1、（3）励磁系统发电机励磁调节器采用XXX公司生产的FWL/B型自并励静止可控硅励磁系统和NES-5100励磁调节系统，由两套完全独立的控制单元构成，每套调节器均设有AVR、FCR及各种辅助控制、限制、监视和保护功能。励磁变压器由海南金盘生产，采用环氧树脂浇注的三个单相干式整流变压器。励磁变压器容量为3990kVA，一次侧电压为18kV，二次侧电压为765V。（4）主变压器开关站户外布置有5台型号为SFP-390000/500的三相强迫油循环风冷无载调压变压器，重庆ABB变压器有限公司生产，高压侧采用油/SF6套管与GIS相连接；低压侧采用油/空气套管与IPB连接；中性点经油/空气套管引出后直接
2、接地。（5）500kV GIS500kV GIS由XX公司生产，型号为ZF8550，共10个间隔，包括5个进线间隔、2个出线间隔、1个母联开关间隔和2个PT、避雷器间隔。GIS为金属封闭离相式结构，铝合金外壳。8台断路器为水平卧式，双断口，配液压弹簧操作机构，型号为ZF8-550（L）/Y2550-50，额定电压550kV，额定电流2500A, 额定短时耐受电流50 kA/1s。采用双母线带母联断路器接线方式，二回500kV出线由GIS室顶出线平台送至500千伏张家坝变电站。（6）继电保护系统发电机保护为XXRCS-985GW，变压器保护为南瑞继保RCS-985TW，变压器非电量保护为南瑞继保
3、RCS-974AG。线路保护为双重化配置,为南瑞继保RCS-931AM型超高压线路成套保护装置、RCS-925A型过电压保护及故障起动装置和重合闸及辅助保护柜中的RCS-923B型断路器失灵起动及自动重合闸装置。母联开关保护由母联开关PRC23A-20辅助保护柜内的南瑞继保RCS-923A型断路器失灵及辅助保护装置构成。（7）计算机监控系统计算机监控系统采用XX集团公司生产的SJ-600型水电厂分层分布式计算机监控系统，全开放全分布式体系结构。整个系统分成主控级和现地控制级两层，全厂历史数据库安装在在主控级信息管理工作站中。监控系统各功能分布在系统的各个节点上，每个节点严格执行指定的任务，并通
4、过网络与其它节点进行通信。现地控制级按电站设备分布设置，整个电站设置5套机组现地控制单元（LCU1LCU5）、1套公用现地控制单元（LCU6）和1套开关站现地控制单元（LCU7）。计算机监控系统完成对电站主要机电设备的实时数据采集和处理、实时控制和调节、安全运行监视、统计制表和记录、事故处理指导和恢复操作指导、语音报警、系统通信、系统自诊断与自恢复、程序开发及模拟培训、电站运行维护管理及ON CALL等功能。2.运行简历：2号发电机组于2008年5月15日投产，至2016年共进行了一次A修，时间2012年11月18日-2013年2月5日，一次B修，时间2010年3月3日-2010年4月10日，
5、7次C修，最近一次检修为2016年11月8日开始的C修。3.主要历史状况等：（1）发电机定子上层线棒绝缘受损。2014年3月5日，2号机组网源参数试验期间，在进行励磁调节器的反时限动作功能测试时，由于误整定励磁参数，导致发电机失磁失步，造成2号发电机转子阻尼环形软连接因固定螺栓过流熔断导致断裂并甩出，对部分定子线棒端部、R 弯和出槽口等处绝缘不同程度损伤。根据定子线棒绝缘受损的具体程度、现场检查情况及试验结果，确定对主绝缘严重受损的线棒进行更换，表层绝缘受损线棒进行修补处理，其余线棒进行一般修复处理。计划在第二轮A修中对2号发电机定子绕组进行绝缘老化鉴定试验，评估绕组绝缘状态，并结合鉴定结果，
