抽水蓄能电站典型故障处理点评PDF电子书下载

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第一篇电气一次设备 2

第1章 升压站设备 2

一、系统概述 2

二、故障综述 3

三、升压站设备故障处理点评 4

（一）故障处理关键 4

（二）故障处理点评 5

【案例1-1】架空线路跳闸 5

背景知识：故障录波图分析 8

阅读资料：电流互感器端子故障导致电流显示异常 9

【案例1-2】断路器非全相运行 11

阅读资料：断路器控制回路故障 14

【案例1-3】GIS气隔SF6气体压力报警 17

【案例1-4】GIS气隔防爆膜破裂 20

阅读资料：升压站设备其他类型故障介绍 22

小结 25

第2章 发电机出口及启动母线设备 28

一、系统概述 28

二、发电机出口电气设备故障综述 29

三、发电机出口电气设备故障处理点评 29

（一）故障处理关键 29

（二）故障处理点评 30

【案例2-1】发电机出口断路器操动机构卡涩导致分闸失败 31

背景知识：发电机出口断路器结构及操作原理介绍 34

【案例2-2】合闸线圈松动导致机组发电机出口断路器合闸失败 36

阅读资料：发电机出口断路器触头烧损 38

阅读资料：发电机出口断路器动触头断裂 39

【案例2-3】监控卡件故障导致机组发电机出口断路器分闸失败 40

阅读资料：抽水工况停机时发电机出口断路器开断电流异常增大 42

【案例2-4】分闸回路断线导致发电机出口断路器分闸失败 43

背景知识：发电机出口断路器分闸控制回路介绍 45

【案例2-5】操动机构漏气导致发电机出口断路器分闸闭锁 46

【案例2-6】换相隔离开关合闸失败导致机组启动失败 49

背景知识：换相隔离开关控制回路介绍 51

阅读资料：监控卡件故障导致换相隔离开关分闸失败 53

【案例2-7】电气制动隔离开关烧损导致主变压器跳闸 54

【案例2-8】静止变频器输出隔离开关电源故障导致机组启动失败 57

【案例2-9】卡件通信故障导致启动母线隔离开关无法分合 59

阅读资料：电气闭锁逻辑卡件故障导致被拖动隔离开关合闸失败 62

背景知识：启动母线设备逻辑闭锁回路介绍 62

【案例2-10】被拖动隔离开关无法分闸导致机组转抽水工况闭锁 64

【案例2-11】控制方式选择开关卡涩导致被拖动隔离开关合闸失败 66

小结 68

第3章 主变压器 72

一、系统概述 72

二、主变压器故障综述 73

三、主变压器故障处理点评 74

（一）故障处理关键 74

（二）故障处理点评 74

【案例3-1】主变压器内部严重故障 74

背景知识：主变压器油色谱分析方法 77

阅读资料：主变压器高压套管故障 79

【案例3-2】主变压器绕组测温回路故障 80

背景知识：主变压器测温原理 83

【案例3-3】主变压器充电时励磁涌流导致主变压器跳闸 85

阅读资料：主变压器充电时重瓦斯保护动作跳闸 87

【案例3-4】主变压器空载冷却水故障导致相邻机组发电工况跳机 88

阅读资料：主变压器冷却水PLC逻辑缺陷导致机组跳机 90

小结 91

第4章 发电电动机 94

一、系统概述 94

二、故障综述 95

三、发电电动机故障处理点评 96

（一）故障处理关键 96

（二）故障处理点评 96

【案例4-1】机组定子绝缘异常导致主变压器跳闸 96

阅读资料：发电电动机定子短路故障 99

【案例4-2】转子挡风板支撑杆脱落导致机组与主变压器接地保护动作 100

【案例4-3】轴电流保护动作导致抽水启动失败 102

背景知识：防止轴电流的对策 104

【案例4-4】转子磁极绝缘异常导致转子接地保护动作 107

【案例4-5】转子磁极匝间短路故障导致定子匝间短路保护动作 109

阅读资料：发电机磁极线圈异常变形及处理 111

阅读资料：发电机磁极引线熔断 113

阅读资料：发电机扫膛事故 114

阅读资料：机组磁极端部压板部件疲劳断裂 116

阅读资料：发电机挡风板内嵌支撑钢板甩出 116

【案例4-6】机械刹车退出异常导致发电启动失败 117

阅读资料：机组高速加闸故障 119

【案例4-7】推力轴承冷却水管路渗漏导致机组抽水转移负荷 120

阅读资料：发电电动机推力瓦面受损 122

阅读资料：推力轴承内盖板下方隔油板掉落 123

小结 124

第5章 厂用电系统 127

一、系统概述 127

