水輪機、水泵水輪機和蓄能泵啟動試驗及試運行導則2023-12-28發布2025-01-01實施IGB/T43595—2023/IEC6054前言 2規范性引用文件 3術語和定義 3.1機組與設備 3.2試驗、周期及運行模式 24運行條件 44.1一般規定 44.2文件、資料及指導說明 54.3啟動試驗前的最后安裝階段 65啟動試驗 65.1一般規定 65.2啟動試驗總指揮與組織機構 85.3啟動前準備 95.4首次啟動 5.5啟動試驗階段 5.6啟動試驗結束 6.1一般規定 6.2考核運行期 6.3商業運行 附錄A(資料性)可逆式水泵水輪機不同運行工況下的轉換 A.1一般規定 A.2從備用(準備就緒)到備用(輔助系統已運行)(01和10) A.3從備用(輔助系統已運行)到空載(同期并網)(12) A.4從空載(同期并網)到備用(21) A.5從空載到水輪機運行(23) A.6從水輪機運行到空載(同期并網)(32) A.7從空載到同步調相運行(水輪機方向)(24) A.8從同步調相運行(水輪機方向)到空載(42) A.9從同步調相運行(水輪機方向)到水輪機運行(43:=42&.23) 27A.10從水輪機運行到同步調相運行(水輪機方向)(34:=32&.24) A.11從備用(輔助設備已運行)到同步調相運行(水輪機方向)[14或(12&.14)] ⅡGB/T43595—2023/IEC60545:2021A.12從同步調相運行(水輪機方向)到備用(41) A.13從備用(輔助設備已運行)到同步調相運行(水泵方向)(15) A.14從同步調相運行(水泵方向)到水泵運行(56) A.15從水泵運行到同步調相運行(水泵方向)(65) A.16從同步調相運行(水泵方向)到備用(51) A.17從機組運行(水泵方向)到備用(61) A.18從備用到水泵運行(16) A.19從水輪機滿負荷運行到水泵運行(36) A.20從水泵運行到水輪機滿負荷運行——快速轉換(63) A.21水力短路工況 附錄B(資料性)配置雙饋發電機/發電電動機的可調(可變)速水力機械的試驗 B.1試驗條件和運行區域 B.2試驗項目 附錄C(資料性)啟動試驗表格 參考文獻 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。本文件等同采用IEC60545:2021《水輪機、水泵水輪機和蓄能泵啟動試驗及試運行指南》。本文件做了下列最小限度的編輯性改動：——將標準名稱改為《水輪機、水泵水輪機和蓄能泵啟動試驗及試運行導則》;請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國電器工業協會提出。本文件由全國水輪機標準化技術委員會(SAC/TC175)歸口。本文件起草單位：中國長江三峽集團有限公司、湖北能源集團股份有限公司、中國長江電力股份有限公司、雅礱江流域水電開發有限公司、中國水利水電科學研究院、水利部農村電氣化研究所、東方電氣集團東方電機有限公司、中國葛洲壩集團機電建設有限公司、重慶水輪機廠有限責任公司、中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司、長江勘測規劃設計研究有限責任公司、哈爾濱電機廠有限責任公司、安德里茨(中國)有限公司、國網甘肅省電力公司電力科學研究院、東芝水電設備(杭州)有限公司、浙江富春江水電設備有限公司、廣東蓄能發電有限公司。1水輪機、水泵水輪機和蓄能泵啟動試驗及試運行導則本文件給出了一般情況下水輪機、水泵水輪機、蓄能泵啟動試驗及試運行的程序，并為上述設備啟動試驗與試運行提供指導。本文件未對水輪機、水泵水輪機和蓄能泵所屬輔助設備的啟動試驗與試運行進行詳細描述，認為輔助設備的啟動試驗與試運行是單獨完成的。本文件適用于容量15MW及以上或公稱直徑3m及以上的機組設備，容量15MW以下或公稱直徑3m以下的機組設備參考IEC62006執行。本文件僅在各締約方同意的情況下才具有約束力。本文件不包括純商業利益的事項，除非該事項與調試和試運行工作密切相關。本文件不涉及流道、閘門、排水泵、冷卻水設備、發電機、發電電動機、電氣裝置(如斷路器、變壓器)等單項調試，除非其調試與水輪機、水泵水輪機和蓄能泵的啟動試驗不可分離。本文件規定的相關文件、圖紙或信息由一個(或多個)供應商提供時，每個供應商提供與自己業務相關的資料。本文件沒有規范性引用文件。下列術語和定義適用于本文件。水力機械設備hydraulicmachinery水電站和抽水蓄能電站使用的水輪機、蓄能泵、水泵水輪機、閥、推力軸承和導軸承等。注1:包括水力轉換裝置和各類型的進水主閥。注2:不包括水輪機調節系統，水輪機調節系統相關術語見IEC60308。沖擊式或反擊式水輪機、蓄能泵或水泵水輪機。將水能轉換為機械能的設備。2注1:包括作為水輪機使用的水泵水輪機。注2:不包括進出口閥以及發電機和調速器相關設備。將機械能轉換成水能的設備，以便蓄水用于后續發電。注1:包括作為水泵使用的水泵水輪機和蓄能泵。注2:不包括進出口閥以及發電機及其相關設備。用于發電電動機或電動機啟動的裝置。示例2:啟動水輪機；示例3:變頻器；示例4:水力變矩器；示例5:背靠背。注：示例代表了水力機械作為泵啟動時的不同方法。開度裝置openingdevice反擊式水輪機的活動導葉或沖擊式水輪機的噴針及其驅動部件(調節裝置)。電氣設備electricalmachine同步/異步發電機(或發電電動機)及其勵磁設備。輔助設備associatedequipment保證水力機械正常運行的所有附加設備(若適用)。示例1:進出口閘門或閥門、尾水管閘門、圓筒閥(筒形閥);示例2:調壓閥；示例3:聯軸器；示例4:齒輪傳動；示例5:制動系統；示例7:供氣系統；示例8:冷卻水系統；示例9:廠房滲漏排水系統；示例10:調相壓水系統；示例11:供油系統。3.2試驗、周期及運行模式啟動試驗commissioning為檢驗新設備或大修后的設備是否符合合同技術要求或檢修質量要求而進行的試驗，包括買方在3正式驗收前開展的設備運行試驗。利用設備進行能量轉換或設備處于為能量轉換而備用的狀態。維護maintenance使設備保持在最佳運行狀態所進行的工作。從機組安裝完畢到首次啟動之間進行的試驗。機組安裝完畢后第一次運轉。測試運轉testrun為測得專項試驗數據而進行的運行。試驗運行testoperation為達到試驗目的所進行的設備運行。試驗運行期testoperationperiod從首次啟動到考核運行前的試驗階段。注：包括為檢查電站設備而進行的空載/負載運行、甩負荷運行以及抽水蓄能機組的抽水和斷電試驗。空載試驗no-loadtest機組未并網狀態下運轉的試驗。零流量試驗no-dischargetest水泵工況時，高壓側進水閥關閉狀態下的運行試驗。考核運行期testserviceperiod約定好的某一段設備運行時間。注：在此運行期間內，設備安全通常由供應商負責。由運行單位負責的設備運行。商業運行期commercialserviceperiod從設備驗收后開始，包括后期運行及停機維護、檢查和修理等階段。質保期guaranteeperiod商業運行期開始后約定的一段時間，在此期間內，供應商有義務對其所提供設備的缺陷進行修4注：為達到質保目的，依據中相關規定進行的試驗已執行。設備狀態的查驗。磨損或損壞后的修復。為提高設備性能所實施的改造。恢復機組容量和/或設備效率，使其達到“新設備的性能”;通過重塑設備性能延長使用壽命。