浅谈提高发电机组测速装置准确率方案

2019-04-23华电沙县能源有限公司罗晟游玲

中国电业与能源 2019年3期

关键词：机柜发电机组屏蔽

华电（沙县）能源有限公司罗晟游玲

微机测速装置是水轮机组的重要组成部分，采用机械转速传感器和电气转速传感器，同时测量机械转速脉冲信号和发电机机端电压频率，实现对发电机组转速的测量和控制。

在NBT 35004-2013《水力发电厂自动化设计技术规范》中详细列出了水力发电机组转速信号器的安装位置和用途，见表1。

可见，如果测速信号不正确，就会导致机组无法开机并网甚至事故停机。随着发电机组自动控制系统的不断进步和流域集控的推进，对机组转速测量与保护的可靠性要求越来越高。

存在问题及分析

2017年1~3月对某水电厂3台发电机组测速装置动作准确率情况进行了统计。统计情况见表2。

根据统计情况发现，目前机组测速装置测速准确率还处于较低水平，会引起较多故障，延长开机时间，加大耗水率和厂用电率。同时，机组测速装置动作准确率不高会造成机组开机时间延长。而且，开机时间延长均发生在转速上升至95%（高压顶泵起泵组关闭）（起励）这一阶段。

原因分析

转速上升至95%节点动作延时是由多方面原因造成的。根据掌握的情况来看，从影响故障处理的各方面确定了10个末端因素，并制定要因确认计划表。详情见表3。

（1）测速装置电缆屏蔽层未良好接地。

确认方式：现场检查测速装置所有电缆屏蔽层是否良好接地。

确认内容：现场检查，调速器电气柜测速装置电缆是ZR-KVVP2。盘柜和关联电缆屏蔽层无良好接地。未按标准规范接地。只有少数电缆有接地。

表1 水力发电机组转速信号器安装位置及用途

表2 2017年1~3月某水电厂3台发电机测速装置动作准确率统计表

标准：接地应使用水电厂公用接地网接地，为了避免产生接地环流或接地噪声干扰，同时为了设备的安全防护，设备的外壳、交流电源、逻辑回路、信号回路和电缆屏蔽层必须按如下原则接地。

信号和电缆屏蔽层的接地应考虑相应传感器或其他连接设备的接地点，避免两点接地，并且尽可能选择计算机监控系统接收设备端一点接地。

任一机柜（或一套装置）内全部对外接口设备有隔离时，机柜外壳、交流电源、计算机直流电路和电缆屏蔽层应在机柜内共一点接地。计算机逻辑回路在机柜内应只有一点同机柜的共接地点连接。

运行层调速器电气柜所有带电部件和裸露导电部件之间的绝缘电阻应不小于1兆欧姆。

标准来源：《水电厂计算机监控系统基本技术条件》（DL/T 578-2008)。

（2）齿盘探头安装间距不对。

确认方式：对齿盘探头安装位置进行现场调查。

确认内容：经现场确认，齿盘探头安装不符合现场条件，齿盘探头安装有倾斜角度，造成转速信号波动，机械测速装置在经过试验时，齿盘信号存在不正常现象。

标准：测速装置参数要求探头顶端面与动片之间的距离小于8毫米，并且齿盘探头轴线与齿盘轴线相交且垂直。

标准来源：《微机测速装置技术及使用手册》《水轮机控制系统技术条件》（GB/T9652.1-2007)。

由以上论证，确认要因为以下两方面。

A 电缆屏蔽层未良好接地；

B 齿盘探头安装间距不对。

选择对比方案

针对上述两点要因，提出了与之对应的各种解决方案，然后针对各个方案进行综合评估，从中选出最为合理的实施方案。

（1）针对“电缆屏蔽层未良好接地”这一要因，提出了对策：电缆屏蔽重新规范接线。

试验评估、选择、确定对策方案，针对方案通过试验分析其经济性、可靠性、可实施性，进行综合分析评估，发现“屏蔽电缆重新规范接线”这一方案可靠性高，适合长期运行要求。予以推行。

（2）针对“齿盘探头安装间距不对”这一要因，提出以下3条对策方案进行齿盘探头的间距调整。

A 用钢板尺分别测量间距；

B 通过大轴盘车，将动片移动到探头位置，再用塞尺测量；

C 用钢板尺做一个弧度，间接测量间距。

针对每条方案通过试验分析其经济性、可靠性、可实施性，进行综合分析评估后，发现方案C在经济性和可实施性上更有优势。予以推行。

具体方案实施

将电缆屏蔽按规范接地，并确保良好。

步骤一：查找测速信号相关电缆，并将该电缆的网状屏蔽进行可靠接地。

步骤二：屏蔽电缆进行接地导通测试。确保屏蔽电缆良好接地。

将钢板尺放在齿盘上以确定距离，再配合塞尺测量。

确定探头顶端面与动片之间的距离在规定的3毫米距离最佳，并且齿盘探头轴线与齿盘轴线相交且垂直。

效果检查

（1）测速装置动作正确率统计情况。

根据2017年7~9月3台发电机测速装置动作正确率统计结果发现，这一时期相比2016年同期的测速装置准确率大幅提高。具体情况见表4。

（2）经济效益。

以下就以采取方案前2016年7~9月和采取方案后的2017年7~9月两个时段机组测速装置准确率引起的经济损耗进行比较。

2016年7~9月开机时间延长8次，共计4小时；2017年7~9月开机时间延长1次，共计0.5小时。通过数据分析，单台机组一个季度平均减少耗水量144000立方米，折合电量3945千瓦时，节约厂用电1128千瓦时。按电价0.38元/千瓦时计算，加上人工费，平均一年增加效益总计人民币9548元。如果按3台机组计算平均一年将增加效益28644元。