二、厂用电系统故障综述 128

三、厂用电系统故障处理点评 128

（一）故障处理关键 128

（二）故障处理点评 129

【案例5-1】公用配电盘馈线断路器故障导致配电盘着火 129

【案例5-2】倒闸操作过程中主厂房公用配电盘着火 134

背景知识：地下厂房通风空调及防火排烟联合控制原则 140

【案例5-3】主厂房公用配电盘馈线断路器故障导致配电盘着火 141

【案例5-4】厂用电断路器绝缘损坏导致主变压器跳闸 146

【案例5-5】厂用电母线电压互感器着火 150

【案例5-6】厂用电架空线路短路故障跳闸 152

【案例5-7】厂用电断路器电缆头温度高 155

小结 157

第6章 静止变频器 160

一、系统概述 160

二、静止变频器故障综述 160

三、静止变频器故障处理点评 161

（一）故障处理关键 161

（二）故障处理点评 162

【案例6-1】静止变频器信号继电器故障导致机组抽水调相启动失败 162

背景知识：SFC启动流程 164

【案例6-2】静止变频器输出断路器未拉开导致机组抽水调相工况启动失败 165

【案例6-3】SFC启动励磁中间继电器故障导致机组抽水调相工况启动失败 167

阅读资料：SFC转子初始位置检测故障 169

【案例6-4】静止变频器同期增速继电器故障导致机组抽水调相启动失败 171

【案例6-5】静止变频器冷备用状态下输入断路器异常自动合闸 173

【案例6-6】静止变频器逆变桥零序电压保护动作导致机组抽水调相工况启动失败 175

【案例6-7】静止变频器控制器程序及相关参数设置不合理导致机组抽水调相工况启动失败 177

阅读资料：SFC程序缺陷导致机组抽水调相启动过程中同期超时故障 179

【案例6-8】静止变频器控制器参数设置不合理导致机组抽水调相工况启动失败 182

小结 184

第二篇电气二次设备 188

第7章 监控系统 188

一、系统概述 188

（一）监控系统 188

（二）成组控制 190

（三）同期装置 190

二、监控系统故障综述 191

三、监控系统故障处理点评 191

（一）故障处理关键 191

（二）故障处理点评 192

【案例7-1】监控系统断网导致机组状态远方监控功能失去 192

背景知识：监控系统通讯原理与断网诊断 195

【案例7-2】程序误触发导致抽水机组异常停机 196

【案例7-3】抽水机组吸收有功功率显示异常 199

【案例7-4】电压条件不满足导致机组抽水调相工况启动失败 201

背景知识：模拟量输入卡与不同类型输入／输出量 203

【案例7-5】机组有功变送器故障导致抽水工况导叶接力器开度摆动 204

【案例7-6】机组有功变送器故障引起机组停机时甩负荷 206

阅读资料：调速器电气柜未收到发电机出口断路器（GCB）位置导致导叶未继续开启 208

阅读资料：无功功率变送器故障导致机组过励磁 209

【案例7-7】监控系统通信转换器故障导致抽水调相启动失败 210

背景知识：交流采样智能电能表及传输回路简介 212

【案例7-8】下水库水位信号丢失导致4台机组自动转停机 213

【案例7-9】监控通信异常导致机组抽水工况跳机 215

【案例7-10】同期装置异常导致抽水调相工况启动失败 218

【案例7-11】同期超时导致机组抽水调相启动失败 220

【案例7-12】同期继电器故障导致发电机出口断路器合闸失败 222

小结 224

第8章 电气保护 227

一、系统概述 227

二、电气保护故障综述 230

三、故障处理点评 230

（一）故障处理关键 230

（二）故障处理点评 231

【案例8-1】主变压器大差保护误动导致主变压器跳闸 231

【案例8-2】机组大差保护误动导致机组停机失败 233

【案例8-3】相序监视保护条件不满足导致机组启动失败 236

【案例8-4】机组负序过流保护误动导致500kV断路器跳闸 238

【案例8-5】过负荷保护报警导致机组工况转换闭锁 240

【案例8-6】保护卡件报警导致机组工况转换闭锁 242

【案例8-7】低功率保护动作导致抽水调相启动失败 243

【案例8-8】低频过流保护动作导致机组背靠背拖动失败 245

小结 247

第9章 励磁系统 251

一、系统概述 251

二、励磁系统故障综述 252

三、励磁系统故障处理点评 252

（一）故障处理关键 252

（二）故障处理点评 253