提供與機組有關的設備或服務的實體(如制造商、合同方、安裝單位、總承包人)。注：用戶所在的組織也可作為自己的供應商。負責運行設備的實體(業主或業主委托的單位)。4運行條件4.1一般規定本章給出了供應商提供給運行單位的資料。運行單位掌握機組及輔助設備知識，是正確運行和維護機組的基本要求。各供應商應向運行單位交付所有必要的文件、說明和資料。至少應包括：——總體布置圖(如機組、廠房布置圖等);——主要部件的材料明細表、使用說明書和合格證；——設備特性曲線；——設備的運行指導書(特別是運行范圍)、檢查和維護說明書；——安裝說明書；——合同中規定的備件清單；——其他注意事項。上述文件即使不是最終版本(但試驗后應更新并最終確定),也應在機組首次啟動前盡早提交給運運行單位應明確其他需要注意的事項(如河道航運、邊坡穩定、公共安全等)。5供應商提交的文件應包括以下資料，部分資料可根據啟動試驗結果加以修正：括轉輪葉片或折向器動作范圍(如有),特性圖有泵的特性曲線圖、水輪機綜合運轉特性曲線b)合同要求的模型與原型的相似性說明文件；c)機組進出口閘門(或閥門)以及調壓閥的操作與安全指導書，閥門與閘門之間的閉鎖條件；d)運行工況轉換(發電、抽水、同步調相運行、備用)以及各種電氣、機械故障發生后的動作流e)在開機、空載及空化限制條件下，導葉開度(或沖擊式水輪機噴針開度)與水頭和尾水位的關系，部分情況下還包括轉輪葉片角度或折向器位置；f)合同要求的過渡過程計算報告(計算模型、輸入數據、設計標準/計算控制值、計算工況，以及壓力、轉速、流量、安全裕度及參考值的最大值和最小值說明);注1:包含主閥密封的開啟和關閉時間。g)調速器和接力器特性(如活動導葉轉角與接力器行程關系，協聯關系等);h)壓水系統或轉輪室充、排水系統說明文件，壓氣罐參數(包括氣罐容量、控制壓力等),空壓機、閥門、自動控制裝置(包括排水系統和補氣系統)、尾水管內最高和最低水位等說明文件(如有);i)過速保護裝置調整說明，定值設置(過速停機參數)信息；j)水輪機(水泵水輪機)軸與發電機(發電電動機)軸之間的連接類型和同步調整說明(如有);k)調速系統油品指標，油過濾器凈化頻率與方法說明；1)控制和伺服系統說明文件，包括主閥、導水機構及水輪機可轉槳葉片(如有)的類型與控制系統，以及主閥、導葉和轉輪葉片的開啟/關閉規律；m)在特定水頭(最大、最小及額定水頭等)安全運行的最大穩態飛逸轉速、最高瞬時轉速和壓力注2:為確保機組安全，機組運行時轉速值低于最大轉速。n)機組最低連續運行轉速(根據推力軸承和其他軸承的設計);o)首次啟動的最小運行水頭/揚程；p)潤滑系統說明，包括潤滑油油量、油品及更換頻率等；q)推力軸承高壓油減載系統說明(如有)r)推力軸承高壓油減載系統投/退的轉速或時間要求；s)機械和電氣制動投/退的最大、最小轉速(如有);t)油壓裝置啟動或報警的油位、油壓，報出信號及保護動作的定值參數；u)機組軸承、密封及液壓回路的最高和最低溫度(報警值和動作停機值);v)液壓系統及軸承潤滑系統最大和最小壓力、流量和液位(報警值和動作停機值);w)受油器最高和最低溫度、最大和最小壓力值(報警和停機值)(如有);x)推力軸承可承受的最大推力負荷(如需要);y)機組安裝標準的設計值和允許偏差(軸承和密封的間隙，垂直度、圓度、同心度等);z)冷卻器最大和最小壓力、流量值(報警值和動作停機值);aa)集水井最高水位(報警和動作停機值);ab)電動機、泵及其他輔助設備參數；ac)試驗及操作人員的安全指導；ad)運行單位或供應商認為對設備安全操作和個人指導有必要的其他重要數據(如軸向水推力，水輪機/水泵水輪機、發電機/發電電動機旋轉部件的重力)。64.3啟動試驗前的最后安裝階段在安裝的最后階段，供應商應對運行人員提供指導，并按4.2的要求提供運行設備相關信息。在安裝的最后階段以及開機、調試運行和考核運行期間，運行單位應安排人員接受供應商的指導和培訓，以確保運行人員具備正確操作機組和相關設備的能力。軸承油箱和液壓系統首次充油完成后，宜采集并保存油樣，作為啟動試驗前的參考樣本。對于水潤滑的軸流轉槳式水輪機，建議首次充水完成后采集并保存水樣(水及相關添加劑),作為啟動試驗前的參考樣本。建議準備好關鍵的備品備件(如運輸時間很長的備品備件)。5啟動試驗5.1一般規定本章描述了水力機械設備啟動試驗相關內容。對啟動試驗(前提)條件、測量、健康與安全、組織機構等給出了指導和建議，并推薦了啟動試驗的項目和最終記錄文件內容。在水力機械的全生命周期中，啟動試驗階段是供應商向運行單位(業主)證明設備性能滿足設計要求并可投入商業運行的時間段。由于設備首次帶負荷運行，各方應謹慎配合確定機組啟動試驗流程。典型的啟動試驗流程見圖1。準備就緒準備就緒流道充水前檢查流道充水機組充水逐步增加轉速軸承溫度控制振動控制逐漸增負荷帶負荷和甩負荷試驗甩負荷零流量試驗轉速和壓力增加控制(若有)具備考核運行條件試運行期運行工況轉換啟動試驗前首次同期空轉運行首次啟動圖1啟動試驗流程7啟動試驗期從新機組安裝完成后開始，到考核運行期開始前結束。試驗流程也可用于機組檢修或改造后的驗收試驗。5.1.3啟動試驗期運行條件啟動試驗期應符合本文件第4章的運行條件要求，若電站運行條件不能滿足機組啟動試驗要求，運行單位和供應商應協商確定可接受的啟動試驗條件，并就試驗流程達成一致意見。為正確分析異常現象發生的原因，試驗中有必要同步記錄重要數據(如蝸殼及尾水管壓力，控制機構開度，機組轉速，主軸、導葉及頂蓋的位移和振動，軸承受力和溫度，接力器油壓等),記錄工作宜在首次啟動及后續運行中持續開展。每次記錄應注明試驗內容、機組編號以及時間和日期等。運行單位負責協商相關單位和部門取得試驗許可條件(電網、水頭、流量等)。5.1.6啟動試驗前提條件機組啟動試驗前，所有屬于機組安裝階段以及有關機組安全啟動的工作均應完成并做好記錄。運行單位和供應商應協商同意開始啟動試驗，并簽訂“已做好啟動試驗準備”文件。管理與組織包括：——任命啟動試驗總指揮；——成立啟動試驗委員會，成員包含各相關方(各供應商的啟動試驗工程師),明確參與調試各方角色和職責；——啟動試驗委員會建立工作許可制度以確保工作安全開展(如設備閉鎖、區域封閉、標識管理制度); 武驗各方應協商制定試驗計劃時間表——啟動試驗方案(示例見附錄C中表C.1)。有效文件包括：——所有相關的最終安裝文件(如固定部件與旋轉部件之間的間隙記錄);——各供應商提供的“已做好啟動試驗準備”相關協議文件；——所有與啟動試驗相關的指導和說明文件。若啟動試驗期間出現任何突發事件，應防止水淹廠房(或阻止水進入流道和機組)。下列設備應具備緊急關閉條件： 進口閘門：8——出口閘門；——進出口閥；——可動水關閉的疊梁門。可用系統包括：——主用電源和應急電源；——輔助電源；——排水系統；——壓水系統；——冷卻系統；——壓縮空氣系統；——水輪機監測系統；——發電機監測系統；——勵磁系統；——氣體絕緣金屬封閉開關設備(GIS)、母線和饋線的電氣保護；——主變壓器，包括保護和監測裝置；——同期并網裝置；——通信系統；——自動化系統；——照明系統；——火災探測與消防系統；——供熱、通風與空調系統(HVAC);——接地裝置；——電廠其他適用的系統。5.1.7啟動試驗期間的健康與安全啟動試驗期間，設備具備運行條件(帶壓、帶電、區域內其他設備正常運行等),應強化風險意識，宜告知所有參與啟動試驗人員風險情況，并依據最新的健康和安全規定開展培訓。