6、更换线棒R弯部主绝缘受损的98根线棒。（2）控制环偏磨严重。2号机组控制环在运行中因抗磨板的磨损，磨擦部位出现大量粉末状铁屑，混入润滑脂中溢出，2015年11月进行C修时将控制环吊起检查，发现大部分抗磨板磨损严重，其中小部分已彻底磨损，同时控制环和顶盖结合部位也有不同程度的磨损情况。该情况在3号、5号机组上也存在，但以2号机组磨损最为严重，且存在以下共性：控制环压板螺栓均有被磨损痕迹； +Y方向立面抗磨板磨损严重，-Y方向底面抗磨板磨损严重。2015年11月C修进行了以下处理：对控制环抗磨板全部进行了更换，重新钻铰抗磨板螺栓；考虑到控制环+Y方向磨损较严重，对控制环调转180后重新回装，调整好
7、接力器水平后与控制环进行了连接。经过一年的运行，2016年11月C修对2号机组控制环吊起检查发现，除+Y方向控制环与顶盖止口边缘存在磨损外，其余控制环立面、控制环底面抗磨板均未有重大磨损，只存在个别的刮擦现象。（二）存在的主要问题：1.缺陷情况的历史记录和叙述：（1）发电机定子绕组绝缘受损：2014年3月5日，2号机组网源参数试验期间，在进行励磁调节器的反时限动作功能测试时，由于误整定励磁参数，导致发电机失磁失步，造成2号发电机转子阻尼环形软连接因固定螺栓过流熔断导致断裂并甩出，对部分定子线棒端部、R 弯和出槽口等处绝缘不同程度损坏。（2）导叶中轴套漏水：导叶中轴套密封老化、损坏，使得中轴套与
8、导叶产生偏摩，造成轴套与轴颈间隙不均导致各台机组均出现导叶中轴套漏水问题，严重影响机组安全运行。在历年的检修中，对中轴套进行了多次的密封更换，但效果不佳，且处理时要通过将中轴套顶出来更换密封，费力费时。（3）控制环抗磨板磨损：2号机组控制环在运行中因抗磨板的磨损，磨擦部位出现大量粉末状铁屑，混入润滑脂中溢出，2015年11月进行C修时，将控制环吊起检查，发现大部分抗磨板磨损严重，其中小部分已彻底磨损，同时控制环和顶盖结合部位也有磨损情况。2.影响人身和设备安全的问题：发电机中性点铜排存在异常过热点：高温大负荷期间，5台发电机中性点各分支温度存在分布不均衡现象，存有异常温升点。3.影响设备可靠性
9、的问题：（1）电气二次设备接近或超过设计使用寿命：机组附属的电气二次设备主要包括机组计算机监控系统LCU、发电机励磁系统、发电机保护系统、主变压器保护系统、发电机故障录波装置、技术供水流量计、机组状态监测系统、主变冷却器控制系统、水轮机辅助设备控制系统等，随着投产年限的增加，各类元器件老化严重，备件采购困难，设备系统逐步进入故障高发期，可靠性明显降低。通过对设备厂家的实地调研和设备厂家意见，计划结合机组A修对上述设备系统进行升级改造，消除设备老化所带来的安全隐患，提高设备系统及发电机组的运行可靠性。（2）发电机磁极键改造：我公司发电机转子磁极键的采用锯齿形磁极键，两个字母键组合起来，用于锁紧发
10、电机转子磁极，具体如图11，近年来，在进行机组定检或者机组检修检查发电机磁极过程中，多次发现磁极键出现松动，磁极垫片被甩出的问题，危及发电机设备的安全稳定运行。经过第一轮机组A修后，对发电机转子圆度进行了调整，处理过程中回装磁极，出现过磁极键在打键过程中上端部被打散变形的情况，若两个磁极键在安装过程中相对高度过小，容易出现两个磁极键松动，2013年1号机组A修过程中，由于两个子母磁极键安装过程中预留相对长度过小，导致机组在过速试验后出现多个磁极松动的情况。4.系统配置与偏差无。5.环境保护的问题：6.节能降耗、提高经济性：7.改善劳动环境和条件等：发电机励磁集电环加装碳粉吸收装置：发电机组运行
11、过程中，电刷与集电环摩擦产生大量碳粉，如无法有效排除，积存覆盖在励磁集电环、电刷、刷握、励磁引线等处，导致励磁集电环由于碳粉过多，发生转子绝缘降低及接地故障，对机组安全稳定运行造成严重影响。由于受空间限制，机组未安装集电环碳粉吸收装置，在近10年的运行过程中，发生过多起由于碳粉堆积未及时清扫导致的转子一点接地故障；且在高温大负荷期间，每400h需定期对堆积碳粉进行清扫，降低了设备可靠性。同时，清理工作多在夜间进行，清扫时间较长，增加了人员安全风险（3）进行技术改造的必要性：2号发电机组存在发电机定子上层线棒绝缘受损、控制环严重偏磨等重大缺陷，考虑到发电机定子线棒绝缘劣化速度和机组运行中突发绝缘
