浅谈天荒坪抽水蓄能电厂的可靠性管理

华东天荒坪抽水蓄能有限责任公司
吕　　峰

摘　要：通过对电厂设备运行和可靠性工作的介绍，分析可靠性管理在抽水蓄能电厂生产管理中的重要作用。

关键词：抽水蓄能电厂　可靠性　管理

1.前　言

华东天荒坪抽水蓄能电站（有限责任公司）位于浙江省安吉县境内，直线距离至杭州 57 kM ，至上海 175 kM ，至南京 180 kM 。以两回 500 kV 出线 34 kM输电线路接入华东电网 500 kV 瓶窑变电所。接近华东电网的负荷中心，地理位置十分优越。电站安装6台300 MW可逆式抽水发电机组，总装机容量1800 MW。设计理论年发电电量（调峰电量）30.14亿kW·h，抽水电量（填谷电量）41.04亿kW·h，为日调节纯抽水蓄能电站。

随着我国国民经济的迅猛发展，电力系统的供电形势日趋紧张，由于抽水蓄能电站的建成和投产，对于改善系统能源结构、调峰填谷、调频调相、事故备用、提高电网的安全经济运行和火（核）电站的综合利用率，减少能源损耗等方面均发挥了重要作用，是现代电网发展的必然产物。特别是区域电网供电形势的日益严峻、系统峰谷差的逐年加大，抽水蓄能电站已成为电网不可或缺的组成部分并发挥了举足轻重的作用和良好的经济效益。

2.电厂可靠性工作概述

华东天荒坪抽水蓄能电站自从2000年底全部机组正式投入运行至今，已六年有余。六年来，电站在华东电网中发挥了积极的作用，不仅是电网调峰填谷的主力电站之一，同时在应急调频、事故备用及系统调试等方面给电网提供了方便。

由于天荒坪电站是华东地区建设的第一座大型抽水蓄能电站，主要设备全部从国外引进，但在投运初期设备故障频繁，经过约两年多的处理和改造，2003年后电站设备运行基本稳定。电厂的设备可靠性管理也逐步走上正轨，为电厂的安全生产和领导决策发挥了一定的作用。本文主要介绍电站目前的设备运行和可靠性管理情况。

3.抽水蓄能电厂的运行特点

电厂的运行调度由华东网调调度通信中心负责调度管理。电站自1998年首台机组投产以来，典型的运行方式是每天早晚峰发电：早峰08:00—12:00，晚峰17:00—22:00；低谷23:00至次日06:00抽水。无论是抽水或发电，正常情况下，均为每隔15分钟启动一台机组,均带满铭牌出力/入力运行（发电300MW/抽水315MW）。

由于抽水蓄能机组运行方式灵活，起动快速，调峰、调压性能优良，能执行电网事故备用，在确保电网运行的安全稳定方面发挥着重要作用。目前天荒坪机组运行有发电、抽水（水泵）、抽水调相和发电调相四种基本运行工况　具体说明如下：

①发电工况运行，单机额定功率300 MW，为避开机组振动 区，正常调节范围250～300 MW；

②水泵工况运行，较大吸收单机额定功率330 MW，水泵工况吸收功率不能调节，只能满功率抽水；

③蓄能机组在发电工况、抽水工况、发电调相工况和水泵调相工况时，既可以发出有功和无功功率（延相运行），提高电网电压，也可以吸收电网多余无功功率（进相运行），降低电网的电压。

正是由于上述特点，蓄能在电网调峰填谷、事故备用、调频调压及改善电网运行的稳定性和经济性方面发挥了重要的作用。

4.可靠性基本数据的采集

按照可靠性相关管理规程〔包括《发电设备可靠性管理规程》（国颁DL/T 793-2001）和《输变电设备可靠性管理规程》（国颁DL/T 837-2003）〕规定，可靠性计算参数包括发电量、抽水电量、上网电量、上网电量、机组可用小时、计划停运小时、非计划停运小时、等效可用系数、机组启动成功率、运行暴露率等27个发电设备可靠性评价指标和11个输变电可靠性评价指标。其中机组各工况起停时间、情况，输变电设备（主变、500KV开关）运行情况是较基本源数据。对基本源数据的准确采集、校核及录入，是提高设备可靠性管理正确性的重要基础。2005年以前，大量机组、设备运行基础数据由电厂可靠性管理专职人员手工抄录，经校对后输入“可靠性管理”专用程序，适时计算并上传上级可靠性主管部门。