建議針對消防、疏散、緊急救護等內容開展演練。啟動試驗期間，可臨時安裝消防及緊急停機按鈕。啟動試驗前宜對試驗設備周圍區域完成清理，并在試驗設備周圍區域設置圍欄。為限制人數，只有經授權參加啟動試驗的人員才可出入試驗區域。5.2啟動試驗總指揮與組織機構啟動試驗總指揮應由運行單位、主要承包商、供應商共同任命。啟動試驗總指揮負責啟動試驗工作，組織編制啟動試驗方案，方案包含相關的承包商/供應商在每個流程中的具體工作。試驗流程可設計成分步流程，并在每一步簽字認可。試驗前及試驗期間，如確需變更流程，應由運行單位和供應商共同審核后批準。啟動試驗組織機構示例見圖2。啟動試驗總指揮的職責是在考核運行期開始前完成所有試驗項目。運行和試驗人員對設備進行的9所有操作均應向啟動試驗總指揮報告。啟動試驗過程中每個供應商對其提供的設備負責，并對其合同約定的試驗項目的執行負責。如部分設備未包含在供應商負責試驗的范圍內，建議安排現場試驗協調員協助啟動試驗總指揮完成該部分設備的試驗。宜任命專人作為開關操作監督員，負責所有開關操作和工作許可。開關操作監督員直接對啟動試驗總指揮負責。項目經理啟動試驗總指揮開關操作監督員現場試驗協調員(若需要)承包商/供應商啟動試驗工程師承包商/供應商啟動試驗工程師承包商/供應商啟動試驗工程師圖2啟動試驗組織機構示例5.3啟動前準備啟動前的準備工作包括利用高壓側和低壓側的閥門和/或閘門對流道充水，再完成機組充水。若機組高壓側和低壓側的閥門和/或閘門操作需與機組調試同步進行，則機組啟動試驗包含閥門和/或閘門調試。流道充水不是本導則詳細闡述的內容，啟動試驗總指揮應協調運行單位完成流道充水工作。因流道充水對水力機械和設備設施的安全至關重要，啟動試驗總指揮可要求運行單位開展必要的檢查試驗，確認流道充水無異常。若水力機械上游側和下游側的閥門和/或閘門操作需要與機組調試同步進行，則該設備的調試應由啟動試驗總指揮統一協調完成。在流道充水及液壓系統建壓前，啟動試驗總指揮應審查相關文件和記a)閥門和/或閘門設備(包括操作機構與輔助設備)安裝、校準、測試完成，方可對設備升壓；b)閥門和/或閘門、進人孔應按規程關閉并鎖定；c)做好應急預案與應急設備設施準備，確保可在不損壞水力機械和設備設施的前提下有效處置意外泄漏事件；d)流道充水后很難或不可能開展的運行檢查和測試工作應已完成；e)流道應具備在特定時限內排空的條件。啟動試驗總指揮應確認所有專用測試儀器均已按照供應商和運行單位的要求安裝到位(和/或調試完成),包括水力機械支撐部件的位移測量、強度測試和/或支撐結構的共振數據測量儀器。完成所有流道檢查、異物清除和連接部件緊固，各檢查參與方確認流道清潔度檢查情況，并在檢查文件中簽字。流道充水流程取決于電站設計情況，包括以下情況。——機組上游、下游流道未設置具有隔離功能的閥門或閘門的電站(常見于低水頭電站),流道充水即機組充水，充水步驟應符合5.3.4和5.3.5的規定。——機組上游、下游流道設置具有隔離功能的閥門或閘門的電站，機組充水前應先完成尾水充水和上游流道充水。——機組上游流道設置具有隔離功能的閥門或閘門，下游流道未設置的電站，機組充水前應先完成上游流道充水。若出于結構和/或流程等原因，需在上游流道充水前從尾水側進行機組充水，應注意在不同尾水位條件下，如果閥門或閘門下游有水壓而上游沒有水壓，則機組上游流道閥門或閘門可能受到下游反向水壓影響。機組充水時，應符合5.3.4和5.3.5的規定。——機組上游流道未設置具有隔離功能的閥門或閘門，而下游流道設置的電站，機組充水前應先完成尾水流道充水。若下游閘門或閥門設計上不能承受上游壓力，則應將其打開以避免過壓。對于上述每一種情況，在進行上游流道充水前，均應符合5.3.4和5.3.5的規定。注：上游位于機組高水壓側，下游位于機組低水壓側。機組充水前應檢查發電機/發電電動機以及輔助設備、備用設備情況。啟動試驗總指揮應至少安排檢查以下項目(如適用),并記錄檢查結果。a)檢查所有流道，清除異物并緊固松動部件(這些異物和部件可能引起設備設施損壞),流道清潔度檢查情況宜記錄到文件中。如有必要，應檢查后續水輪機驗收試驗所需的水輪機測量斷面和測壓頭并確認其符合要求，視情況做好尺寸記錄。b)控制裝置校準，如導葉開度和轉輪葉片角度校驗(如適用),噴針和折向器包括其協聯關系檢查。c)油壓裝置、截止閥、調壓閥、調速器、自動/手動操作啟動和停止裝置及信號裝置檢查。d)調速系統油位、油壓，所有油過濾器狀態檢查。e)所有保護裝置檢查，如油位、油壓和油溫的報警及繼電器檢查，必要時應調整定值。f)調節系統各部件的開啟和關閉時間及其功能檢查，如導葉、轉槳式水輪機葉片、沖擊式水輪機的噴針和折向器、調壓閥及其故障保護裝置、控制信號死區(如有)等。g)閥門或閘門開啟與關閉時間(如可能)及其功能試驗。h)滲漏排水泵、潤滑泵的運行狀態。i)需潤滑或冷卻的所有軸承和密封裝置的潤滑油、潤滑脂及供水系統檢查。j)機組制動系統的動作情況。k)各孔蓋緊固情況(如進人孔等)。1)調整轉槳式水輪機的葉片至某一特定開度，避免流道充水后因漏水導致水輪機旋轉。m)壓水系統和充水系統及其控制裝置運行情況。n)可分離的耦合裝置運行情況。o)排水系統運行情況。注1:排水泵、相關管道系統和設備采用永久電源進行調試。若使用臨時設備(臨時排水泵、臨時電源)調試，則臨時設備要在真實環境下進行測試，證實其具備與廠房永久設備相同的性能和可靠性。p)節流孔板清單。注2:詳細列出機組上安裝的所有節流孔板(油、水回路中)的實際直徑和理論參數。節流孔板是保證安全的重要部件，其參數決定了閥門或調節機構(噴嘴、導水機構等)的操作時間，需重點關注(節流孔板的任何變化或技改均在清單中詳細記錄，并由專家評估可能帶來的安全風險)。q)濾水器注3:所有濾水器(無論是冷卻水系統上的濾水器，還是控制裝置回路上的濾水器)均處于清潔狀態，并檢查關閉和緊固情況。濾水器充水前完成無水調試。r)閉鎖裝置。注4:所有閉鎖裝置(無論是進氣閥、導水機構的機械閉鎖，還是排水閥、排氣閥單獨的閉鎖)均處于正常位置。負責閉鎖裝置的人員調整好閉鎖裝置的實際安裝位置并與理論值對比。閉鎖裝置鑰匙(如有)由專人保管。s)檢修密封。注5:空壓機及充氣式檢修密封可用并試驗正常(如有)。檢查完成后，主閥或閘門應在關閉位置并鎖定(如適用),機組應處于停機狀態(如適用，導葉或噴針處于加壓狀態并鎖定)。制動裝置投入，控制系統運行。所有工作準備完成后，啟動試驗總指揮可下令機組充水。機組充水通常宜從尾水充水開始。機組充水應緩慢進行，優先選用手動模式通過旁路(尾水閘門的)充水或小開度開啟閘門或疊梁閘門充水。如適用，活動導葉宜打開3%～5%的開度。應根據尾水充水進程檢查滲漏情況，宜對排氣功能進行檢查并且功能正常，主軸密封漏水量宜在規定范圍內。機組充滿水或機組內的水與尾水平壓時，應關閉活動導葉、打開主閥或閘門(或吊出疊梁門)。隨后將機組內水壓緩慢增至水頭壓力。對于下游設計有可以承受上游水壓的主閥或閘門的低水頭電站，機組上游充水過程中，主閥或閘門應保持關閉直至機組內水壓增至水頭壓力。若水輪機設置有主進水閥，機組蝸殼應謹慎地充水和升壓。蝸殼設計有導水機構的機組，應通過旁通閥、充水閥或小開度開啟閘門(開度僅為小縫隙)進行充水升壓，并在主閥打開或閘門全開前進行檢查。同時應檢查旁通閥自動保護裝置運行情況，測試功能正常。蝸殼沒有設計活動導葉的機組，只能通過尾水充水部分升壓。應檢查觸發進出口閘門(或閥門),特別是事故閘門(或閥門)動作的自動保護裝置情況，檢查自動鎖定裝置情況。