12、击穿事件的不确定性和高风险性，通过技术改造、检修，消除上述缺陷隐患，保证机组安全稳定运行。（4）调查研究的主要依据、过程及结论：机组健康状况对比：1.定子机座振动水平对比：电站投产后，5台机组定子机座振动超标一直是困扰安全运行的重大顽疾。首轮A修后，通过调整机组磁极圆度、定转子间空气间隙，定子机座振动水平得到明显改善，但仍然超出规程要求。公司多次组织主机厂家、电科院及行业内知名专家对定子机座振动超标问题进行咨询和分析，并于2016-2017年陆续开展的3号机组B修、2、4、5号机组扩大性C修工作中对定子铁芯拉紧螺杆进行紧固至设计值，成功将5台机组定子机座水平振动降低至GB/T 7894-200
13、9水轮发电机基本技术条件第1号修改单（国家标准公告2014年28号）规定的C区域以下。计划在2018年底开始的第二轮机组A修中，结合磁极键改造为整体式结构以提升磁极键强度专项技改，再次高标准地调整发电机转子圆度，并按照设计预紧力再次对定子铁芯拉紧螺杆进行全面紧固，进一步优化定子机座振动水平。2.机组目前存在的主要设备问题（五）需要通过技术改造解决哪些问题：1.发电机定子线棒更换，恢复定子绕组绝缘性能，消除定子绕组绝缘故障隐患，提高机组运行可靠性；2.加装集电环碳粉吸收装置，消除碳粉堆积过多导致的转子接地故障；将减少机组定检时间；保护员工身体健康；3.计算机监控系统现地PLC模件升级改造，将现有
14、的MB80系列PLC模件升级为MB80E系列PLC模件，从根本上解决由于PLC本身元器件、模件原因造成整个控制系统异常情况的发生；4.励磁系统升级改造，解决均流系数反复劣化、各元器件寿命周期将至、励磁系统工控机时常死机、备品购置困难及采购价格贵等问题，满足厂内对时、网源协调、信号接入PMU的要求；5.发变组保护系统及故障录波系统设备升级改造，解决发电机出口未配置失灵保护、无法满足最新的入网运行要求、各元器件寿命周期将至、备品购置困难及采购价格贵等问题；6.调速器系统升级改造，实现调速器纯PID调节功能、满足并网状态下建模测试要求、满足并网状态下一次调频多点试验要求，解决各元器件寿命周期将至、调
15、速器系统工控机频繁死机等问题；7.导叶中轴套密封改造，解决中轴套密封容易老化，不耐磨，检修更换困难、漏水严重等问题；8.发电机转子磁极键改造，消除现有磁极键因刚度不够带来的设备安全隐患，提高发电机设备的可靠性，同时也减少了后期设备检修维护的工作量；9.控制环偏磨处理，消除偏磨现象，控制环动作平稳无跳动；10.状态监测系统升级改造，增强系统的稳定性；11.进水口液压启闭机解体检修，检查活塞杆并更换油缸所有密封件，活塞杆如存在刮痕需返厂重新进行电镀铬处理，以确保油缸设备的安全动作；12.压力钢管防腐、焊缝探伤及脱空检查处理，掌握压力钢管的运行性态，对压力钢管检查出的缺陷进行及时处理，防止其发展扩大
16、。三、方案论证：（一）改造方案描述及改造后预期达到的效果：结合2号机组A级检修，对2号发电机组单元及其附属设备技术改造，消除定子绕组绝缘故障、中轴套漏水、控制环偏磨等设备缺陷隐患，升级改造机组相关系统设备，增强系统的可靠性和稳定性。（2）从全部可能的设计方案中，提出23个最适合的可选方案（或建议方案：结合2号机组A级检修开展2号发电机组单元及其附属设备技术改造，包括发电机定子线棒、水轮机控制环、机组调速器、励磁及继电保护系统、机组监控系统现地LCU等。（3）施工方案、过渡方案：2号发电机组单元及其附属设备技术改造按照2号机组A级检修方案开展。（4）从技术、经济、效果等方面论证每个方案实施可行性
