黄河万家寨水利枢纽机组充水试运行流程

每台机组启动前，施工单位均编写了详细的启动试运行程序并呈报工程监理审核批准，编写安装报告呈报启动验收委员会，在启动验收委员会下达启动令后进行机组的充水试运行工作。

启动试运行程序主要包含以下试验项目：机组充水、手动开机、空载试运转，调速器扰动、过速试验，发电机升流升压，主变升流升压，励磁系统试验调整，保护系统试验调整、主变冲击、带负荷试验、甩负荷试验，72h 满负荷试运行等。

1.充水试验

充水前对水轮发电机组进行全面检查，对流道进行仔细清理和检查，封闭蜗壳及尾水管进人门，接力器锁定投入，检修空气围带投入。提起尾水闸门充水阀进行尾水管充水，充水过程中随时检查各部渗漏情况，平压后提起两扇尾水闸门并锁定在尾水平台上。提起进口快速闸门充水阀，对蜗壳进行充水，检查机组各部渗漏情况，发现问题及时处理。由于坝前进口平台处存有施工垃圾，因此每台机首次充水后均需关闭前后闸门，打开蜗壳进人门将蜗壳中的杂物清理出去，然后重新进行充水。充完水后提起快速闸门，进行技术供水蜗壳取水运行方式的转换，检查阀门、管路有无漏水现象。

2.手动开机

首次开机均以手动方式进行，机组冷却及润滑水投入，低压制动气系统工作正常，机组保护投入，拔出锁定，缓慢打开导叶待机组刚刚转动立即关闭导叶，检查机组转动情况有无异常，如机组转动正常，则将导叶打开升速到50%额定转速继续观察机组转动情况，稳定2min 无异常后将机组转速升至100%。

3.空载试运行

手动开机后检查机组各部瓦温上升情况、机组振动摆度情况、机组渗漏水情况等是否正常，检查并记录各部瓦温、振动及摆度值、技术供水系统各部压力值及排水情况、油槽油位、主轴密封漏水情况等，运行4h 后各部瓦温均趋于稳定。

4.调速器扰动试验

空载试运行4h 后进行调速器扰动试验，根据参数选定情况分别进行上扰和下扰，记录调节过程，选定最佳参数后停机，机组转速降至15%时手动投入制动闸，记录刹车时间。停机后对机组进行全面检查。

5.过速试验

将过速保护接点从机组保护回路中切除，手动开机至额定转速，稳定2min 后将机组转速升至115%，检查115%保护接点动作情况并记录机组各部振动、摆度情况，然后继续升速至150%额定转速，检查机组过速保护接点动作情况，同时观察机械过速保护装置动作情况并记录机组各部振动、摆度情况。如机械过速保护装置未动作，则需停机重新调整后继续进行150%额定转速试验，直到机械过速保护装置动作为止，万家寨机组过速试验均未超过两次。过速试验后须对转动部分进行全面检查。

6、自动开停机试验

按《机组启动试运行程序》（以下简称《程序》）做好试验前的准备工作，首先进行PLC自动开停机试验，在机组PLC 盘操作“空载”按钮，机组按顺控方式实现开机过程。机组稳定运行一段时间后，在PLC 盘操作“停机”按钮，机组按顺控方式实现停机过程。记录自停机信号发出后至自动加闸的时间及自动加闸至机组完全停止的时间。

PLC 自动开停机试验完成后继续进行机组LCU 及上位机开停机试验，试验流程同前。

7.发电机升流试验

按《程序》要求做好试验前的各项准备工作，手动开机至额定转速稳定运行，分别进行K1、K2、K3 点升流，录制发电机三相短路特性曲线；测量发电机额定电流时的轴电压；检查灭磁开关的消弧情况；录制发电机额定电流时的灭磁曲线，计算灭磁时间常数；检查发电机差动、主变压器差动保护的电流方向；利用发电机残压检查励磁变电流回路。

8.主变与GIS 升流试验

按《程序》要求做好试验前的各项准备工作，手动开机至额定转速稳定运行。手动对主变与GIS 升流，按25%、50%、100%额定电流顺序进行，分别检测主变CT 二次回路的正确性，确认无开路存在；检查主变差动保护工作情况；检查主变运行情况。检查完成后手动减电流至零，跳灭磁开关。

9.发电机升压与定子单相接地试验

机组以自动方式开机至额定转速稳定运行，手动加励磁对机组升压，分别按25%、50%、75%、100%额定电压进行升压，检查机端PT 二次回路的正确性，测量相序，绘制电压矢量图；录制发电机空载特性曲线；测量发电机额定电压下的轴电压；检查发电机额定电压下灭磁开关的消弧情况并录制波形图。然后按《程序》要求做好定子单相接地试验的准备工作，手动升压至定子一点接地保护动作，观察定子接地保护动作情况。再次升压至20%额定电压测量接地线中电流值，计算出定子单相对地电容值，设置消弧线圈挡位。

