设计和仿真分析来优化转子磁极的结构，降低断裂的风险。

2. 增强监测和维护：针对转子磁极表面损伤问题，应建立完善的监测体系，定期对转子磁极进行表面检测和评估，及时发现并处理表面损伤问题，延长转子磁极的使用寿命。

可以通过改进磁场设计和加强润滑保护等手段来减少转子磁极表面的损伤。

3. 加强装配质量管理：为了避免磁极接触不良的问题，需要加强装配质量管理，确保磁极与转子之间的接触质量。

可以采用合适的装配工艺和工具，提高装配的精度和效率，避免接触不良问题的出现。

惠州抽水蓄能电站主设备的继电保护【摘要】惠蓄电站8台发电机组、主变、500kV高压电缆的继电保护为法国ALSTOM供货，采用的保护装置是ARV AR公司产品，抽水蓄能机组的工况比常规机组工况复杂，继电保护系统的配置和实现比常规机组要求高，针对惠蓄电站继电保护的特点，对发电机、变压器和500kV高压电缆的继电保护配置做了的介绍。

【关键词】蓄能电站；机组；主变；高压电缆保护；配置；调试1 简述惠州抽水蓄能电站A厂和B厂总共安装8台300MW水泵水轮机/发电电动机组，发电机组分别与主变压器接成8组发电机-变压器单元，每两组发-变单元在主变500kV侧联合，500kV侧采用不完全单母线双断路器分段接线，500kV 出线一回接至博罗500kV变电站，二回接至东莞500kV变电站。

电站在系统中的主要任务是调峰、填谷、事故备用、调频和调相。

2 电气主设备保护配置图图1为1#机组发电机、主变、高压电缆、厂用变、励磁变的保护接线图，其中1#、2#机组共用一套高压电缆保护，其他机组的类似。

图1 1#机组主设备保护配置图3 电气主设备保护的配置3.1 发电机组保护发电机保护设计A、B两套保护，主要的保护功能基本相同，互为备用。

A 套中设置P343和P141各一台保护装置。

B套中设置P632、P345、P141、RARIC 各一台保护装置。

保护出口设置有插针式的出口跳闸矩阵。

P343、P345B的保护设置有2套保护定值：setting 1（发电模式方向），setting 2（电动模式方向），在水泵工况时由内部软件对电压和机组中心点侧的电流进行A/C换相。

P141 A 、P141 B设置有2套保护定值：setting 1（发电模式方向），setting 2（电动模式方向），在水泵工况时由内部软件对电压进行A/C换相。

P632 B的保护设置有3套保护定值：setting 1（发电模式方向），setting 2（电动模式方向），在水泵工况时由内部软件对机组出口侧和中心点侧的电流都进行A/C换相，setting 3（用于电气刹车、背靠背工况）。

惠州抽水蓄能电站尾水事故闸门液压控制回路剖析作者简介：李云丽（1983-），男，湖南永州人，高级工程师，本科，工作方向：工程管理。

摘要：惠州抽水蓄能电站尾水事故闸门由水电八局制作，其液压控制设备由法国ALSTOM设计、制造，该系统在惠蓄电站的应用非常成功，本文通过对其控制回路的详细介绍，希望能为类似工程建设、设计、施工提供参考。

关键词：水电站尾水事故闸门液压控制1电站概况惠州抽水蓄能电站位于广东省惠州市博罗县城郊，A、B厂共安装8台机组，总装机容量2400MW，是一座周调节的纯抽水蓄能电站。

电站主要由上水库、下水库、引水系统、地下厂房洞室群及500kV开关站等建筑物组成。

2尾水事故闸门简介由于抽水蓄能电站布置上的特殊性，大部分电站的机组安装高程都很低，惠州抽水蓄能电站也不例外，其地下厂房相对下水库埋深达110m，尾水位远远高于厂房，A、B厂在机组尾水管出口与尾水调压井之间各布置一个专门的尾水事故闸门室，其尺寸为（长×宽×高）84.5m×5.7m×12.75m，分别设置4套尾水事故闸门，主要功能就是及时闭门以阻断下水库及尾水隧洞的水流从而方便机组的检修或在事故时紧急下闸断流防止下库水流淹没厂房。

尾水事故闸门主要由门槽、门叶、液压接力器、液压控制系统、管路、电气设备等组成。

2.1 尾水事故闸门设计参数孔口宽度3200mm，孔口高度4000mm，闸门全开位置高度4350mm，设计水头110m，在设计水头下的单向漏水量≤2 L/s，接力器工作行程4350mm，启门速度0.8m/min，闭门速度1.0m/min，接力器单吊点。

