淨水頭是指水泵的出口壓力。水電站機組調速器系統進行過技術改造，改造之前使用MCE公司的MIPREG DGC葉開度為75%，槳葉開度為55%，淨水頭為8.6m，上位機顯示流量為300m/s。在發生“水頭反饋故障”時，導葉開度和槳葉開度發生了明顯的變化。故障前後顯示導葉開度由75%增加至86.5%，機組流量由300m/s 降至210m/s，但是實際上，在水頭不變的情況下，機組流量應該是增加的，而不可能是減少的。
基本介紹
- 中文名：淨水頭
- 外文名：Net head
- 學科：電力工程
- 領域：能源
- 範圍：電力系統
- 釋義：水泵的出口壓力
簡介,調速器淨水頭測量錯誤的影響分析,故障原因和存在的問題,總結,
簡介
水電站機組調速器系統進行過技術改造，改造之前使用MCE公司的MIPREG DGC葉開度為75%，槳葉開度為55%，淨水頭為8.6m，上位機顯示流量為300m/s。
“水頭反饋故障”後，淨水頭測量錯誤，查詢機組數據記錄可知：機組出力短時間波動後，恢復至設定值22.6MW，導葉開度變為86.5%，槳葉開度變為46%，淨水頭變為2m，上位機顯示流量為210m/s。
在發生“水頭反饋故障”時，導葉開度和槳葉開度發生了明顯的變化。故障前後顯示導葉開度由75%增加至86.5 %，機組流量由300m/s 降至210m/s，但是實際上，在水頭不變的情況下，機組流量應該是增加的，而不可能是減少的。這說明顯示的流阿棗達求量變化是錯誤的。
調速器淨水頭測量錯誤的影響分析
1.導—槳葉協聯關係被破壞
在“水頭反饋故障”前，自動水頭為8.6m，調速器在8.6m水頭時的導—槳葉協聯關係下運行，此時導葉開度為75 %，槳葉開度為55%。在“水頭反饋故障”後，己牛淨水頭數據測量錯誤，調速器變為在2.0m水頭時的導—槳葉協聯關係下運行。少榆宙此時槳項踏踏葉開度不再為75% 導葉開度對應的槳葉開度。由於導—槳葉協聯關係曲線發生變化，新的槳葉開度是由水頭2.0m和導葉開度數據採用插糠市妹汽值計算出來的。
由於協聯關係被破壞，調速器動作關閉槳葉，水輪機效率降低，此時機組出力減小，而調速器在“有功控制”閉環控制方式下，為維持機組設定的22.6MW 的出力，將動作打開導葉，然後經過短暫的調速器調節過程，最終機組出力穩定在22.6MW，導葉開度穩定在86.5% 開度，槳葉開度穩定在46% 開度。
2.發電流量的變化
“水頭反饋故障”導致調速器無法採集到正確的水頭數據，致使流量數據也是錯誤的。通過已知的導葉開度和“水頭反饋故障”前的真實水頭這2個數據，通過插值算法來得出正確的機組流量數據。
3.對發電運行的影響
(1) 發生“水頭反饋故障”時的正確水頭數據為8.6m，而水輪機的導葉、槳葉開度是在2.0m的協聯關係曲線下運行的，因此導致機組水輪機效率降低。
(2) 水輪機在非協聯關係工況下運行，機組振動增加。
(3) “水頭反饋故障”發生前後，機組出力依然為22.6MW，但是導葉開度增加，流量增加了142.6m/s，導致機組耗水率增加，未能達到機組經濟運行的要求。
(4) 對水庫調度的影響。由於該水電站的水庫調度屬於日調節式，在枯水期季節的水庫調度原則一般為控制上游水位為50.10m，入庫流量與下泄流量相持平，從而可以保持高水頭運行。根據水庫調度運行經驗，下泄流量增加150 m/s，在1h內，上游水位會下降0.01m，此次“水頭反饋故障”使得在原調度計畫的基礎上增加了142.6 m/s 下泄流量，如長時間運行，則上游水位會在調度計畫的基礎上呈下降趨勢，不利於水庫調度。尤其在進入枯水期後，入庫流量只有400-500m/s 的情況，這種影響更為嚴重。
(5) 對負荷考核點的影響。地區調度對下轄水電站的負荷曲線考核方法是，從府享端每天的00:15開始，每15 min，對比電站實際機組出力與申報負荷曲線是否一致。在發生“水頭反饋故障”時水輪機效率的降低，使得機組出力會有短時間的波動。如果此時恰巧發生在考核時間點上，則造成此負荷考核點出力不合格，扣罰水電站一定的本月上網電量，對水電站造成經濟效益上的損失。
故障原因和存在的問題
經檢查分析出此次水頭反饋故障的原因為：水頭電流變送器至調速器反饋通道故障，導致水頭數據反饋錯誤。查閱PSWST-PLC型調速器說明書可知：當水頭信號故障時，調速器將以故障前的水頭值作為當前水頭值，並自動切換到廈匪您水頭手動設定方式。此次“水頭反饋故障”，調速器並未自動切換到水頭手動設定方式，而繼續在2.0m的錯誤水頭下以“自動水頭”方式運行，原因尚未查明。
總結
調速器水頭數據採集錯誤，對機組振動、水輪機效率、水庫調度、耗水率、經濟運行等各方面均有較大的影響。
當出現“水頭反饋故障”或者其他原因導致的機組淨水水頭測量數據錯誤時，運行人員應立即手動設定淨水頭為實際水頭值，避免機組調速器長時間在非協聯關係下運行，進而減小機組振動，以利於水庫調度，降低耗水率，增加發電效益，達到經濟運行的目的。
對於水電站維護人員，在機組檢修期間或日常設備巡檢中應加強對電調、水頭測壓管路、電流變送器、接線等設備的維護工作。
(5) 對負荷考核點的影響。地區調度對下轄水電站的負荷曲線考核方法是，從每天的00:15開始，每15 min，對比電站實際機組出力與申報負荷曲線是否一致。在發生“水頭反饋故障”時水輪機效率的降低，使得機組出力會有短時間的波動。如果此時恰巧發生在考核時間點上，則造成此負荷考核點出力不合格，扣罰水電站一定的本月上網電量，對水電站造成經濟效益上的損失。
故障原因和存在的問題
經檢查分析出此次水頭反饋故障的原因為：水頭電流變送器至調速器反饋通道故障，導致水頭數據反饋錯誤。查閱PSWST-PLC型調速器說明書可知：當水頭信號故障時，調速器將以故障前的水頭值作為當前水頭值，並自動切換到水頭手動設定方式。此次“水頭反饋故障”，調速器並未自動切換到水頭手動設定方式，而繼續在2.0m的錯誤水頭下以“自動水頭”方式運行，原因尚未查明。
總結
調速器水頭數據採集錯誤，對機組振動、水輪機效率、水庫調度、耗水率、經濟運行等各方面均有較大的影響。
當出現“水頭反饋故障”或者其他原因導致的機組淨水水頭測量數據錯誤時，運行人員應立即手動設定淨水頭為實際水頭值，避免機組調速器長時間在非協聯關係下運行，進而減小機組振動，以利於水庫調度，降低耗水率，增加發電效益，達到經濟運行的目的。
對於水電站維護人員，在機組檢修期間或日常設備巡檢中應加強對電調、水頭測壓管路、電流變送器、接線等設備的維護工作。