10.主变与GIS 升压试验(www.xing528.com)

按《程序》要求做好准备工作，以自动方式开机至额定转速稳定运行，分别按额定电压的25%、50%、75%、100%手动进行升压，检查主变与GIS 工作情况，检查母线PT 与机组PT 的相位情况；检查出口开关的同期回路。检查完之后降压至零。然后进行机组电制动及自动起励试验。

11.主变冲击试验

按《程序》要求做好试验前的准备工作，在得到系统批准后对主变进行五次全电压冲击试验，录制合闸时励磁电流波形图，检查主变有无异常声响，检查主变差动保护是否误动。第五次合闸后出口开关不再断开，主变正式空载运行，此后主变中性点是否接地由系统决定。

12.机组并网与带负荷、甩负荷试验

按《程序》要求做好试验前的准备工作，先由PLC同期装置进行机组模拟并网，完成后退出。经系统同意后再正式并网带负荷，进行定子接地保护带负荷调整；进行励磁系统负载特性试验；进行调速器负载特性试验；机组甩50%、75%、100%额定负荷试验，记录机组转速上升率、蜗壳水压上升率，记录调速器紧急关闭时间、调节时间，求取机组实际运行的调差率，测量并记录机组振动摆度值。然后调整无功负荷，分别进行带、甩50%、100%额定无功负荷试验，检查励磁调节器电压调差率。试验完成后减负荷至零，停机进行全面检查。

13.72h 试运行

机械、电气各部设备均按正常方式投入运行，以上位机方式开机并稳定运行，经系统同意后以自动准同期并网，进入72h 试运行。运行过程中定时检查记录机组运行有关参数及表计指示，定时巡检机械、电气设备的运行情况。试验完成后向系统申请进行低油压关机试验，同意后将机组负荷降到20～40MW，调速器油压降至5.6MPa 左右，机组低油压事故关机。至此机组充水试运行试验全部完成，进入停机消缺阶段，消缺后投入商业运行。

七、金属结构安装

1.尾水闸门及启闭机安装

（1）尾水检修门埋件安装。尾水检修门埋件主要指门槽埋件，它是主要受力构件，安装精度要求较高，埋件的安装质量直接影响下闸后的止水效果。电站尾水检修门埋件分为Ⅰ类Ⅱ类门槽两大类，Ⅰ类门槽为尾水检修门和机组段排沙洞出口检修门的共用门槽共5孔。Ⅱ类门槽为尾水检修门门槽，共7孔。门槽埋件主要包括底槛、门楣、主轨、反轨等几部分，主轨和门楣布置在上游侧，分别带有4mm 厚不锈钢止水带。安装时根据预先设置的测量点线控制埋件的高程、水平、垂直等项目，并对埋件的加固情况和焊缝外观质量进行检查，合格后浇筑Ⅱ期混凝土。

（2）尾水检修门安装。电站尾水检修闸门兼做排沙洞出口检修闸门，共设置8 扇规格为8.3m×7.73m的平板闸门，门叶单重42.7t，工作时通过吊杆与尾水门机相连进行启闭。尾水检修门分3节制造，工地组焊成整体。在尾水平台上搭设组装平台，将3节门叶吊到平台组合调整，用连接板将3节门叶组焊成整体，并对焊缝进行防腐处理。门叶组装完毕后用高架门机吊入门槽，检查止水密封的压缩情况均符合设计要求。

（3）启闭机及轨道安装。轨道安装是随着尾水平台土建工程的逐步完善而分段进行的。安装时在轨道两端设线架，用钢板尺检测调整轨道的水平及直线度，用轨道压板压紧后再使用经纬仪和水准仪进行校准，合格后浇筑Ⅱ混凝土。尾水门机主要由门架和上平台组成。在轨道上安装行走台车及门架，同时在厂前区进行上平台的组焊。对上平台8 条主焊缝进行了超声波检查。上平台组装合格后用MQ600/30t 门机吊至门架上连成整体，然后吊装卷扬等其他设备附件，机械部分组装完成后进行电气配线及调试。调试包括大车行走，主起升的5 个挡位运行，电动葫芦的起升和行走、起升高度指示，荷载指示及充水位置自动停机等内容，调试完毕后按规范要求分别进行了动静负荷试验。