17、、合理性、存在问题和解决办法：1.发电机定子线棒更换：技术上，在机组大修中，转子已吊出，能对绝缘受损线棒进行拔除并嵌装备品线棒工作，备用线棒绝缘完好。经济上，能降低定子绝缘故障的发生，增加定子绕组使用电寿命，提高设备运行可靠性，降低非停事件的发生；2.加装集电环碳粉吸收装置：技术上：集电环罩内部空间较为狭小，内部管路与碳刷架距离较近。解决办法是对集电环进行改造，增加相对空间用于安装碳粉吸收装置；3.计算机监控系统现地PLC模件升级改造：通过对PLC升级改造，提高现地控制单元的可靠性，降低PLC本体的故障和缺陷发生率，保证机组安全稳定运行，减少维护人员的工作强度；4.励磁系统升级改造：解决了励磁
18、调节器老化的问题，保证了备品备件的长期、快速供应，此外，新一代励磁调节器的全新硬件、软件技术也是网源协调、智能诊断、远程数据分析以及智能水电厂建设等一系列新的要求、新技术和前瞻性研究所要求的必然潮流方向，解决了功率柜老化、均流的问题；5.保护系统及故障录波系统设备升级改造：可以对柜内的接线布局进行调整，对部分不规范的接线进行整理规范，能够对柜内的端子排按照当前要求进行颜色区分，对工作人员进行提醒，但是施工耗时较长、配线工作较繁琐。通过对屏柜的整体更换，可避免因柜内其他元器件故障带来的设备缺陷率增高的风险，保证了保护系统的安全性和可靠性；6.调速器系统升级改造：实现调速器纯PID调节功能、满足并
19、网状态下建模测试要求、满足并网状态下一次调频多点试验要求；7.导叶中轴套密封改造：能解决在非检修期，中轴套出现漏水在压力钢管和尾水不消压的条件下，通过压紧填料密封可以处理中轴套漏水现象。降低机组耗水率和厂用电率8.发电机转子磁极键改造：改造后的磁极键刚度大，在挂装磁极时直接使用，在转子处理时至少可节省工期2-3天；机组过速或甩负荷试验后可确保磁极键不产生松动，不需对松动磁极进行重新挂装处理，可节省检修工期1-2天；在后期机组小修或定检时，也可减少因磁极松动带来的磁极肩部间隙处理的工期；9.控制环偏磨处理: 修复顶盖和控制环磨损部位，使其达到设计要求，并结合检修项目检查解体接力器排除接力器原因导
20、致控制环偏磨因素，修复后控制环能达到运行平稳，消除控制环偏磨现象10.状态监测系统升级改造：提高现地采集装置可靠性，降低传感器故障发生率，保证机组在线监测系统安全稳定运行，减少维护人员的工作强度；11.进水口液压启闭机解体检修：此次进水口液压设备检修严格按照中国大唐集团公司设备检修管理办法及机组A级检修项目表进行检修，确保进水口启闭设备修后满足验收标准及要求；12.压力钢管防腐、焊缝探伤及脱空检查处理：充分掌握了压力钢管的运行性态，发现并消除潜在缺陷，确保不发生水淹厂房事故，保证2号机组压力钢管安全稳定运行。（5）要求定量、准确地对其性能指标、投资费用、效益、投资回报作出综合比较：更换绝缘修复
21、的线棒后，恢复了定子绝缘性能。有效防止了机组运行中定子绕组表面修补处绝缘击穿故障的发生，降低了机组非停事故的发生概率，提高了2号发电子定子绕组绝缘性能，增加定子绕组寿命，提高设备运行可靠性；能有效降低碳粉堆积，从而能降低接地故障的发生，提高了设备可靠性；碳粉的在产生过程中，碳粉吸收装置即可及时吸收，减少了机组在运行过程中碳粉通上端轴散落至转子中心体，碳粉通过上端轴与转子连接缝隙处，再甩出至磁极及定子表面，将降低转子及定子绕组绝缘性能；同时，能防止碳粉污染其它设备，降低夜间工作时间及次数，有效降低公司职工因吸入碳粉颗粒导致的肺部职业疾病，公司职工的健康身体得到可靠保障。同时，在高温大负荷主汛期间
