分析水电厂发电机组测温保护的改造

梁 晶 李 星

湖北清江水电开发有限责任公司

水力发电已经成为我国电力供能方面一个重要的组成部分，而水电厂中的发电机组的发电技术也不断完善，不过我国的水电厂发电机组的测温保护系统尚处于开发阶段，急需加以改造。本文通过对发电机组的系统结构进行分析，阐述了其运行的原理，整理出整个测温保护系统存在的问题，并提出了相应的改进手段，对于我国水电厂发电机组测温保护的改造有着重要的借鉴意义。

1 水电厂发电机组的系统结构

发电机，发动机，启动系统，冷却水系统，保护单元，电控单元，主要控制系统，以及通讯系统成为了水电厂发电组主要的系统结构。前四个一般被称为发电机组系统中的机械部分，而后四个则被称为整个系统中的控制部分，他们共同运作，保证了发电机组的正常运行。

水电厂的发电机组一般有较多单机容量的等级，可以满足不同的供电需求，发电机组的单机容量也从几千瓦到几万千瓦不等。实际发电的时候，我们可以根据供电的需求，决定发所要用到的对应单机容量的发电机组。而且为了简化发电机组安装的步骤，其配套的设备一般比较简易。尽量减少所要用到的辅助设备，且用到的辅助设备要确保体积不大，重量也较轻。另外，节省能源也是水厂发电机组的一个重要特点，燃料损耗较低，利用率较高，这也减少了一定的生产成本。发电机组的维护也是比较方便简单的，降低了机组维护的成本，这也是水厂发电机组的应用越来越受重视的主要原因，所以改造其测温保护系统势在必行，这样才能保证发电机组的安全稳定作业。

2 电机组测温保护系统运行的原理

发电机组的测温保护系统一般由三个部分组成，一个是光学部分，一个是信号感应处理部分以及报警系统。前者用来对发电机组的温度实施监控，并将其转换为光信号，后者则是对光信号进行识别，分辨光信号所传递的信息作出相应的应对措施，确保电机组的稳定运行。

测温系统一般采用激光光源，因为发电机组产生的温度信号一般比较微弱，无法准确的传达信息。而激光光源则会产生功率较大的激光脉冲，可以有效的表现电机组的温度状况。这时，有着成本低输出功率大等优点的半导体激光二极管则成为了电机组测温系统的主要光源。

当测温系统的光源产生激光脉冲的时候，脉冲通过光纤传感。为了确保光纤可以在不同的环境下进行传感工作，光纤一般由涂覆层，包层以及纤芯三者组成，保证了光纤传感的稳定。

当产生的后向散射光通过光纤传到光电检测元件后，光信号就会被转换为电信号，并不断放大以数据的形式被数据采集卡记录下来。不过后向散射光一般较弱，这对光电检测元件灵敏度提出了更高的要求。数据被数据采集卡采集以后就能将整个电机组的温度情况有一个具体的展示，我们就能在出现问题时及时采取应对措施，对整个电机组起到保护作用。系统在数据采集以后，进行对整个机电组的运行进行定时的巡检，然后校验初始化，一旦发生问题时，被检测的部位温度上升，达到预先设定的故障温度，报警系统被触发，就会出现报警的标识，这就是电机组测温保护系统的基本运行原理。

3 测温保护系统存在的问题

测温系统的稳定性较差，数据没有可靠性

水电厂在建立测温系统的时候，对于热电阻的测量精度没有较高的要求，这就导致数据采集卡采集的数据出现偏差，影响对测温结果的判断，导致了整个测温系统不够稳定，无法投入到实际的应用中。而且有些水电厂的热电阻安装不规范，测温热电阻与瓦体的连接不科学，没有做到正确的连接，这都影响了测温系统的结果。

测温电缆受到的损害

水电厂在测温的时候，热电阻温度上升，导致电缆的外侧绝缘层破坏，经过长时间的腐蚀，电缆的传输效果受到影响，整个测温保护系统的精度也受到影响，系统的保护作用也无法实现。

没有良好的热电阻屏蔽性

现在不少水电厂在机电组作业的时候对热电阻没有做到良好的屏蔽，这样强电场对测温电阻产生影响，对测温回路的信号产生干扰，影响了测温保护系统的准确性，保护效果也受到影响。

缺乏相应的维护管理

发电厂一般只关注电机组的发电量，发电机组的测温保护系统重视不够，相关的技术没有做到与时俱进，设备也没有及时更新，这些都影响了机电组测温保护系统的长远发展。另外对系统的维护措施不当，当系统投入使用以后，系统的效果随着时间的推移而减弱，更没有专门的技术人员跟进，管理方面存在很大的缺陷。相应的电缆电阻等硬件都没有做到定期的监察更换，时间一长，整个测温系统就不会像一开始那么准确。

测温系统的硬件存在问题

有的水电厂为了节约成本采用普通的发光二极管，无法满足光纤测温系统的要求，导致电脉冲的输出率较低，影响测温结果。或者采用性能较差的数据采集卡，造成数据采集时出现误差，影响了数据传递的信息。也有的采用噪声较高，灵敏度较低的光电检测元件，这些都会对测温系统的数据精确度产生影响。表面上节省了成本，但长远来看的话，则只是为机电组的长久作业埋下隐患。

水电厂的测温系统运行环境较差

电机组的测温电阻以及引接线大部分时间都是在温度较高的透平油力浸泡着，而且受到电机组振动以及高速油流冲撞的影响，随着测温保护系统投入应用的时间不断延长，测温电阻受到的损耗较大，系统的运行也受到了影响。

4 如何改进发电机组的测温保护系统

提高对测温系统中热电阻的重视，选用最合适的测温电阻，选用测量精度较高，可长期工作，抗振动效果好的热电阻，保证数据在数据采集卡采集时的准确，提高整个测温系统的精度。另外在测温系统运作的时候，注意对热电阻的屏蔽，采取一体化网状屏蔽的方式，尽可能减少强磁场的干扰，防止强电场和强磁场影响测温回路的信号。对热电阻进行规范的安装，做到连接准确。

加强对系统的维护和管理

对整个系统的硬件设备做到按时的检查维护，一旦出现损坏及时更换，确保测温保护系统的运行正常。并对发生损坏的部位做好记录，定期重新再检查。只有确保了测温保护系统的硬件完备正常，才能保证整个系统的运行正常，一旦发生故障可以及时起到报警的作用。对测温电阻和电缆引线连接的地方加装保护电缆线的装置，尽可能减少电缆线路损坏的情况。维护人员的监管和设备自动化监测两者都是必不可少的，设备自动化监测可以确保系统维护管理时的效率高，但是机器的数据化管理与实际情况难免有误差，所以定期的人为检测也是必要的，两者相辅相成，组成了机电组测温保护系统维护的双保险。

成立专门的系统研发小组

成立一个小组，对测温保护系统的相关科学技术进行学习，向别的水电厂学习测温系统改造的经验技术，做到与时俱进，不断更新相关的测温保护知识，完善相关的硬件配置。有了技术的保证，测温系统的改造才能有效的展开。技术是不断发展的，测温系统的改造也应该不断更新，这样才能更好的满足生产发展的需求。

5 总结

随着时代的进步，科学技术日新月异，现阶段的发电机组测温保护系统已经不能满足水电厂发电的需求，系统的改造成为了生产力发展的必然结果。只有通过对影响测温保护系统的相关因素进行研究，分析现阶段存在的问题，制定相应的改善措施，才能保证整个测温保护系统的顺利改造。