若保護裝置和事故閘門(或閥門)工作正常，且未觀察到異常滲漏或變形，則可進行下列操作試驗：a)調壓閥(如有);b)沖擊式水輪機噴針(含折向器);c)沖擊式水輪機尾水壓水系統(若適用)。若適用，應進一步開展壓水和再充水調試、控制裝置調整等其他試驗。5.3.6使用蓄能泵及水泵水輪機為壓力鋼管充水不宜使用蓄能泵及水泵水輪機的水泵工況向壓力鋼管充水工作，較大的振動和空化可能損壞水力機械設備。5.4首次啟動首次啟動的目的是檢查轉動和固定部件之間是否存在異常(如噪聲、刮擦或卡阻),檢查緊固件水輪機首次啟動由啟動試驗總指揮許可。如可能，首次啟動前宜通過手動操作機組轉動進行檢查。采用手動模式投入高壓油減載系統(如有)后，手動模式撤除制動系統(高壓油減載系統、制動系統宜保持在手動模式)。此時最大瞬時轉速僅為每分鐘幾轉，宜根據軸承類型考慮軸承潤滑情況。應控制轉速不應過高以盡量減少水流或通風產生的噪聲，但轉速也不宜過低以避免軸承(如臥式機組)或推力軸承(如無高壓油系統)潤滑失效。注1:對于自潤滑軸承，在首次啟動前進行人工潤滑，以避免轉動部件和固定部件發生干摩擦。對于可調節角度的轉輪葉片，首次啟動前宜確定葉片位置，并考慮特殊狀況風險(如推力軸承負載、抬機風險)。機組啟動采用以下方式：——水輪機模式，采用手動操作點動開機或采用啟動裝置開機(若有);注2:無活動導葉的水泵水輪機開啟主閥門和/或旁通閥。——水泵模式，采用啟動裝置點動開機。轉動和固定部件間隙較小的部位(通常靠近主軸的軸承和密封)應安排人員觀察并做好記錄，包括電氣設備內部氣隙(如允許，宜打開蓋板檢查)以及轉輪和機殼之間的間隙。若無異常現象，機組自行惰性停機。如漏水量較大，機組有加速旋轉的趨勢，則應投入制動系統并進行記錄。注3:試驗過程中需考慮軸承情況。若觀察到異常情況或泄漏現象，應立即停機并投入鎖定。缺陷處理完成后宜重新開始啟動試驗，若轉動正常，則以相同或稍高的轉速進行后續試驗。5.5啟動試驗階段啟動試驗階段是指機組首次轉動之后至考核運行期之前的階段。對于多機組電站，機組啟動試驗宜逐臺進行。后續機組啟動試驗可根據首臺機組試驗情況進行空載試驗期間機組在未并網狀態下運行。注：由于空載運行會增加轉輪疲勞損耗，因此盡量縮短測試時間。試驗的目的是驗證軸承性能和轉動部件的軸線調整/質量平衡情況，測試/校驗轉速控制與自動化系統。試驗轉速通常為25%、50%、75%及100%額定轉速。水輪機的工況下，水輪機的旋轉扭矩由導水機構控制流量提供，先采用手動控制，然后盡快切換至自動控制。水泵工況下，泵的旋轉扭矩由啟動裝置提供，如條件具備，轉輪應壓水運行并冷卻迷宮環，否則應控制泵的轉速或泵內水的溫升。試驗應測量并記錄以下內容：——開度裝置信號；——水力機械設備的靜態壓力，包括壓力鋼管(靠機組側)、尾水管。試驗應測試驗證以下內容。——軸承：溫度(穩態)、油循環狀態、潤滑及冷卻系統的壓力、自潤滑功能(如有)。如發現油面出現泡沫或氣味異常，應查明原因并消除缺陷。——檢查旋轉部件動平衡情況，必要時進行調整。——轉速控制：功能正常，速度設定值校驗。——主軸密封性能。——輔助系統：供水泵及閥門功能，測量裝置控制功能。——啟動/停機流程，安全裝置及緊急停機。——宜記錄機組停機曲線并與理論值對比。通常在額定轉速下完成空載試驗后，應選取特定轉速檢查制動系統(沖擊式水輪機制動噴嘴)功能。若發生溫度過高或增速過快且運行一段時間后仍不穩定，應立即停機，分析原因并處理。在額定轉速下完成機械部分空載試驗后，如已安裝過速保護裝置，在手動模式下緩慢增加水輪機轉速，檢查過速保護裝置功能和動作情況。試驗前，宜確定水輪機的開啟速度(如導葉)和加速幅度。宜盡量縮短試驗時間，避免機組應力過大。宜首先檢驗電氣過速保護功能(由調速器或輔助轉速表觸發)。為避免機組轉動應力過大，可暫時調低電氣過速保護動作的設定值，檢查其動作是否有效，然后再按正常的設定值試驗。在校驗機械過速裝置前，電氣過速保護動作值可暫時設置為稍高于機械過速保護動作值幾個百分機組試驗期間應仔細監視機組狀況(噪聲、振動、溫度、壓力脈動、導葉開度曲線……)。應測量每個裝置的設定動作時間，必要時應對其進行調整。對于大型立軸機組，過速保護試驗完成后應對轉輪(和發電機)進行外觀檢查(若發現異常現象，見注1:在某些特定情況下，機械過速保護試驗推后進行。如對于低比轉速水泵水輪機，由于空載運行不穩定，很難在空載狀態下達到過速值。該情況下，運行單位與供應商協商將該試驗推遲到甩負荷試驗期間進行。推遲的這段時間內，預先按照上述調低電氣過速保護動作設定值的方法完成試驗后，機組將受到電氣過速保護裝置的保護。注2:導葉關閉過快可能發生抬機現象(特別是極低水頭的混流式水輪機和軸流定槳式水輪機)。試驗的目的是驗證勵磁系統、繼電保護裝置和其他電氣設備的性能。試驗轉速通常為額定轉速的90%～110%,并在水輪機工況下采用自動模式控制。設置活動導葉的可逆式機組，水泵工況啟動時通常轉輪處于空氣中，需對轉輪密封/迷宮環、主軸密封進行冷卻。冷卻系統調試應在機組空載試驗前完成。未設置活動導葉的水力機組，水泵工況啟動時通常轉輪在水中。對于耦合連接的可逆式抽水蓄能機組或蓄能泵，機組應由啟動裝置帶至額定轉速并同期并網。若三元機組(發電電動機與水輪機和蓄能泵的組合)與蓄能泵設置有可分離的耦合裝置，則應開展下列兩種試驗：a)靜止狀態下耦合：先耦合連接，然后發電電動機由水輪機帶至額定轉速；b)轉動狀態下耦合：先斷開連接，通過增加變頻器功率逐漸增加液壓力矩等方式，使蓄能泵逐步達到額定轉速，然后耦合連接至發電電動機，發電電動機同時由水輪機帶動開機。若觀察到異響、刮擦及其他異常現象，或供應商提出異議，應立即停機。5.5.3首次同期并網試驗的目的是驗證機組電氣系統和電網電氣系統的性能，機組同期并網。5.5.4甩負荷試驗和負載運行本條描述了機組帶穩定負荷運行的性能試驗以及機組甩負荷時相關安全響應的驗證內容。注：甩負荷試驗在穩態試驗完成之后，下一階段升負荷試驗之前開展。試驗應采取必要的控制措施，避免由于流道中水流時間和流速的變化，可能導致的壓力和水位過高或者過低情況(如調壓室等部位)。試驗的主要目的是驗證在甩負荷暫態條件下設備運行數據的變化情況，并與暫態模擬計算值、合同值對比，包括壓力鋼管和/或蝸殼內的壓力、機組轉速、轉輪抬機量(可能產生)和尾水管壓力。還涉及不同設計速率下，對調速器或節流孔參數的調整。當對調速器或節流孔的參數進行調整時，所有可能受調整影響的試驗項目應重新進行。宜采用新技術手段，將甩負荷試驗測量結果與甩負荷前的測量結果(如可能)進行比較。此外，應檢查水輪機調速器在甩不同負荷時的響應時間和性能。注1:適用于所有類型的水力機械。對于暫態試驗，包括運行模式轉換過程中，應開展以下工作：——檢查調速器和調節裝置功能，檢查機組整體情況；——記錄機組轉速變化和瞬時壓力變化情況，記錄轉速和壓力的極值；注2:要考慮主閥密封的開啟和關閉時間，該時間會影響測量的動態值(如壓力)。——調整導葉、噴針、轉輪葉片、折向器的關閉時間和調壓閥的開啟時間，在壓力變化允許范圍內將機組過速降到最低。應將測量結果與計算值比較，如差異較大，應修正計算值；——對其他液壓和電氣設備(如斷路器、變壓器)進行操作測試，包括保護裝置和其他自動裝置。甩負荷試驗過程中應逐步增加機組負荷直到機組當前允許的最大負荷(如在25%、50%、75%和100%額定功率以及在各方商定的最大負荷下進行甩負荷試驗)。