2.2 尾水事故闸门操作要求1）关闭：检修水泵水轮机时能静水关闭；在事故情况下能动水关闭。

2）开启：开启旁通阀充水平压，待闸门前后水头差小于5m时开启闸门。

3）自动联锁装置：尾水事故闸门与进水阀进行联锁，当进水阀处于开启状态不能操作本闸门，本闸门处于关闭状态不能开启进水阀，互相闭锁。

抽水储能发电概述1.国内抽水储能应用发展现状1.1惠州抽水蓄能电站项目惠州抽水蓄能电站位于广东省惠州市博罗县境内，距离广州112公里，距离惠州市20公里。

上库为范家田水库，位于东江支流小金河上游的象头山上，控制集雨面积5.22平方公里，上库主坝坝高54米，坝长150米，正常蓄水位∨760米，相应库容2468万立方米。

下库为礤头库盆，控制集雨面积11.29平方公里，下库主坝坝高51米，坝长430米，正常蓄水位∨227米，相应库容2360万立方米。

输水隧洞一洞四机，输水隧洞全长4454米，最大洞径φ9米。

计划总投资近８０亿元的惠州抽水蓄能电站是广东省内兴建的第二座大型抽水蓄能电站，也是“西电东送”的配套工程。

该电站分上下两库建设，设计装机容量２４００ＭＷ。

到设计水平年２０１０年，年发电量４５．６２亿ＫＷＨ，年抽水蓄能电量６０．０３亿ＫＷＨ。

该项目目前正在做施工前期准备工作，计划明年开工建设，２００８年首台机组投入运行，２０１１年８台机组全部投入商业运行。

惠州抽水蓄能电站的建设，是广东电力系统电力需求和电源结构优化的需要。

电站开发任务为调峰、填谷，兼有紧急事故备用、调频调相调压功能，它对改善系统调峰状况，增强系统事故反应能力，提高系统运行的可靠性、灵活性和安全性、提高系统电能质量起到重要作用。

同时是确保"西电东送"顺利实施的主力保安电源。

到设计水平年２０１０年，年发电量４５．６２亿ＫＷＨ，项目所需关键设备:水泵水轮机及发电电动机组、计算机监控系统、主变压器、静止变频装置、发电机断路器、500千伏电力电缆及500千伏GIS等。

2004年国家将惠州，宝泉，白莲河实行捆绑式招标，中标的阿尔斯通公司向惠州等三家抽水储能电站分别提供16台30万千瓦机组设备。

并向东方电机股份有限公司，哈尔滨电机有限责任公司进行技术转让，技术转让内容的核心包括：水泵水能机和发电电动机设计的关键技术。

东方电机分包了惠州抽水储能电站的四号机组。

1号机发电工况电气事故停机原因分析及处理余祖良;陈灵峰;刘玉玉【摘要】简述一起抽水蓄能机组由于机端电压互感器故障导致电气故障停机事件,通过对上位机实时记录的故障报警信号和机组保护装置的故障录波分析,找出机组电气故障停机发生的原因,并介绍故障处理过程,同时提出对机端电压互感器日常维护工作的建议.【期刊名称】《水电站机电技术》【年(卷),期】2017(040)009【总页数】2页(P21-22)【关键词】电压互感器;定子接地保护;抽水蓄能【作者】余祖良;陈灵峰;刘玉玉【作者单位】华东桐柏抽水蓄能发电有限责任公司,浙江天台317200;华东桐柏抽水蓄能发电有限责任公司,浙江天台317200;华东桐柏抽水蓄能发电有限责任公司,浙江天台317200【正文语种】中文【中图分类】TV743华东桐柏抽水蓄能电站是一座日调节纯抽水蓄能电站，共安装4台立轴单级混流可逆式水泵水轮机组，机组单机容量300 MW，总装机容量为1 200 MW。

机组主要有发电、发电调相、抽水、抽水调相等4种正常运行工况，还有水轮机、线路充电（黑启动）、水泵拖动等3种特殊运行工况，在华东电网中承担调峰、填谷、调频、调相和事故备用等任务。

2016年11.18日，桐苍5419线运行，500 kV分段5012断路器冷备用，桐岩5420线检修；1号、2号主变运行，3号、4号主变检修；1、2号机发电运行，3号机A修，4号机C修；1号厂变供10 kVⅠ段，10 kVⅡ段由坎顶变10 kVⅠ段供。

09:50.40，1号机组带300 MW负荷运行过程中，1号机保护B组95%定子接地保护64G-B动作，1号机组带负荷跳机，10:00:38 1号机停机稳态，1号机改为检修状态。

监控报警记录：09:50.39.8991号主变保护B组主变低压侧接地保护64T-B启动09:50.39.9231号机保护B组95%定子接地保护64G-B启动09:50.40.3231号机保护B组95%定子接地保护64G-B动作09:50.40.3281号机B组保护事故信号跳闸09:50.40.3221号机保护停机1动作09:50.40.3331号机保护停机2动作09:50.40.3841号机发电机出口开关位置分闸09:50.40.9901号机电气事故停机09:59.43.2491号机机械制动状态投入10:00.38.7901号机停机工况是值守人员立即汇报华东网调并申请1号机改为检修后，运维人员现场检查1号机组G/M A组保护盘、1号机组G/M B组保护盘。