2004年底，公司《实时信息系统(SIS系统)改造》项目开始执行，该项目由北京ABB贝利控制有限公司提供核心软件产品和技术支持，华东电力试验研究院负责系统集成和应用组态和开发工作。经过近一年的建设，2005年底基本完成项目合同要求的主要研发任务。系统基于电厂现有的MIS网络以及相应的计算机终端，利用原有的硬件资源，根据信息的用途和服务对象，通过对电厂网络系统网段的重新设置，实现公司层面的生产信息采集和数据整合共享。　

实时信息系统的平台的配置见图：

通过《实时信息系统》(SIS系统)的投用，电厂可靠性管理工作有了极大提升，基本达到可靠性数据信息采集在线化和数据共享、传送网络化的目标。

5.与现有《运行管理系统》的链接

随着科技和自动化水平的不断提高，实现对可靠性数据的自动采集成为可能。2004年，结合监控系统软件升级项目，电厂加快了可靠性数据采集统计的自动化、网络化处理进程。在“监控系统（SIS系统）”和《运行管理软件》编制中，同步编制了相关可靠性原数据的采集模块，对机组开停机情况的统计完全实现了自动化、在线化。每月公司设备运行可靠性统计数据经《运行管理系统》采集，可靠性专职工程师确认后，自动导入专用《可靠性管理（网络版）软件》，进行相关可靠性参数计算和校核、上报。

6.可靠性管理的网络化

自20世纪九十年代后期以来，网络技术突飞猛进。目前，网络化已成为现代办公和通讯的重要手段，随着电力工业的发展和体制改革需要，网络数据传送已成为电厂可靠性管理手段变革的标志。
　　2005年由中电联统一发行的《发电设备可靠性管理》和《输变电设备可靠性管理》网络版软件安装和启用，标志着天荒坪抽水蓄能公司可靠性统计管理工作进入新的阶段。每月公司设备运行可靠性统计数据经“运行管理”系统采集导入后，可联网上传北京可靠性管理中心和华东电网可靠性管理单位。相关运检、生产部门领导和技术人员可随时进行数据调用和进行故障统计分析，及时查找设备故障原因，制定设备整改、消缺对策，提高设备健康水平。

7.强化可靠性/统计工作的综合运用功能

华东天荒坪抽水蓄能电厂（有限责任公司）设备可靠性专职和生产统计专职为一人兼任，两项工作的性质相近，部分数据或报表可共享使用。因此，可靠性专职人员统筹安排，合理使用相关报表和数据，延伸可靠性和统计数据的运用范围及功能，有效利用各类数据，使之运用于生产和日常管理。例如：

（1）2005年公司机组出现了磁极线圈移位、松动的缺陷，设备管理部技术专职运用设备运行统计数据，找出机组运行时间和缺陷发生程度的相关关系，同时结合机组检修，对不同机组采取不同处理方案，有效保证了设备运行的可靠性和检修的经济性，取得良好的生产、经营效果。

（2）公司设备管理部通过对历年设备故障统计数据的分析，查找出故障发生频度相对较高的设备缺陷，制定出技改方案和反应措施，及时消除设备运行隐患，提高了设备运行可靠性。

历年机组启动成功率（启动可靠度）统计

从统计数据可以看出，电站投运初期设备故障以电气二次故障较多，几乎占故障次数的50％左右；其次是机械故障，约占30～40％。电气二次故障中以自动化元件及检测传感器故障较多；机械故障主要由主轴密封和转动部件密封不良所致；电气一次设备故障相对较少，但一旦发生事故影响较大。如2000年7月5日，1号主变高压绕组发生纵绝缘短路和主绝缘对地击穿事故，被迫更换新变压器，导致1号机组停运达10个月之久。

水泵启动成功率略低于发电启动成功率。影响发电启动成功率的主要因素是水泵水轮机存在“S”特性；影响水泵启动成功率的主要缘由仍是SFC装置及其外部测量回路的可靠性。监控程序内部缺陷及其与外部元件动作时间配合不当导致的故障也不在少数，而且这类故障往往较难查找。

 8.其他可靠性管理平台
（1）《运行管理系统》部分

与电厂实时信息系统（SIS系统）链接的《运行管理系统》，是电厂设备运行管理的重要平台。系统整合了生产数据和可靠性管理相关模块，可实现对机组起停事件、机组运行时间、设备故障

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