水电站发电机组测温系统设计.docxVIP

1.引言 水力发电厂发电机组温度的测量监控主要包括机组轴承（推力轴承、导向轴 承）、发电机铁芯及绕组、发电机冷却水（风、油）等部位的运行温度监测。发电机 组的运行温度是发电厂最主要的非电气量监控参数，它直接关系到发电机组的安全 稳定运转和发电机组的工作寿命。 测温热电阻是水电厂最主要的传感器之一。由于发电机组的特殊性，测温元件 的安装和工作环境相对较差，这使得热电阻（含引接线）容易出现断线、短路、受 强磁场干扰等故障，从而导致整个测温系统工作的稳定性和可靠性很差。热电阻误 发误报温度信号可能造成运维人员对机组运行工况的误判断，可能导致继电保护动 作使机组跳闸停机，造成发电厂和电网不必要的损失。 因此有必要认真的分析研究发电机组测温装置（主要针对热电阻）的选择、安 装、接线方式；总结在实际工作中发现的热电阻常见故障及其处理方法。这对水电 厂发电机组和整个电网的安全稳定运行有着较大的实际意义。 本文主要是从水电厂发电机组测温热电阻工作的特殊性、热电阻普遍存在的问 题和解决和改进方法、热电阻的选择、热电阻的接线方式、热电阻的安装要点、测 温系统的设计方案等几个方面进行阐述。 2.水电厂发电机组测温热电阻工作环境的特殊性 水电厂测温热电阻的工作环境是非常特殊的，这有别于其他的产业领域。这些 特殊性表现为： 2.1?运行时间长 水力发电厂因其各自的水力资源不同，年持续运行时间有长有短，但普遍都是 在千小时以上。最长的我们曾遇见过年持续运行?8000?小时以上才进行大修作业的水 力发电机组。并且现在因为设备制造技术水平的提高和电力需求的持续增长，水力 发电机组的检修（大修）周期间隔越来越长。这就对测温热电阻稳定可靠地长期运 行提出了更高的要求。 0 2.2?运行过程中不易维护检修 水力发电机组的测温电阻大多安装在狭小或封闭的空间中，仅有引接线与温控 仪连接，在运行过程中不易甚至无法进行维护或更换。比如：发电机定子线圈测温 热电阻安装在定子线圈的层间，只能在定子解体大修时才能更换热电阻。 2.3?重要程度高 水力发电机组各部位运行温度的监控是运维人员或自动化设备判断机组安全运 行工况的最重要非电气量参数。测温系统一般都要接入发电机保护和警报系统，作 用于报警或机组出口开关跳闸。比如：推力轴承是发电机组的关键部位之一，其运 行温度监测是监测推力瓦运行状态的的唯一手段，因此推力轴承瓦温监控必须要求 接入保护。《立式水力发电机组运行规程》规定：推力轴承瓦温?60℃时，保护系统 发出声光或语音报警；70℃时，保护系统作用于跳发电机出口断路器，发电机组停 止运行。故测温热电阻的重要性不言而喻。 2.4?运行环境恶劣 仍以推力瓦测温电阻为例：测温电阻及其引接线长期浸泡在温度较高（一般在 30℃-50℃）的透平油里，并时刻承受高速油流和机组振动的冲击。在这样的环境中 热电阻及其引接线的可靠性经受着较大的考验。 2.5?运行中电磁干扰较大 水电厂发电机组的端口电压大多数都在千伏级，其产生的强电场以及转子漏磁 产生的强磁场对热电阻和测温系统的干扰非常大。这对热电阻及其引接线的抗干扰 能力提出了很高的要求。 2.6?测温热电阻引线较长 一般各个轴承测点的热电阻的电缆走向是：热电阻→引接线→油槽壁端子→屏 蔽电缆→测温屏端子→测温控制元件，有些甚至还需要在风洞壁进行再一次转接。 因此热电阻引线较长，线路电阻较大且不可忽略。线路电阻的存在将使温度测量结 果与测点的实际温度有很大的偏差，这对于要求越来越高的自动化控制方面有着不 小的影响。 3.水电厂发电机组测温热电阻普遍存在的问题和解决改进方法 1 3.1?普遍存在的问题 正因为上述特殊性，使得水电厂的热电阻在使用中普遍存在如下问题。 1.长期工作的稳定性差、可靠性低。实际上水电厂发电机组对热电阻的测量精 度要求并不是太高，却对于热电阻长期工作的稳定性、可靠性要求却非常高。很多 电厂因为采用了制造质量不好或不适宜发电机组使用的测温热电阻，在运行不长时 间后，就会发生大量误报、跳变、没有读数、断线和短路等故障，使运维人员很难 判定到底是机组本身的故障还是测温系统的故障，并引发保护系统误动作。 2.测温热电阻引接线电缆折断或外皮开裂。测温热电阻引接线电缆在热电阻根 部折断现象在大多数电厂都出现过。电缆长期浸泡在顺机组转动方向流动透平油 中，承受着油流的径向剪切力和机组振动的上下剪切力，以及油脂对引接线的侵 蚀。电缆外皮在高温及侵蚀性的透平油环境中长时间使用会开裂、破皮、发硬、变 脆。假如不做特殊的处理，运行时间长了引接线就会在热电阻根部完全断开或不完 全断开造成接触不良。根部断线的故障占了测温电阻故障的一半左右，应该特别重 视。 3.测温热电阻及引接线电缆没有屏蔽，或有屏蔽但没有接好。很多电厂都没有 对热电阻及其引接