浅析一起导叶传感器故障引起逆功率事故停机

曹佳源

摘要：本文阐述一起灯泡贯流式水轮发电机导叶位移传感器钢丝绳断裂引起发电机保护动作事故停機，对事故进行了分析和处理，揭示了导叶位移传感器对机组安全运行重要性。

关键词：导叶位移传感器；逆功率；事故停机

某电厂为灯泡贯流式水轮发电机组，2002年4月投产，额定功率为3*10MW，调速器为某公司生产的SAFR2000型调速器。导叶行程传感器为SWB-4型传感器，接力器与转盘之间采用Φ1.5mm钢丝绳连接，传感器与转盘之间采用Φ1.5mm钢丝绳连接，即接力器带动转盘，转盘带动传感器。

传感器通过在定子线圈上施加励磁电压（方波信号），从而在转子上感应出相同频率的方波信号。再通过传动机构将接力器直线位移转换成角度变化（0～360度范围），然后测量旋转变压器定子波形和转子波形之间的相位差，就可测得接力器的位移，而接力器变化时转子反馈电压幅值基本不变。反馈信号120HZ的方波信号经调速器运算转换成导叶轮叶开度，从而达到控制水轮发电机组转速和出力的目的。

1 事故过程

9月21日19：20：06 3#机正常开机，19：24：05 3#机合闸并网，19：24：20导叶全关，19：24：22发电机保护报逆功率动作，19：24：23调速器事故配压阀动作，19：24：24紧急事故停机。

发生故障后，运行值班人员通知维护人员立即对3#机组进行检查，经检查发现以下故障：

1）调速器导叶开度显示40%，实际导叶开度为0%。

2）转盘与接力器连接钢丝绳断裂。详见传感器示意图。

备注：为了避免小重锤钢丝绳与接力器连接钢丝绳相互影响，转盘设两条槽，钢丝绳通过转盘小缺口经螺丝固定，钢丝绳在此缺口处断裂。

3）导叶传感器内部弹簧损坏。

2 原因分析

1）钢丝绳长度较短，钢丝绳在转盘缺口长期受力磨损导致钢丝绳断裂。

2）正常开机并网调速器收到断路器合位后，将导叶打开至空载以上开度约13%左右。导葉位移传感器钢丝断裂后，位移传感器在自由状态开显示为40%。调速器检测此时显示40%已超过空载开度，将导叶回关，此时因为钢丝绳断裂，导叶虽然在关导叶，但调速器检测开度没变化，所以一直发关导叶令，直致导叶在19：24：20被关至全关，此时3#机进入逆功率状态，2秒后发电机保护逆功率动作启动事故停机。

3）传感器内部装设有弹簧，当接力器与转盘钢丝断裂后，传感器在弹簧作用力下反转，导致传感器内部弹簧损坏。

3 故障处理

1）重新更换加长钢丝绳，盘入转盘一圈，使转盘缺口处钢丝受力减小。

2）在转盘缺口位置加垫橡皮防止缺口磨损钢丝绳。

3）更换传感器并重新调整导叶开度，后开机正常。

4 防范措施

从生产厂家了解到，其他电站也有类似情况发生，因此型号调速器已停产，无法单独对导叶传感器进行升级改造。现阶段只能加强运行维护人员巡视，一旦发现钢丝绳有断股情况，立即更换。

5 总结

虽然钢丝绳断裂引起逆功率保护动作只是个案，但是，调速器作为水轮发电机重要部分，某个细小缺陷都可能影响机组正常运行，甚至造成事故。因此，我们需加强设备巡视，发现缺陷及时处理，防止类似故障再次发生，才能确保机组安全高效运行。