2.机组段排沙洞闸门及启闭机安装

（1）排沙洞工作门埋件安装。门槽埋件包括工作门主轨、副轨、反轨Ⅰ、反轨Ⅱ、工作门胸墙及工作门底坎等，根据设计图纸预先设置测量点线，控制安装件的高程、水平、间距、垂直等参数符合设计及规范要求，并对轨道的加固情况和外观质量进行检查，合格后浇筑Ⅱ期混凝土。

（2）排沙洞工作门安装。排沙洞工作门共设5 扇规格为1.4m×1.6m-90m（长×宽—设计水头）的平板闸门，门叶单重8.547t。通过液压启闭机控制闸门的开关。在加工车间内按设计图纸将门叶焊接成整体并安装水封，运至现场用MQ600/30t 门机吊入门槽，检查水封压缩情况均符合设计要求。

（3）启闭机安装。液压启闭机布置在尾水副厂房内904.92m 高程上，液压泵站设在3号与4号机组段间平台上，油箱容积3m3，有效容积1.8m3。控制系统由油箱、油泵、阀组、油缸、管道及闸门开度仪等组成。安装时，按闸门中心实际位置确定机架中心位置，按设计图纸确定机架高程，吊装油缸，按工艺要求调整在允许误差范围内。连接和固定管路，安装阀组、开度传感仪。油箱内注入合格透平油，经过空载、动载试验，系统耐压试验，带闸门无水试验，远动试验等系统工作正常。

3.厂内桥式起重机安装

万家寨水利枢纽工程发电厂房布置2 台350/100/10t 桥式起重机。厂房主安装间地面高程909.00m，桥机轨道高程921.50m，下游墙928.00m。由于厂房设计原因，重型起重设备不能直接开进安装间进行主梁的吊装。起重设备在厂房外面进行吊装，要跨过19m 的下游墙，为此根据工地现有的起重设备以及门机所处位置，通过计算，从多种方案进行选择，确定采用WD-400 和MQ600/30t 门机抬吊主梁的方案。小车架由1260/60t 门机进行吊装。

（1）桥架安装。在桥机轨道上按小车架组装的方法划出台车的控制线，将四组台车吊放在轨道上，台车间距离要利于端梁的吊入，调整后加以固定，用两台吊车分别将两根主梁吊装到台车上，把紧组合螺栓。用吊车将端梁吊入一端与主梁Ⅰ连接，另一端用千斤顶调整水平，将主梁Ⅱ用人工推进与端梁连接，根据轨道上的控制线进行桥架调整，调整合格后把紧端梁螺栓。桥架组装后进行质量检查时发现主梁的上拱度超出设计要求，主梁上拱度设计值为（0.9～1.4）L/1000mm，L 为跨度，即19.8～30.8mm，实际测量值主梁Ⅰ为47mm，主梁Ⅱ为50mm，厂家认为主梁拱度大是主梁刚制作完而应力没有释放，运行一段时间后，随应力释放拱度将会变小，因而对桥机的拱度不进行处理。上拱度大小车在运行时有爬坡现象，通过在小车轨道两端加垫片的方法，使小车轨道的上拱度符合设计要求。司机室和电动葫芦轨道用支架和横杠梁进行吊装就位。

（2）小车安装。小车架由1260 门机直接吊装到桥架上。之后进行主、副起升机构的安装，起升机构虽然在厂内进行了组装，但安装后轴线仍不符合要求，尤其是开式齿轮的啮合面，现场进行了多次调整。一号桥机开式齿轮和主卷筒有多处制造缺陷，安装后经专家确定予以报废，委托太原重型机械厂重新加工后安装。

（3）桥机试验。试验是利用现有的设备及材料，采用专用试块的方法。在发电机定子吊具上，利用定子吊具主梁作平衡梁，主梁上面为斜面，在其上面加焊鞍座，便于钢丝绳的缠绕。利用底孔弧门支架加工制作吊笼，承装试块，吊笼通过12 股Φ37mm 钢丝绳缠绕在平衡梁下面。移开平衡梁，用8t 汽车吊可方便地增加试块。此法方便简单，并减少平衡梁制作的时间和费用。桥机先分别起吊50%、75%及100%额定负荷进行桥机合格试验，然后进行静负荷试验。静负荷试验的目的主要是检查桥机各部件和金属结构的承载能力，起吊125%（437.5t）额定负荷，测量主梁下沉值，卸去负荷，检查主梁的永久变形均符合国家标准（GB/T 14405—93）的要求。桥机的动负荷试验的目的主要是检查起升机构及其制动器的工作性能。起吊110%额定负荷，进行大车、小车运行及起升制动试验，尤其检查主梁上拱度对小车运行的影响，均符合要求。