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水輪機(jī)組軸承溫度誤跳閘原因分析及改進(jìn)

2008-01-08

摘要:依據(jù)碧口水電廠機(jī)組軸承測(cè)溫回路存在的問(wèn)題,進(jìn)行分析和改進(jìn),并取得了良好的效果,為同類(lèi)型機(jī)組提供可參考的經(jīng)驗(yàn)。 關(guān)鍵詞:水輪機(jī) 軸承測(cè)溫 跳閘 改進(jìn) 1 前言 碧口水電站裝有三臺(tái)單機(jī)容量為100MW的混流式水輪發(fā)電機(jī)組,由哈爾濱電機(jī)廠制造。 機(jī)組的測(cè)溫系統(tǒng)原采用比率式測(cè)溫裝置,靠干簧管接點(diǎn)切換選擇,因其可靠性低,影響了對(duì)機(jī)組各部溫度的監(jiān)視和運(yùn)行人員的正常抄表,考慮到機(jī)組溫度保護(hù)和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的需要,從1996年底開(kāi)始,對(duì)三臺(tái)機(jī)組的測(cè)溫回路結(jié)合計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施進(jìn)行了改造,選用了合肥工業(yè)大學(xué)高技術(shù)實(shí)業(yè)公司生產(chǎn)的DAS-ⅠA/B系列多功能巡檢儀,運(yùn)行情況一般,曾數(shù)次出現(xiàn)顯示不正常和通訊中斷、抗干擾能力差等現(xiàn)象,以及接線接觸不良和線路斷路引起溫度急劇上升保護(hù)動(dòng)作。同時(shí)由于測(cè)溫點(diǎn)處在發(fā)電機(jī)的強(qiáng)電磁環(huán)境中,有一部分測(cè)溫點(diǎn)經(jīng)常出現(xiàn)高限報(bào)警的現(xiàn)象,而該巡檢儀又不能去除干擾信號(hào),給監(jiān)控系統(tǒng)的服務(wù)器帶來(lái)很多的報(bào)警量,嚴(yán)重時(shí)致使服務(wù)器死機(jī)。 2 軸承溫度誤跳閘原因分析 2001年8月30日,1#機(jī)組帶100MW負(fù)荷運(yùn)行。運(yùn)行中1#機(jī)組溫度巡檢儀出現(xiàn)溫度顯示不正常的現(xiàn)象,檢修人員在辦理工作票后,進(jìn)行定子測(cè)溫回路的檢查。當(dāng)檢修人員打開(kāi)有缺陷的定子線圈電阻溫度計(jì)02端子后,檢修人員用萬(wàn)用表表筆接觸公共端子,用另一表筆準(zhǔn)備接觸已打開(kāi)的02端子測(cè)量回路電阻值時(shí),出現(xiàn)"1F水機(jī)事故"光字排,出口開(kāi)關(guān)2201DL跳閘,緊急停機(jī)電磁閥動(dòng)作,機(jī)組有功負(fù)荷到"0",檢查為"1F軸承溫度過(guò)熱動(dòng)作"微機(jī)監(jiān)控事件量顯示為:1F水導(dǎo)+X方向、-X方向、+Y方向、-Y方向電阻型溫度瞬間突變"高限報(bào)警"分別為124.5℃、77.3℃、79.5℃、79.2℃(動(dòng)作停機(jī)制為:65℃)。而現(xiàn)場(chǎng)檢查1F水導(dǎo)膨脹型溫度計(jì)指示為:+X方向40℃、+Y方向 43℃、-X方向 37℃、-Y方向 41℃。 事故發(fā)生后,立即進(jìn)行事故的分析和查找。由于機(jī)組測(cè)溫回路公共端子松動(dòng),當(dāng)檢修人員用萬(wàn)用表的表筆接觸公共端子(另一端還未觸及端子)時(shí),端子的松動(dòng)使電阻值發(fā)生了突變,導(dǎo)致溫度巡檢儀采集的溫度值超過(guò)機(jī)組事故跳閘停機(jī)65℃的整定值,使水機(jī)保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)出口開(kāi)關(guān),機(jī)組甩負(fù)荷事故停機(jī)。隨后做了多次模擬試驗(yàn)(測(cè)溫電阻短路、測(cè)溫電阻開(kāi)路、公共端斷開(kāi)、公共端松動(dòng)),當(dāng)測(cè)溫電阻短路、測(cè)溫電阻開(kāi)路和公共端斷開(kāi)時(shí)巡檢儀輸出溫度值均為零,不會(huì)出現(xiàn)溫度升高。從試驗(yàn)所得結(jié)果分析以及打印的趨勢(shì)圖看出:只有當(dāng)公共端松動(dòng)時(shí),瞬間會(huì)引起溫度值增大,這與事故發(fā)生時(shí)的現(xiàn)象吻合。因此,確認(rèn)導(dǎo)致這次事故的原因就是公共端子在運(yùn)行中松動(dòng),引起溫度值的急劇上升所致。 