曹佳源

摘要：本文闡述一起燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)導(dǎo)葉位移傳感器鋼絲繩斷裂引起發(fā)電機(jī)保護(hù)動作事故停機(jī)，對事故進(jìn)行了分析和處理，揭示了導(dǎo)葉位移傳感器對機(jī)組安全運行重要性。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)葉位移傳感器；逆功率；事故停機(jī)

某電廠為燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組，2002年4月投產(chǎn)，額定功率為3*10MW，調(diào)速器為某公司生產(chǎn)的SAFR2000型調(diào)速器。導(dǎo)葉行程傳感器為SWB-4型傳感器，接力器與轉(zhuǎn)盤之間采用Φ1.5mm鋼絲繩連接，傳感器與轉(zhuǎn)盤之間采用Φ1.5mm鋼絲繩連接，即接力器帶動轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤帶動傳感器。

傳感器通過在定子線圈上施加勵磁電壓（方波信號），從而在轉(zhuǎn)子上感應(yīng)出相同頻率的方波信號。再通過傳動機(jī)構(gòu)將接力器直線位移轉(zhuǎn)換成角度變化（0～360度范圍），然后測量旋轉(zhuǎn)變壓器定子波形和轉(zhuǎn)子波形之間的相位差，就可測得接力器的位移，而接力器變化時轉(zhuǎn)子反饋電壓幅值基本不變。反饋信號120HZ的方波信號經(jīng)調(diào)速器運算轉(zhuǎn)換成導(dǎo)葉輪葉開度，從而達(dá)到控制水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速和出力的目的。

1 事故過程

9月21日19：20：06 3#機(jī)正常開機(jī)，19：24：05 3#機(jī)合閘并網(wǎng)，19：24：20導(dǎo)葉全關(guān)，19：24：22發(fā)電機(jī)保護(hù)報逆功率動作，19：24：23調(diào)速器事故配壓閥動作，19：24：24緊急事故停機(jī)。

發(fā)生故障后，運行值班人員通知維護(hù)人員立即對3#機(jī)組進(jìn)行檢查，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)以下故障：

1）調(diào)速器導(dǎo)葉開度顯示40%，實際導(dǎo)葉開度為0%。

2）轉(zhuǎn)盤與接力器連接鋼絲繩斷裂。詳見傳感器示意圖。

備注：為了避免小重錘鋼絲繩與接力器連接鋼絲繩相互影響，轉(zhuǎn)盤設(shè)兩條槽，鋼絲繩通過轉(zhuǎn)盤小缺口經(jīng)螺絲固定，鋼絲繩在此缺口處斷裂。

3）導(dǎo)葉傳感器內(nèi)部彈簧損壞。

2 原因分析

1）鋼絲繩長度較短，鋼絲繩在轉(zhuǎn)盤缺口長期受力磨損導(dǎo)致鋼絲繩斷裂。

2）正常開機(jī)并網(wǎng)調(diào)速器收到斷路器合位后，將導(dǎo)葉打開至空載以上開度約13%左右。導(dǎo)葉位移傳感器鋼絲斷裂后，位移傳感器在自由狀態(tài)開顯示為40%。調(diào)速器檢測此時顯示40%已超過空載開度，將導(dǎo)葉回關(guān)，此時因為鋼絲繩斷裂，導(dǎo)葉雖然在關(guān)導(dǎo)葉，但調(diào)速器檢測開度沒變化，所以一直發(fā)關(guān)導(dǎo)葉令，直致導(dǎo)葉在19：24：20被關(guān)至全關(guān)，此時3#機(jī)進(jìn)入逆功率狀態(tài)，2秒后發(fā)電機(jī)保護(hù)逆功率動作啟動事故停機(jī)。

3）傳感器內(nèi)部裝設(shè)有彈簧，當(dāng)接力器與轉(zhuǎn)盤鋼絲斷裂后，傳感器在彈簧作用力下反轉(zhuǎn)，導(dǎo)致傳感器內(nèi)部彈簧損壞。

3 故障處理

1）重新更換加長鋼絲繩，盤入轉(zhuǎn)盤一圈，使轉(zhuǎn)盤缺口處鋼絲受力減小。

2）在轉(zhuǎn)盤缺口位置加墊橡皮防止缺口磨損鋼絲繩。

3）更換傳感器并重新調(diào)整導(dǎo)葉開度，后開機(jī)正常。

4 防范措施

從生產(chǎn)廠家了解到，其他電站也有類似情況發(fā)生，因此型號調(diào)速器已停產(chǎn)，無法單獨對導(dǎo)葉傳感器進(jìn)行升級改造。現(xiàn)階段只能加強(qiáng)運行維護(hù)人員巡視，一旦發(fā)現(xiàn)鋼絲繩有斷股情況，立即更換。

5 總結(jié)

雖然鋼絲繩斷裂引起逆功率保護(hù)動作只是個案，但是，調(diào)速器作為水輪發(fā)電機(jī)重要部分，某個細(xì)小缺陷都可能影響機(jī)組正常運行，甚至造成事故。因此，我們需加強(qiáng)設(shè)備巡視，發(fā)現(xiàn)缺陷及時處理，防止類似故障再次發(fā)生，才能確保機(jī)組安全高效運行。