【案例9-1】磁场断路器操动机构故障导致机组停机超时 253

阅读资料：磁场断路器操动机构其他故障 255

背景知识：CEx系列磁场断路器介绍及维护要求 256

【案例9-2】磁场断路器跳闸命令监视装置故障导致机组发电工况自动转停机 257

阅读资料：磁场断路器跳闸命令监视装置其他故障 259

【案例9-3】励磁变压器绕组绝缘故障导致着火 260

阅读资料：励磁变压器其他故障情况介绍 262

【案例9-4】励磁系统风扇故障导致机组工况转换闭锁 264

【案例9-5】励磁系统辅助电源开关跳闸导致机组工况转换闭锁 265

【案例9-6】励磁调节器卡件故障导致机组抽水工况失磁跳闸 267

背景知识：同步电机失磁的典型特征现象和危害 269

【案例9-7】励磁系统外接录波器线缆短路导致机组发电工况启动失败 270

【案例9-8】机组无功变送器故障导致励磁系统过励限制器动作 271

小结 274

第10章 直流系统 277

一、系统概述 277

二、系统故障综述 278

三、直流系统故障处理点评 279

（一）故障处理关键 279

（二）故障处理点评 279

【案例10-1】直流系统接地导致上水库闸门事故落门 280

【案例10-2】交流电窜入直流回路导致上水库闸门事故落门 282

【案例10-3】直流系统接地导致全厂机组闭锁工况转换 285

【案例10-4】雷击导致上水库信号回路防雷端子击穿引起直流系统接地 288

阅读资料：双回路直流电源开关跳开导致机组跳机 292

小结 293

第11章 自动化元器件 296

一、系统概述 296

二、自动化装置故障综述 298

三、自动化装置典型故障处理点评 299

（一）故障处理关键 299

（二）故障处理点评 299

【案例11-1】机组推力轴瓦测温元件故障导致发电工况跳机 299

【案例11-2】推力轴承瓦温高测点故障连续多次导致机组跳机 301

阅读资料：热电阻（RTD）元件故障原因分析及对策 303

【案例11-3】振动装置故障导致机组发电工况跳机 306

【案例11-4】上机架振动卡件故障连续两次导致机组抽水工况跳机 308

【案例11-5】尾水测量装置故障导致机组抽水调相工况启动失败 311

小结 313

第三篇水力机械设备与水工建筑物 318

第12章 水泵水轮机 318

一、系统概述 318

二、系统故障综述 321

三、水泵水轮机典型故障处理点评 321

（一）故障处理关键 321

（二）故障处理点评 321

【案例12-1】调试运行期间发生机组抬机 321

阅读资料：机组抽水运行时泄水环脱落导致机组振动过大停运 325

【案例12-2】高水头转抽水机组出现异常振动导致机组跳机 327

阅读资料：蜗壳尾水平压管预埋露出段破裂喷水导致水淹厂房 329

【案例12-3】主轴密封抬起导致机组抽水调相工况启动失败 331

【案例12-4】主轴密封温度异常导致机组转移负荷 333

阅读资料：大轴主轴密封改造 335

【案例12-5】水导油位低导致机组跳机 341

背景知识：水导油位低低跳闸回路介绍 343

【案例12-6】水导油混水导致机组转移负荷 344

阅读资料：水导油盆密封改造 345

【案例12-7】低水头发电工况启动因转速波动较大导致并网失败 348

【案例12-8】机组低水头发电并网后进入水轮机制动运行区域导致逆功率保护动作 350

阅读资料：导叶预开装置MGV在解决低比转速水泵水轮机空载稳定性中的应用 352

【案例12-9】机组转抽水工况过程中导叶预开装置油管喷油导致紧急停机 359

小结 360

第13章 调速器系统 364

一、系统概述 364

二、调速器系统故障综述 366

三、调速器系统故障处理点评 366

（一）故障处理关键 366

（二）故障处理点评 366

【案例13-1】导叶位置反馈丢失导致导叶自动关闭 367

【案例13-2】调速器油位异常下降导致高压气进入集油槽 369

【案例13-3】调速器主油阀全开信号未收到导致机组启动失败 371

【案例13-4】伺服阀故障导致机组导叶开度波动 373

背景资料：比例阀与伺服阀 375

【案例13-5】紧急停机阀复位信号异常导致发电工况启动失败 378

【案例13-6】导叶液压锁定位置开关故障导致发电工况启动失败 380

阅读资料：机械开限启动开度位置开关导致机组转速无法达到额定转速 381

阅读资料：导叶关闭规律水泵模式压力开关异常导致机组抽水调相启动失败 383