若機組在某個閘門位置或噴針位置出現劇烈振動，應補充該工況點試驗項目(如水斗式水輪機在噴針小開度或不同關閉規律的工況下試驗)。注1:暫態試驗會增加水輪機疲勞損壞的風險，盡量減少試驗時間。可用以下方式代替：在較小負載下進行暫態試驗，以完成數值模擬校核；然后在最大負載或極端條件下進行數值模擬，以確認是否滿足設計標準。在每個設定的負荷下，宜進行兩種情況的甩負荷試驗：一是由調速器控制甩負荷至空載開度；二是通過動作緊急停機電磁閥甩負荷至停機狀態。如有規定，還應通過緊急關閉事故閘門(或閥門)或其他緊急裝置進行甩負荷試驗。每次甩負荷試驗完成后，應分析試驗中水壓上升和水輪機轉速上升的數據，確保下一次以更高負荷開展甩負荷試驗時不會超過安全極限值。注2:甩負荷試驗完成后通常進行發電機滿負荷熱穩定試驗。甩負荷(斷電)試驗前宜先完成零流量試驗。水泵工況試驗從零流量狀態開始：——未設置導水機構的機組，根據開機曲線開啟主閥；——設置有導水機構的機組，根據開機曲線通過規定順序開啟主閥和導水機構。若機組轉輪葉片可調節，應先將葉片設定在合適角度。宜在不同水庫水位以及不同水泵揚程下開展流量試驗。一般情況下，先完成水泵正常停機試驗，再開展閘門(活動導葉或主閥)小開度甩負荷(斷電)等各類甩負荷試驗。至少宜開展高水泵揚程和低水泵揚程兩種工況下的甩負荷(斷電)試驗。對設置有活動導葉的水泵水輪機，應開展導葉小開度試驗和最佳導葉開度試驗，并對比計算結果確定是否開展其他試驗。如有規定，還應通過緊急停機流程、模擬導葉失控開展上述試驗。應重復開展試驗和調整工作，直至所有流程和自動控制結果均符合要求，滿足正常運行條件。每次甩負荷試驗后，應分析壓力和水泵轉速的變化。注：甩負荷試驗完成后通常進行發電電動機滿負荷熱穩定試驗。.4多臺機組共用同一引水管道的試驗步驟對于多臺機組共用同一引水管道，宜在過渡過程計算的最不利工況(如壓力、轉速等)下進行甩負荷試驗，試驗結果應與計算值對比。應采用合理的試驗步驟逐步逼近計算得到的最不利工況。對于機組穩態運行試驗(包括同步調相運行試驗),應檢查以下內容：——以各方認可的測量精度檢查機組輸出(輸入)功率、壓力和流量，并與4.2列出的內容對比；——檢查機組在保證運行范圍內的穩定性、振動、空化及壓力脈動情況。機組在保證運行范圍以外運行時，不宜在較高振動區域和空化高風險區域運行。注：機組在保證運行范圍外開展性能試驗，目的是驗證機組運行極限，擴大機組運行范圍。零流量試驗(僅對水泵或水泵水輪機)對于可逆式水泵水輪機，零流量試驗的目的是檢驗發電電動機啟動系統和水泵水輪機轉輪室排水/充水系統。對于三元機組，零流量試驗的目的是檢驗啟動系統、加速系統和水泵轉輪的耦合/斷開情況。零流量試驗時，泵應在主閥或活動導葉關閉狀態下運行，該零流量情況下，應在短時間內(通常小于1min)完成試驗以避免泵內的水溫升過高。試驗所需的時間取決于機組的設計、泵的揚程和輸入功率，應提前設定試驗時間。超過設定的零流量試驗時間時，機組應停機。注：活動導葉和主進水閥的開啟順序不同，蝸殼壓力也隨之變化。發電電動機應并網并以額定轉速運行，應連續記錄各部軸承、油、冷卻水的溫度，若溫度過高或上升試驗時注意以下內容：——轉輪在水中啟動的機組，應關閉主閥和旁通閥；——轉輪在空氣中啟動的機組應再次充水，充水過程應謹慎開展，確保壓力和輸入功率緩慢增加，避免產生過大的壓力或功率峰值。應記錄達到零流量運行所需的時間和零流量揚程(蝸殼內或活動導葉前的壓力)。零流量試驗應重復進行以便對不同啟動裝置進行調整，如耦合裝置、排水和充水閥等。零流量試驗測量、調試的內容和要求與空載試驗(見)一致，此外還應測量：——頂蓋和軸承座的振動和變形；試驗期間，現場試驗協調員應確保做好下列參數的觀察、測量和記錄。穩態運行(包括同步調相運行)和甩負荷試驗期間：——上游和尾水水位(或壓力);——發電電動機輸出/輸入功率；——水輪機/水泵進出口斷面壓力；——軸向推力(如有);——液壓系統的油位和壓力；——壓油泵的運行時間；——導葉或噴針打開和關閉時接力器的壓差(檢查安全裕度)、事故閘門/閥門動作的壓力設定值(如有)、轉輪葉片或折向器緊急動作的壓力設定值(如適用);——軸承和密封的溫度；——主軸密封功能參數(如壓力、密封水量、漏水量),如適用；——噪聲等級(若合同規定了具體值);——異響；——旋轉部件和固定部件的振動和位移(例如軸承支架振動、大軸徑向和/或軸向位移以及導葉的振動);——補氣裝置功能(如有);——壓水系統補氣時間間隔(如適用)。暫態過程(包括運行工況轉)期間：——進水口和調壓塔水位變化；——時間和機組轉速的關系；——最大和最小軸向推力，如適用；——調壓閥開啟行程和開啟/關閉時間(如有);——調節過程中油壓系統壓降和壓油罐油位變化情況；——真空破壞閥功能(如有);——動水情況下事故閥門或事故閘門的性能(如有規定);——工況模式轉換的順序和時間；——壓水過程中的耗氣量。注：為提高設備使用壽命，有必要測量分析高負載部件的應變情況(見IEC62256)。若條件具備，甩負荷試驗后宜評估活動導葉(或噴針)全關時的導葉(噴針)處漏水量。建議試驗運行期結束后，對機組進行全面檢查，如檢查機組是否存在刮擦現象等。若試驗運行期間發現異常現象或有潛在風險的振動，或者飛逸轉速試驗完成后，應對機組進行全面宜根據機組振動和噪聲水平、電網頻率變化、輸入功率限制等因素，劃分機組運行限制區域和制定控制措施。5.5.5配置雙饋發電機/發電電動機的可調(可變)速水力機械的附加試驗對于可變速水力機械，有兩個控制對象：有功和轉速。根據“能量守恒定律”,有功和轉速之間有一定的關系，有功和轉速均可以作為控制的目標。對于水泵運行工況，由于水泵輸入功率主要取決于轉速，因此很難通過控制活動導葉開度來控制水泵輸入功率。電機輸入功率由勵磁裝置控制。電機輸入功率與水泵輸入功率不一致時轉速也將發生變化，當電機輸入功率與水泵輸入功率平衡后，形成新的穩定轉速值。控制方式通常有兩種：功率控制和轉速控制。通過勵磁裝置控制電機輸入功率，使機組達到設定的功率或轉速。控制活動導葉開度，使其保持在與泵的輸入功率和揚程協同的最佳開度。對于發電工況，水輪機輸出功率主要依靠水輪機調速器控制導葉開度來調整，同時勵磁裝置控制發電機輸出功率。勵磁裝置的響應時間要遠遠小于調速器的響應時間。一種是勵磁裝置控制發電機輸出功率，而調速器控制機組轉速。另一種是勵磁裝置控制轉速，而調速器控制水輪機輸出功率。通常，為優化運行，兩種控制模式會依據不同運行條件交替實施。雙饋變轉速水泵水輪機機組附加試驗內容見附錄B。5.5.6運行工況和工況轉換宜對機組運行工況和工況轉換進行測試，并在測試期間記錄中的參數值。試驗前，宜明確每個設備供應商(水力機械、發電機、控制系統等)的職責，并在試驗中驗證各自設備性能。根據機組類型，可采用不同運行方式。從下列兩種工況開始：——備用-準備就緒；—備用-輔助系統已運行。單方向旋轉的水輪機可開展以下運行工況試驗：——空載；——同步調相運行(SCO)-水輪機方向；——水輪機運行(從空載到滿負荷)。注1:“線路充電”為一種特殊工況(見5.5.8)。可在水泵方向和水輪機方向轉換的可逆式水泵水輪機，還可增加以下工況試驗：——同步調相運行(SCO)-水泵方向；——水泵運行。帶有獨立的水輪機和水泵轉輪的三元機組，還可開展以下工況試驗：——水力短路。注2:“水力短路”工況允許三元機組在系統中以水泵方式運行，甚至在電網功率小于水泵所需功率的條件下運行。不足的動力由同軸的水輪機提供。水泵抽出的部分水用于驅動水輪機(見附錄A中A.21)。