我廠微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中,軸承溫度跳閘回路采用從溫度巡檢儀上讀取數(shù)據(jù)后由邏輯回路發(fā)出跳閘令,驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作機(jī)組出口開(kāi)關(guān)的方式,此種方式在運(yùn)行中有以下缺點(diǎn):(1)溫度巡檢儀上讀取的數(shù)據(jù)較多(共60點(diǎn)),其中定子線圈的溫度值由于受發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)的干擾較大,造成采集的溫度值的漂移,測(cè)點(diǎn)不準(zhǔn)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,很難克服現(xiàn)場(chǎng)干擾信號(hào)的影響;(2)溫度的顯示和控制量均從溫度巡檢儀讀取,這樣對(duì)溫度巡檢儀本身的可靠性要求較高;(3)溫度巡檢儀故障或消除某點(diǎn)缺陷時(shí),均需要將溫度巡檢儀停運(yùn),將造成所有溫度保護(hù)的退出。 3 溫度跳閘回路的改造方案 3.1 測(cè)溫回路改造主要內(nèi)容有:在機(jī)旁增加一面測(cè)溫控制柜,將原水導(dǎo)軸承、推力軸承和上導(dǎo)軸承溫度控制回路從溫度巡檢儀分開(kāi),每臺(tái)機(jī)增加X(jué)MT-800數(shù)字控制儀三個(gè),獨(dú)立執(zhí)行溫度的采集和判斷功能,發(fā)出跳閘令。 3.2 對(duì)測(cè)溫電阻進(jìn)行了更換,除定子溫包由于無(wú)法更換,仍采用銅電阻Cu53測(cè)溫外,其他全部采用鉑電阻Pt100測(cè)溫。溫度保護(hù)現(xiàn)采用安徽合肥工業(yè)大學(xué)高技術(shù)實(shí)業(yè)公司的XMT-800型數(shù)顯控制儀,彌補(bǔ)了DSA-I巡檢儀容易誤動(dòng)、抗干擾差等缺點(diǎn),運(yùn)行一年多來(lái)情況表明,該控制儀安全、可靠,精度高。 3.3 對(duì)于動(dòng)作停機(jī)的測(cè)溫點(diǎn)采用雙測(cè)溫元件接入,一路輸入微機(jī)測(cè)溫控制儀,一路輸入現(xiàn)地控制單元(LCU)。微機(jī)測(cè)溫儀上只有在兩點(diǎn)同時(shí)溫度過(guò)高才動(dòng)作于停機(jī),并在邏輯回路上增加一個(gè)時(shí)限對(duì)誤發(fā)信號(hào)加以判別(因?yàn)檩S承溫度的上升是一個(gè)連續(xù)變化的過(guò)程,不應(yīng)是突變的。),大大提高了保護(hù)動(dòng)作的可靠性。 3.4 改造前溫度跳閘梯形邏輯圖
注:上圖中接點(diǎn)為溫控儀接點(diǎn)。
4 改造過(guò)程中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題 4.1 對(duì)軸承溫度跳閘回路進(jìn)行改造,采用獨(dú)立的溫度跳閘控制回路,溫度跳閘檢測(cè)儀與巡檢儀分開(kāi),在原測(cè)點(diǎn)數(shù)不變的情況下,利用原軸瓦膨脹型溫度計(jì)的安裝孔進(jìn)行加工后,裝上長(zhǎng)度為200mm,Φ10的溫度計(jì)。推力、上導(dǎo)和水導(dǎo)三大軸承的溫度各四個(gè)測(cè)點(diǎn)獨(dú)立引至各自的溫度控制儀(測(cè)8點(diǎn)),經(jīng)溫控儀輸出至監(jiān)控就地單元的開(kāi)關(guān)量模塊。在跳閘回路上增加各軸承的控制連片,這樣便于檢修人員對(duì)任意一個(gè)溫度計(jì)的檢查而不影響其它的溫度測(cè)點(diǎn),可以將該回路的溫度跳閘暫時(shí)退出,工作完成后恢復(fù)正常運(yùn)行方式。同時(shí)可消除測(cè)點(diǎn)間的相互干擾。 4.2 對(duì)溫度計(jì)的安裝位置進(jìn)行合理的布置,溫度計(jì)的引出線采用耐油耐溫的雙絞屏蔽電纜,屏蔽層在盤(pán)內(nèi)可靠接地。各接線端子要牢固,特別是公共端子必須牢固,防止互相干擾。 4.3 安裝完畢后應(yīng)對(duì)所有電阻型溫度計(jì)的回路進(jìn)行檢查、測(cè)試,不能出現(xiàn)開(kāi)路、短路和接地現(xiàn)象。 4.4 在瓦面溫度變化時(shí),由于傳感器不能直接檢測(cè),而是通過(guò)瓦體傳導(dǎo)后檢測(cè)到,這樣不僅有較大的滯后,而且也有溫度衰減。因此,溫度計(jì)的安裝必須盡量接觸到瓦面。 4.5 溫度跳閘回路的改造工作只能結(jié)合機(jī)組的大修。 5 結(jié)束語(yǔ) 經(jīng)上述改進(jìn)后, 2#機(jī)組于2002年2月6日正式投入系統(tǒng)運(yùn)行至2004年7月31日,已安全運(yùn)行二年多。達(dá)到安全、可靠運(yùn)行的要求,說(shuō)明對(duì)軸承溫度跳閘回路的改造是成功的。(作者:韓亞寧)

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