【案例13-7】机组发电工况无法自动增减负荷 385

【案例13-8】调速器压力油槽油位低浮子误动导致压力油泵未启动 387

【案例13-9】调速器压力油泵交流电源丢失导致机组跳机 388

【案例13-10】调速器液压柜喷油导致机组抽水工况紧急停机 391

【案例13-11】调速器压力油泵卸载回路故障导致油安全阀动作 393

【案例13-12】机组测速装置故障导致机组停机失败 395

小结 396

第14章 主进水阀 400

一、系统概述 400

二、系统故障综述 401

三、主进水阀故障处理点评 403

（一）故障处理关键 403

（二）故障处理点评 405

【案例14-1】球阀工作密封渗漏导致引水系统发生自激振动 405

阅读资料：主进水阀本体故障介绍 410

【案例14-2】主进水阀泵工况模式信号继电器故障导致工况转换失败 414

背景知识：低功率保护、溅水功率保护介绍 416

背景知识：发电／抽水工况主进水阀开启控制逻辑区别 416

【案例14-3】主进水阀开度信号未收到导致机组启动失败 418

背景知识：各工况转换时主进水阀与导叶的配合 419

【案例14-4】主进水阀旁通阀全开信号未收到导致机组启动失败 422

【案例14-5】主进水阀接力器锁定行程开关故障导致机组启动失败 424

【案例14-6】主进水阀工作密封投入信号未收到导致机组停机失败 426

【案例14-7】主进水阀工作密封压力开关堵塞导致抽水工况启动失败 429

【案例14-8】主进水阀工作密封压力开关故障导致机组启动失败 431

【案例14-9】主进水阀工作密封配压阀卡涩导致工作密封投入失败 434

【案例14-10】主进水阀压力油罐油位低低导致机组跳机 435

背景知识：压力油罐油位保护 437

小结 438

第15章 金属结构 442

一、系统概述 442

二、系统故障综述 442

三、金属结构故障处理点评 443

（一）故障处理关键 443

（二）故障处理点评 443

【案例15-1】下水库右岸放空闸阀爆裂导致下水库放空 443

【案例15-2】尾闸位置开关松动导致机组发电工况启动失败 445

【案例15-3】尾闸全开信号丢失导致主进水阀非正常关闭 447

小结 449

第16章 油气水系统 451

一、系统概述 451

二、系统故障综述 452

三、油气水典型故障处理点评 452

（一）故障处理关键 452

（二）故障处理点评 453

【案例16-1】技术供水泵反转导致机组启动失败 453

背景知识：技术供水泵主备用切换逻辑 455

阅读资料：因主轴密封增压泵启动反馈信号异常导致发电工况启动失败 456

【案例16-2】因迷宫环供水阀卡涩未正常开启导致机组启动失败 456

阅读资料：因迷宫环供水阀位置开关故障导致机组启动失败 458

【案例16-3】因蜗壳排气阀信号反馈异常导致机组启动失败 458

背景知识：机组电磁液压阀门命令、位置信号反馈回路 460

阅读资料：因转轮回水排气阀异常开启导致机组启动失败 461

【案例16-4】因水环排水阀未关闭导致机组转抽水过程中低功率保护跳机 462

【案例16-5】因高压气系统异常导致机组启动失败 464

小结 466

第17章 水工建筑物 468

一、系统概述 468

二、系统故障综述 469

三、水工建筑物故障处理点评 470

（一）故障处理关键 470

（二）故障处理点评 471

【案例17-1】上水库库底廊道底板开裂处理 471

阅读资料：某抽水蓄能电站上水库历年放空及库盆大修情况介绍 472

【案例17-2】施工支洞堵头部位排水管涌水 475

小结 479

第四篇人因失误 482

第18章 人因失误 482

一、综述 482

二、人因失误点评 482

【案例18-1】运行值班人员误判断主变压器大差保护动作信息 483

阅读材料：值班人员故障处理时误拉断路器 485

【案例18-2】维护人员擅自试验导致运行设备误跳闸 486

阅读材料：维护人员误操作与误入间隔 486

【案例18-3】施工人员锯割电缆导致机组跳闸 487

【案例18-4】二次安全措施未恢复导致主变压器充电失败 488

小结 490

附录A 专业术语释义 493

附录B 英文缩略词表 494

后记 497

参考文献 500

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