可逆式水泵水輪機運行的不同工況見圖3,帶有數字的箭頭描述了可能的工況轉變方向。備用-準備就緒(0)備用-準備就緒(0)備用-輔助系統已運行(1)空載(2)同期并網水輪機-滿負荷(3)SCO(4)水輪機方向SCO(5)水泵方向水泵-運行(6)圖3可逆式水泵水輪機運行工況不同工況轉換的描述見附錄A。對于組合的工況轉換，如從備用到水輪機滿負荷運行(13:=12&.23)或從水輪機運行到同步調相運行(水輪機方向)(34:=32&.24),即使過程中的空載運行短時間單獨存在，也可跳過以減少工況轉換的總時間。IEC60308描述了不同控制模式的試驗，適用時可參考，否則供應商和業主應協商一致。對不屬于水輪機的其他相關系統開展附加調試對水力機組調試是有利的。具有特殊作用的運行模式如下。——說明：機組在沒有電網供電的情況下以水輪機工況啟動，電源由自供電機組、應急柴油發電機或電池提供；——試驗：在所有裝置以輔助電源供電的情況下啟動機組(未連接電網),再將電氣開關連接至空母線，然后對電壓和頻率控制裝置進行試驗，最后將機組同期并網。線路充電：——說明：高壓電氣系統在空載或低負荷情況下充電(如帶輸電線路或電纜線路的變壓器),受費蘭梯效應影響，系統受端電壓可能明顯高于供端電壓，并可能引起設備的電磁暫態現象；——試驗：機組啟動或黑啟動后，將電氣開關連接至高壓系統母線，應對電壓和頻率控制裝置進行試驗(在高壓系統兩端均進行測量),最后將電氣系統同期并網。水泵水輪機低水頭運行：——說明：低比轉速的水泵水輪機低水頭運行可能存在不穩定區域(S曲線),特別是當機組在小開度情況下，應采取措施提高機組穩定性，如采用單個導葉不同步的方法；—試驗：若條件具備，應在該區域進行機組運行測試，如進行空載、同期并網和斷電等試驗；若多臺機組共用一條壓力管道，宜研究其他機組對S曲線的穩定性影響。通常調速系統設計了多種安全措施以避免機組飛逸，因此機組在其使用壽命內達到飛逸轉速的概率很小。若運行單位決定現場進行穩態飛逸試驗，或在合同中約定進行飛逸試驗，該試驗應非常慎重地開展。對于多機組電站，宜只進行一臺機組的飛逸試驗。除特殊情況外，電站宜只進行一次飛逸試驗。運行單位宜在項目早期評估機組飛逸試驗的必要性(包括效益、壽命影響和風險),并將其要求寫入水力機械和發電機合同中。只能對新機組或完全更新改造的機組開展飛逸試驗。飛逸試驗前應采取所有必要的預控措施，試驗各參與方應就試驗條件、試驗步驟達成一致意見。并至少應考慮以下因素：——所有輔助設備應運行良好；——手動緊急停機裝置應處于可操作狀態并試驗正常；——試驗只能在啟動試驗期間進行；——試驗前應完成空氣間隙、溫度、振動等定值整定；——逐步增加機組轉速，同時監測機組主要運行參數(振動、溫度、氣隙等),并盡可能縮短轉速增加的時間；——試驗后應全面檢查機械和電氣設備，確認設備是否有損壞或不正常的情況。特殊條件下的運行參考6.3.3。5.6啟動試驗結束啟動試驗完成后應編制試驗報告記錄調試情況。報告內容宜包括相關的記錄數據及重要參數(如孔板尺寸等),以及列出的參數、值和記錄(如適用)。初步試驗結果數據宜及時提供給運行單位，以便及時開始考核運行期。建議記錄啟動試驗結束和考核運行期開始的時間。6.1一般規定本章內容涉及水力機械設備的運行，對考核運行期和商業運行期設備的運行進行了描述，并給出相應的建議。運行期包含以下部分：——考核運行；——商業運行，分為質保期和質保期后。考核運行期和質保期的相關條款應被用于首次安裝并調試的新機組，也用于維修或大修后的機組。6.2考核運行期考核運行期的時間宜足夠長，以便運行單位驗證所有設備運行狀態良好。對于大修或技改后的機組，考核運行期可適當縮短甚至取消。考核運行期的時間通常在合同中約定，在考核運行期內，運行單位應嚴格按照規程運行設備。若試驗運行期未發現異常，機組應直接進入考核運行期。通常情況下，在考核運行期內，設備供應商仍需對其設備及運行狀況負責。運行單位應制定運行計劃。在考核運行期間，建議運行單位運行人員在供應商的指導下運行設備。考核運行期允許中斷或設備跳閘的條件宜在合同中約定。在考核運行期間，運行單位運行人員應定期組織培訓，掌握設備功能，并記錄設備運行狀況(至少每天一次，初期每小時一次或以更高頻次記錄，在水頭、流量、功率變化時均應記錄),大部分數據可采用數據采集系統連續采集，應記錄以下內容：——上下游水位；——機組進出口斷面水壓；——輸出/輸入功率和功率波動；——流速(若可能);——導葉或噴針開度、轉輪葉片轉動角度(如適用)、折向器位置；——高壓油系統的油壓、油溫；——機組轉速(對于可變速機組)。還應觀測以下內容：——調速器控制系統補氣裝置和壓油裝置運行情況、輔助系統運行情況；——閉鎖裝置的動作和信號反饋情況；——水輪機蝸殼或水輪機頂蓋變形；——補氣系統(補氣范圍和效果);——油液氣味；——潤滑油、冷卻水的循環情況；——各部位的潤滑效能、過濾器及冷卻器的工作情況；——油質；——集水井水位及設備漏油收集情況；——機組負載能力；——環境溫度與周圍設備的表面溫度(如發電電動機周圍);——軸承振動及大軸擺度。環境情況。6.2.5考核運行期結束機組通過考核運行期后將進入由運行單位負責的商業運行期，同時質保期開始，合同各方應記錄該時間點。運行單位宜做好重要備件的儲備工作(如采購周期較長的備件)。6.3商業運行質保期內，未經設備供應商允許，設備不應超出合同規定的范圍運行。商業運行期間，應按6.2規定的內容開展測量和巡檢工作。大多數設備狀態的測量間隔可根據機組實際運行情況適當延長。應記錄每次測量和巡檢的日期和時間。機組運行中，出現如軸承溫度陡升或壓力油系統油壓陡降等不能立即消除的故障時，應立即停機。質保期內，若檢查出設備缺陷需要進行維修時，維修方案宜征得供應商同意。驗收試驗按照下列要求完成：——效率、功率和流量試驗宜參考IEC60041(如適用)執行，或由業主和設備供應商協商開展；——宜考慮運行的限制和約束條件，如振動和噪聲水平、頻率波動、入力限制和/或效率下降等情況；——對于轉槳式水輪機，宜采用指數試驗法校驗協聯機構的協聯關系，如有必要盡快完成校正。若能實現穩定的壓差測量，則可用指數法校驗機組相對效率。供應商和業主在合同中約定的其他試驗，宜在本階段實施。本條只適用于合同中約定的質保項目。在業主和供應商約定的時間(一般在質保期即將結束前),應對機組進行質保檢查。尤其是檢查所有對空蝕有質保要求的部件(見IEC60609-1:2004中的第4章)。質保檢查宜由業主和/或運行單位，以及業主邀請的供應商共同完成。質保檢查宜包括運行(操作改為運行)和檢查，檢查內容如下。a)穩態運行期間：1)所有機械部件運行情況(敲擊聲、異響、異常振動、溫升);2)漏油和/或漏水；3)潤滑水、冷卻水及廠房滲漏排水系統狀態(液位、流量、壓力、進出口溫度);4)調速系統及輔助液壓系統；5)安全裝置動作設定值，并與初始值比較；6)水輪機輸出功率及流量、水泵輸入功率及流量(或指數流量)、水頭、水泵工況下導葉開度或發電工況下噴針開度，包括空載和零流量工況下的上述參數。b)暫態過程期間：1)最大瞬時轉速和壓力的變化值；2)壓力鋼管中最大壓力變化值；3)油壓系統中壓力變化值，活動導葉、噴針、調壓閥和主閥的關閉時間；4)停機時間；c)備用狀態：1)壓力值；2)潤滑油系統和調速系統的油位和溫度；3)導葉、噴針、折向器、轉輪葉片、進出口閘門或閥門、調速器控制裝置及接力器的關閉位置，并與初始值比較(如適用);4)活動導葉、噴針、進出口閘門或閥門的滲漏量，并與初始值比較(如適用);為檢查控制機構的動作情況，在質保期檢查前宜甩滿負荷(100%)試驗后停機。