22、，能延长机组停机清扫滑环间隔时间，减少停机次数，增加设备可用小时，提高主汛期间发电量，提高公司综合经济效益；该升级方案总投资为67.85万元，改造完成后将保证2号机组计算机监控系统6-8年安全稳定运行，平均一年投入不到10万元，而机组一次因计算机监控系统故障造成不能正常开、停机，尤其是在夏季大负荷期间，处理一次PLC模件故障平均耗时在5小时，影响发电量在150万千瓦时，损失近50万元。随着设备运行年限增加，现有PLC模件发生故障的MTBF时间会越来越小；可以将励磁系统一步到位进行改造，改造后15年内不需要再进行改造，节约改造资金及人力物力达20万元/台机组；提高系统的健康水平及运行可靠性，降低
23、设备缺陷率，保障设备的正常良好的运行，避免了因设备老化问题造成的保护误动或拒动，保护误动将可能造成机组的非计划停运，将停机进行故障处理，一般停机时间约为3个小时，将损失电量约1050MW。若因设备问题造成保护拒动，将对区域电网的稳定性造成严重影响，并且带来电网公司和上级公司的经济考核；解决各元器件寿命周期将至、调速器系统工控机频繁死机等问题；技改后中轴套漏水会大大减小，同时减少检修期间更换中轴套密封数量，降低检修期间人员作业风险，增强了机组中轴套的密封能力，杜绝了因为此处密封损坏导致水淹厂房的可能性，保障了机组的运行稳定性和安全裕度；磁极键进行改造更换，既不影响主线工期，增加检修工作量，也未改
24、变设备结构、运行方式，能有效消除现有磁极键因刚度不够带来的设备安全隐患，提高发电机设备的可靠性，显著减少后期设备检修维护的工作量； 修复后控制环能达到运行平稳，消除控制环偏磨现象，保证机组安全稳定运行;更换完成后状态监测系统可以保持一个大修周期的安全稳定运行，目前因探头测量不准确，单独采购一个探头的价格都在一万元以上，且夏季大负荷时，需结合机组定检进行，机组内部温度高，工作时间短，给现场工作带来极大的安全隐患；可以提升进水口液压设备（特别是液压油缸）的可靠性，减少进水口液压设备的过维修；又能节省多次检修产生的维修费用；（6）提出推荐方案：结合2号机组A级检修开展2号发电机组单元及其附属设备技术
25、改造。四、项目规模和主要内容：（一）项目方案及内容综述（不超过40个字）：2号发电机组单元及其附属设备技术改造。（2）工程计划开竣工时间：2018.10.22-2019.01.19（3）项目范围：2号发电机组单元及其附属设备。（四）项目的主要设备材料构成：序号名称型号数量备注1定子线棒R2、R4982碳粉吸收装置3MB80 PLC模件MB80 4调节器通道配置NES61005工控机TPC12516变压器保护装置PCS-985TW7变压器非电量保护装置PCS-974G8发电机保护装置PCS-985GW9电调柜M340型10组合密封S1012-T2411轴用YX密封圈S03-P12楔子板式磁极键7
26、0对13数据采集装置TN8000（五）地址选择及地理位置、路径及方案：2号发电机组单元及其附属设备（六）改造后系统布置的变化：（七）性能和有关参数及必要的图纸：1.发电机定子绕组接线图、厂家设计制造维护说明及预防性试验规程；2.碳粉吸收装置设计改造图，设备控制原理图；3.拟更换的楔子板式磁极键图纸；（八）环境保护措施、治理方案和回收情况，对环境保护的评价：（九）对劳动定员和技术水平的要求及培训情况：（十）主要设备制造（订货）周期：三个月（十一）调研、可研、初设、设计、招标、订货、开工、工程各施工步骤（包括拆除、土建、安装等）、试验、调试、试运行、竣工验收等整个项目的时间进程计划安排：调研：2017.06可研：2017.08设计：2018.04订货：2018.07开工：2018.10竣工：2019.01（十二）对灰场工程、构筑物及一般土建工程，应注意气象、水文、地质、地形、地下物等资料的收集和叙述。五、工程实施条件：（一）工程项目有关征地、占地、施工临
