大型水轮发电机组导瓦测温波动故障检查及分析

2017-08-01姬鹏程

中国设备工程 2017年14期

关键词：模件测温波动

姬鹏程

（四川大唐国际甘孜水电开发有限公司，四川康定 626001）

大型水轮发电机组导瓦测温波动故障检查及分析

姬鹏程

（四川大唐国际甘孜水电开发有限公司，四川康定 626001）

本文详细描述了某水电站机组上、下导瓦测温电阻的屏蔽层破损引起瓦温测量值波动，对其故障原因进行查找及分析，为后续导瓦测温波动的原因及处理进行深入浅出的学习提供参考方案。

水轮发电机；导瓦；温度测点；测值波动

某水电站机组轴承瓦的测温分为两个路径，其中一条路径选取轴承瓦中均匀、对称分布的几块瓦，安装独立测温电阻，经测温端子箱引至机组测温制动柜的测温仪 A1200进行现地测量，再转换为报警开关量、4～ 20 mA模拟量送监控现地控制柜 MB80 PLC模块，监控现地控制柜 MB80 PLC通过以太网将选取的轴承瓦温送监控上位机监测，此路径测温用于机组轴承瓦温的监视和升温报警，不动作于温度过高停机；另一条路径是将全部轴承瓦安装独立测温电阻，经测温端子箱引至机机组测温 I/O柜（测温柜）MB80 PLC测温模块TIM212进行现地测量，并对轴承瓦温进行异常检测，测温 I/O柜（测温柜）MB80 PLC通过以太网将所有的轴承瓦温送监控上位机，此路径测温用于机组轴承瓦温的监视、升温报警和过高报警，温度过高采用上导瓦14选 3、推力瓦 16选 3、下导瓦 16选 3超温 5秒延时判断逻辑，现地控制柜通过以太网络采集测温 I/O柜温度过高信号动作于停机。

1 故障现象

某日凌晨 04时，机组发电态，监控报机组测温 I/ O柜（测温柜）主机架 10号模件故障，经过 1小时后 ,监控显示该模件故障复归，由于厂内负荷大且此故障不影响机组运行，故机组运行至次日凌晨 01时停机，对10号模件进行了更换处理，更换后观察测温系统静态测值正常；机组再次开机，监控频繁报机组下导2号瓦温断线报警动作及复归、机组下导瓦2号瓦温高报警动作及复归、机组瓦温高停机及复归，下导瓦温测值在开机过程中有整体的缓慢闪动现象，部分上导瓦、下导瓦测值波动，测量不稳定，现场检查发现下导瓦温测值部分超高显示，波动幅度最大 5～ 6℃左右。

2 检查及分析

由于此故障出现于电厂大负荷期间，为保证机组发电和故障及时消除，处理工作利用机组停机间隙进行，机组运行期间测温 I/O柜温度过高停机保护退出。

初步分析此次故障有两个独立回路引起，一条回路由测温制动柜下导2号瓦测温回路引起，即从2号下导瓦独立测温电阻，接线至测温制动柜下导瓦2号瓦测温仪 A1200，故障时表现为 A1200频报测温电阻断线、超温报警，查询当时该测点温度曲线有强烈跳变现象，最高温度为 199.8℃，见图1。由此故障现象分析，此故障为现地测温电阻异常引起，现阶段不能将下导轴承解体对测温电阻更换，故将其接线在 A1200测温仪处解除，退出其运行。

图1 下导轴承瓦温测值（最高温度为 199.8℃）

另一条回路是由测温 I/O柜回路引起，即轴承瓦独立测温电阻，接线至测温 I/O柜 MB80测温模件TIM212，故障时表现为上导、下导瓦温多个测温点小幅度波动，幅度较明显的有上导瓦测温 6、7、8、9、10、11、14号，下导瓦测温 3、8、10、11、16号，各测温点波动幅值不一致，随机性强。

2.1 初步检查

此次故障发生在更换测温 I/O柜 10号模件之后，初步怀疑是由于更换模件引起整个测温系统的异常，对下列可疑点进行逐一检查并排除。

（1）测温 I/O柜内温度高引起 PLC及模件异常，打开盘柜后门对其进行散热，经过观察测值波动存在；（2）对 CPU进行主备切换，测值波动存在；（3）重启测温 I/O柜测温系统，重启后测值波动存在；（4）对盘柜、PLC机架接地进行了检查，接地正常；（5）检查主机架电源为 5.028V，电源正常，排除主机架负荷大原因；（6）对主机架测温模件进行了更换，更换后波动测值依然存在，且波动的测点发生了变化，更换下来的模件安装在扩展机箱上测量正常；（7）对主机架背板进行了更换，更换后波动依然存在；（8）怀疑测温端配板本体，端配板至 PLC模件的连接线问题，对端配板、连接线和正常回路进行了对调，现象仍然存在；（9）停机时对主插件箱进行检查，拆除所有的模件，模件底板，待模件温度全部回冷后重装，上电后现象仍然存在。

以上检查都未能排除故障现象，基本可以判断此故障不是由于测温模件以及 I/O柜内回路引起，需要进一步对外部和现地回路进行检查。

2.2 进一步检查

为进一步判断故障方向，开机时在有波动的上导、下导测温接线在不拆下的情况下测量无交流分量，在拆下的情况下有 0～ 60Hz跳变感应电压，幅值小于 1V且变化速度快，说明在测温回路中，有来自现地测温电阻或者回路中的干扰分量对温度测量值有叠加效应，造成测值波动。

为进一步检查并消除感应电压，停机状态下拆除波动幅度较明显上导瓦测温 6、7、8、9、10、11、14号，下导瓦测温 3、8、11、16号接线，在下导瓦测温电阻现地引出端子排处，用软导线将下导瓦测温电阻的屏蔽层接地，恢复下导瓦测温电阻 3、8、11、16接线，开机观察下导瓦测温依然波动，并在检查过程中发现下导瓦 16号电阻感应电压较明显，接上该电阻后出现了下导瓦温测值有整体的缓慢闪动现象，拆除下导瓦 16号电阻接线，画面整体闪动现象消失，但其他测值波动依然存在，将测温电阻接线上的屏蔽接地并不能消除或衰减干扰信号。

考虑到该测温系统测温采用直流分量，测温值属于慢变参数，在这种慢变参数回路中并接一个滤波电容来消除现地的干扰信号，即采用一个电容器（2.2μF）并接在波动的测温电阻回路中，发现大多数的交流分量有所减少，测量值比较稳定，此测温值与真实温度值略有偏差，削弱了干扰信号。

经过上述检查，我们对波动较大的上导瓦 6、7、14和下导瓦 16测温电阻回路解除，退出其测点运行，现在机组上导瓦 8、9、11；下导瓦 7、8、9温度测点有轻微波动，较为稳定，经过2小时检测，温度曲线如图2（最大波动 1.41℃）。