注：甩滿負荷試驗會增加機組疲勞損傷。該試驗為選做項目，由運行單位與供應商協商。檢查完成后應提交檢查報告，報告應記錄所有相關設備的狀態及合同保證性能的檢查結果。應列出為使機組符合合同要求而采取的各項措施，如有可能，還應列出措施實施方及相關費用的承擔方。若質保期檢查不能與最終驗收同時進行(如涉及運行磨損需要維修),則最終驗收可推遲進行。質保期后，可繼續進行6.2規定的測量和巡檢內容。測量周期和范圍由業主確定。若發現或記錄到異常現象，宜由業主決定機組繼續運行或停機檢查處理。6.3.3特殊運行條件機組在寒冷環境中運行時，應注意檢查管徑較小，特別是通過寒冷區域的供水管路，若管道中的水流速低或管道沒有實施保溫措施，則管道可能發生冰凍堵塞。注：冰可能堵塞大的水流通道，特別是在攔污柵和活動導葉處。機組運行中損耗產生的熱量通常可維持潤滑油的良好性能。若機組在低溫環境下停機時間較長，應對軸承和調速系統中的油進行加熱以降低其黏度。機組調相運行應特別注意冷卻系統的運行要求。應對主軸密封單獨冷卻，特別是對于水頭高、轉輪間隙小和轉速高的機組。供應商應對該工況提供運行指導。對于徑流式電站，保證電站過流連續性非常重要。電站過流的連續性使電站上、下游水位相對恒定，這對滿足公共安全和通航要求至關重要。低水頭電站機組(如軸流轉槳式水輪機或燈泡貫流式水輪機)的泄水運行是一種特殊的運行方式，可以確保機組甩負荷后過流的連續性，該泄水運行方式還包括機組在非并網狀態下通過水輪機適當下泄一定的水量。作為一種非常特殊的運行方式，可用不同方法實現機組在空載狀態下下泄流量的連續性。高于同步轉速的協聯運行或低于同步轉速的非協聯運行，泄水運行時，可使用摻氣裝置或尾水閘門來降低水頭。根據所需下泄流量的要求，機組泄水運行也可與旁通閥或大壩的泄水閘門相結合運用。機組因檢修需連續長時間處于備用或停機狀態(通常大于4個月),若需在短時間內安全恢復至可并網運行狀態，則考慮以下因素：——防止設備狀態惡化，如銹蝕等原因；——防止部件污損導致恢復運行時造成受損，如主軸密封處沉積的泥沙；——防止水淹機組及周圍區域。采取具體應對措施時宜考慮以下情況：——機組備用/停機的預計持續時間；——機組結構、材質與設計形式；——水質；——電站整體布局。長期停運的機組重點考慮是否需要排水，通常情況下，至少關閉進口閘門或閥門以減小機組承載的壓力。不論是機組排水還是尾水平壓，排水泵宜始終保持在正常運行狀態。應采取必要的加熱、通風或其他措施防止電氣裝置、電氣設備受潮。宜確保排水泵、加熱及通風系統可靠供電。宜防止液壓系統和軸承的油質受到污染。應避免軸承無油膜運行。安全和閉鎖裝置應可靠投入。應開展定期檢查工作。同時還需考慮以下工作：——定期轉動水平放置的大軸，避免發生永久變形；——定期啟動軸承高壓油系統，人工轉動轉子；——開展頂轉子工作；——其他設備的定期維護。此外，還宜關注本文件未涉及的如發電機、變壓器及其他設備的維護工作。根據公共安全或環境保護的特殊運行要求，電站可能需要將機組甩負荷后的部分流量或全部流量消能下泄。根據不同機組類型和廠房結構，可通過以下幾種方式實現消能：——水斗式水輪機機組可采用折向器消能；——采用閥門、噴嘴或空心射流裝置等專用機構消能。對于以上方式，長時間消能會導致機組發生空化、不穩定、振動、嘯叫、機械部件的應力變化和疲勞等現象，宜根據具體情況評估和處理。電網調度有時會要求機組在非常小的流量下運行。對于混流式水輪機，小流量運行可能導致機組運行不穩定、功率波動、轉輪高應力、空化等。對于水斗式水輪機，小流量運行可能導致機組運行不穩定、產生壓力峰值；對于軸流式水輪機，小流量運行可能導致機組運行不穩定。 1)方括號中的數字指的是參考文獻。為使機組能夠在小流量狀態下持續運行，可設置部分特殊裝置，如尾水管穩流板、機組補氣裝置或轉輪特殊(加長)泄水錐等。泥沙磨損工況下運行可能嚴重損壞水輪機，當水中泥沙顆粒超過一定含量時，應特別關注水輪機運行狀態。水中泥沙含量較高和/或含有大量粗顆粒泥沙時，宜考慮短時停機或關閉進水口，通常情況下泥沙含量為1g/L～10g/L及以上時宜停機。若高泥沙含量的水長時間靜止在壓力鋼管中，泥沙可能沉積在壓力鋼管底部。機組開機前宜先沖洗沉積物。若磨損已威脅到機組的安全運行，則機組不應再開機運行。特殊情況下，若機組在高泥沙環境下運行，主軸密封水應使用清潔水。對于水斗式水輪機，機組最優的發電與泥沙磨蝕比率是在一個或多個噴嘴全開的工況。與其他類型水輪機不同，水斗式水輪機允許通過全關單個噴嘴降低負荷以減少泥沙磨蝕。水斗式水輪機噴嘴，以及混流式水輪機和軸流轉槳式水輪機的導葉關閉后，泄漏水流可能對密封環和間隙產生嚴重的局部磨蝕。為防止磨蝕，機組備用狀態下可關閉上游進水閥。對于軸流轉槳式水輪機和混流式水輪機，機組最優的發電與泥沙磨蝕比率是在導葉最大開度的工況。應盡可能避免機組在空載或低負荷狀態運行。在特殊環境條件下，機組可能要下泄水質較差的水，如海水、廢水或含有腐蝕成分的水(如水庫首次蓄水后庫區植被分解物等)。建議根據水質的影響，仔細研究選擇水輪機、閥門及輔助設備的材質和保護涂層材料。還應考慮其他水質參數的影響，如：——較高水溫對間隙變化和冷卻效果的影響；——水中有機生物(如細菌、貽貝)對設備加速腐蝕或使過濾器/冷卻器結垢(流量減小)等影響。水輪機作為啟動裝置對于特定的抽水蓄能電站，水輪機采用特殊配置后可用作水泵的啟動裝置(如啟動水泵并將其加速至同步轉速零流量狀態):——對于三元機組，水輪機與泵同軸并機械連接；——對于可逆式機組，水輪機和泵通過“電氣軸”耦合連接(即水輪發電機與水泵電動機通過電氣耦對于上述兩種情況，宜研究并評估啟動裝置和泵的特定狀態和約束條件(如機械力矩、發熱影響、不穩定性、水輪機飛逸轉速等),這些條件對水輪機和/或泵的設計影響較大。在水電站運行的初期，機組可能在較低/高的水頭下運行，宜在相應的合同條款中予以說明。可采用水力機械過流方式排空上游導水渠、流道或壓力鋼管內的大量積水。機組在正常運行范圍內運行：——機組可并網發電并在穩定運行范圍內運行(功率、溫度、擺度、速度、壓力、流量均正常),處于正常的自動運行和監控狀態。機組在水輪機最小水頭以下運行：——宜在設計階段從技術上明確排水運行的限制條件。否則，供貨商和壓力鋼管設計方應綜合考慮運行的需求和電站安全情況，共同確定運行限制條件。通過開機方式排水的排水速度應考慮以下幾個方面：——應控制壓力鋼管內外壓差小于壓力鋼管的設計值，避免發生襯砌或巖石垮塌；——應控制排水的速度不大于壓力鋼管的通風速度；——應維持機組轉速不小于導軸承和推力軸承產生油膜的最小轉速，防止軸承損壞或過熱；——應確定并控制機組最大轉速，防止機組損壞；——應明確機組可以運行的上游最低水位，防止空氣和泥沙進入水輪機；——保證開機排水運行中冷卻水的最小流量(冷卻水取自上游的機組);——流經水輪機的最小流量，以防止噴針、折向器或活動導葉損壞；——機組振動情況；——整個排水過程中應監視機組的運行狀態(軸承溫度、振動、壓力、轉速等);——對于水斗式水輪機，應使用折向器改變水流方向。注：若發生異常狀況，立即停止通過機組排水，改用其他方式(如采用廠房集水井)排放剩余的水。對于在進水渠或前池有泥沙沉積的電站，特別是當設備存在水力磨損的情況時，不宜在上游水位較低時運行機組并利用機組來排除淤積的泥沙。這種方式可能導致活動導葉、轉輪葉片和輪轂磨損，造成過濾器堵塞、轉輪密封間隙堵塞或磨損、閥門堵塞、主軸密封污染等問題。若不能避免，運行人員應降低流量以控制流經機組的泥沙量并考慮相關建議。注意檢查因壓力鋼管壓力降低而受到影響的設備，如依靠壓力鋼管壓力進行關閉操作的主進水(資料性)可逆式水泵水輪機不同運行工況下的轉換電網需要穩定運行。可逆式水泵水輪機或三元機組能夠提供快速的能量存儲和靈活的有功、電壓調節等輔助服務。為提供輔助服務，運行工況轉換時間應滿足電網要求。由于工況轉換時間越短可能獲得的收益更大，因此縮短工況轉換時間也是當前機組設計的目的之一。A.2從備用(準備就緒)到備用(輔助系統已運行)(01和10)這兩種工況下，機組處于靜止狀態(大軸未旋轉)。由運行人員決定兩種模式下需要運行的輔助設備。第一種備用工況下大多數輔助設備不投入運行，在某些機組中配置有自動閉鎖系統來阻止機組啟動。只有必要的輔助水輪機運行的系統投運。第二種備用工況下為保障水輪機能快速啟動，一些需要較長時間才能啟動的輔助設備已預先投入運行。這兩種備用工況轉換的時間取決于輔助系統的啟動時間。采用并行啟動代替順序啟動輔助設備可縮短工況轉換時間。A.3從備用(輔助系統已運行)到空載(同期并網)(12)這種工況轉換時，機組轉速會快速從零加速到空載轉速，發電機同期并網。在此期間，進水閥(如有)應開啟，軸承潤滑應滿足轉速上升的要求，冷卻系統、調速系統和勵磁系統應投入運行。這種工況轉換的時間取決于水流慣性、旋轉系統的慣性質量以及同期并網時間。A.4從空載(同期并網)到備用(21)導葉關至空載位置，斷開發電機出口斷路器，機組解列。導葉關閉后，機組轉速下降。為縮短機組減速時間，先投入電氣制動，在設定的轉速值(≤30%額定轉速)投入機械制動使機組停機。在此過程這種工況轉換的時間主要取決于電氣制動、機械制動的容量和轉動部件的摩擦損失。對于水斗式水輪機機組可使用制動噴嘴，因為水斗式水輪機機組轉輪在空氣中轉動的摩擦損失很小。A.5從空載到水輪機運行(23)發電機同期并網后，調速器開啟導葉或噴針，功率按照調速器設定的速率逐步增加。這種工況轉換的時間主要取決于水流慣性、過渡過程限制值以及電網調度規定。A.6從水輪機運行到空載(同期并網)(32)逐步關閉導葉或噴針到空載位置，機組有功按照設定速率逐步減少進入空載狀態。這種工況轉換的時間主要取決于過渡過程限制值和電網要求。A.7從空載到同步調相運行(水輪機方向)(24)同步調相運行工況(SCO)是調節電力輸送條件的一種運行方式。SCO既可發出也可吸收無功功率，目的是調節電網系統電壓或改善功率因數。因此，轉動部件需在無水條件下旋轉。為進入這種運行工況，轉輪需在機組同步之后壓水運行。可通過壓水系統向轉輪室與尾水管中注入空氣，或將轉輪室中的水在重力作用下自流排出。轉輪室內的水位應保持在轉輪以下，可根據需要使用水位傳感器控制需要進入轉輪室的壓水空氣量以保持水位來實現，使得轉輪室水位保持在轉輪以下。根據機組類型或SCO操作人員的安全理念，進水閥可關閉或保持打開。進水閥關閉的優點是蝸殼只承受較低的尾水壓力，但轉輪室空氣可能擴散到蝸殼內，蝸殼內積聚的空氣應使用蝸殼排氣管排出。另一種SCO操作是關閉進水閥，但使用一個較小的進水閥旁通管。這將增加蝸殼的壓力，但轉輪室的空氣不會通過活動導葉的間隙進入蝸殼。在進水閥開啟或沒有安裝進水閥時，同步調相運行需要更多的空氣和更高的調相功率。若進水閥或進水閥旁通閥在SCO操作期間是打開的，則可以使用排水閥排出可能通過活動導葉間隙泄漏的水以及在轉輪圓周方向區域堆積的水。這種工況轉換的時間主要取決于機組類型、結構尺寸、壓水系統的壓力以及重力排空設備的效率。這種運行工況下迷宮環和主軸密封(如有)的冷卻系統應投入，冷卻水應從轉輪室排出。機組從同步調相運行轉換至空載運行，轉輪室應再次充水，導葉打開至空載開度，通過水流代替電能驅動機組旋轉。首先關閉壓水系統，然后排出尾水管、轉輪室和蝸殼中的空氣，再從機組尾水管側完成上述部位充水，使轉輪完全浸沒水中(即所謂的造壓)。造壓完成后，開啟導葉和主閥，同時關閉迷宮環冷卻水。這種工況轉換的時間主要取決于充水和排氣的時間。A.9從同步調相運行(水輪機方向)到水輪機運行(43:=42&23)機組從同步調相運行轉換至水輪機運行，蝸殼應完全充滿水并避免空氣進入壓力鋼管。建議這種工況轉換在步驟42完成后接著執行步驟23來進行。若蝸殼已充水且壓力鋼管無空氣，則無需等待平壓，可直接依次開啟進水閥和導葉。A.10從水輪機運行到同步調相運行(水輪機方向)(34:=32&24)關閉導葉至空載開度，有功相應降低，按照規定步驟進行工況轉換(34:=32&.24)。A.11從備用(輔助設備已運行)到同步調相運行(水輪機方向)[14或(12&24)]這種工況轉換可遵循步驟12和步驟24。但為了加快工況轉換速度，也可使用靜態頻率轉換器(SFC)。在這種情況下，機組靜止或未加速過程中均可啟動壓水流程。通常情況下，SFC沒有足夠容量使轉輪室已充水的機組達到額定轉速。在使用SFC升速的過程中，轉輪室和尾水管中的水應按步驟24的描述壓低。當機組達到額定轉速時，SFC將實現同期并網。這一過程的時間取決于壓水的時間、SFC的功率及同期并網時間。A.12從同步調相運行(水輪機方向)到備用(41)機組首先同電網解列，轉輪室逐步充水以降低機組轉速，電氣和機械制動裝置應投入以縮短工況轉換時間。更多工況的描述見步驟21。A.13從備用(輔助設備已運行)到同步調相運行(水泵方向)(15)這種工況轉換時，機組在水泵方向下轉速從零加速到額定轉速。為加速機組，可使用靜止變頻器、水輪機或同軸電動機，在機組靜止的條件下進行壓水。通常情況下，啟動裝置無法將轉輪室充滿水的機組加速到額定轉速。在加速或靜止的過程中，轉輪和尾水管應按照步驟24所述進行壓水。機組到達額定轉速后，發電電動機并網。這種工況轉換的時間取決于壓水時間、啟動裝置的功率以及同期并網時間。A.14從同步調相運行(水泵方向)到水泵運行(56)這種工況轉換過程中應排空轉輪室空氣，將轉輪室中的壓力增加至活動導葉前壓力，實現造壓。在排氣的過程中主閥將開啟。平壓完成后由調速器操作導葉，機組進入水泵工況運行，導葉開啟過程中逐漸增加水泵功率。該工況轉換時間主要取決于排氣和造壓時間。A.15從水泵運行到同步調相運行(水泵方向)(65)這種工況轉換過程從關閉進水閥和導葉開始，導葉關閉后，壓水系統壓低轉輪和尾水管內上部的水。水被壓出后，水泵的功率會減小到同步調相運行所需要的功率。這種工況轉換時間取決于壓水時間和減壓時間。A.16從同步調相運行(水泵方向)到備用(51)為使機組停機，機組先與電網解列，然后向轉輪室充水降低機組轉速。應投入電氣制動和機械制動裝置縮短停機時間。更多工況的描述見步驟21。A.17從機組運行(水泵方向)到備用(61)這種工況轉換從關閉導葉開始，導葉關至空載開度，斷開斷路器，發電機解列。在轉速下降過程中，關閉進水閥，投入電氣和機械制動以縮短額定轉速到停機所需的時間。該工況轉換的時間取決于電氣和機械制動性能以及旋轉部件的摩擦特性。A.18從備用到水泵運行(16)從備用狀態進入水泵運行(16:=15&.56)模式，機組同步調相運行這一中間步驟可省略(盡管該運行方式短時存在),這樣可縮短工況轉換的總時間。這種組合工況轉換，應在機組靜止后再改變轉輪轉動的方向。但是盡管過程中的工況，如水輪機空載-靜止狀態-同步調相運行(水泵方向)短時存在且均是獨立的運行工況，仍然可以忽略，以縮短工況轉換的總時間。A.20從水泵運行到水輪機滿負荷運行——快速轉換(63)這種運行方式允許機組從水泵運行快速切換到