李科 朱力 陳納強(qiáng) 石培 張子軒 曾竹松 周春 代喜國 李陽陽

摘 要：測溫電阻是水電廠最重要的傳感器，它的運(yùn)行情況直接影響發(fā)電機(jī)組是否能夠安全運(yùn)行，由于性能不穩(wěn)定導(dǎo)致溫度信號異常一直困擾著電廠的運(yùn)行和檢修人員。本文針對測溫RTD溫度出現(xiàn)異常在保證安全的前提下，提出了高效可靠的解決方法，該思路值得借鑒。

關(guān)鍵詞：RTD;測溫LCU;溫度保護(hù);跳變

1 概述

測溫系統(tǒng)是保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障，也是在機(jī)組故障停機(jī)后狀態(tài)分析和故障診斷的重要來源。水電廠一般都配有一套成熟的溫度保護(hù)系統(tǒng)，一方面便于隨時監(jiān)視各部位溫度，另一方面當(dāng)監(jiān)視測點(diǎn)溫度超過限定值進(jìn)行報警，緊急情況下啟動事故停機(jī)流程停機(jī)。

電廠的測溫元件主要分布有：上導(dǎo)、下導(dǎo)、推力、水導(dǎo)軸瓦測溫，定子線圈、繞組、上齒壓板、下齒壓板測溫，空冷器進(jìn)風(fēng)、出風(fēng)、出水溫度，上導(dǎo)、下導(dǎo)、推力、水導(dǎo)油槽油溫，技術(shù)供水各部位冷卻水測溫等。

2 現(xiàn)狀

目前電廠溫度保護(hù)由測溫LCU開出溫度過高至機(jī)組LCU來進(jìn)行事故停機(jī)，判定邏輯為：機(jī)組LCU 判斷上導(dǎo)軸瓦、下導(dǎo)軸瓦、水導(dǎo)軸瓦、推力軸瓦、定子鐵芯、定子繞組的本組RTD兩點(diǎn)溫度過高或相鄰兩點(diǎn)，其中一點(diǎn)溫度過高，另一點(diǎn)溫度高時，就會啟動組LCU 機(jī)械事故停機(jī)流程。

RTD主備用通道信號由元件引出至中間端子箱，其中主用通道再接至測溫LCU的TI模件，最終上送至計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。

3 問題探究

水輪發(fā)電機(jī)組分布了大量的測溫RTD，由于電磁信號干擾、發(fā)電機(jī)振動、運(yùn)行時間長、運(yùn)行環(huán)境惡劣、元件自身質(zhì)量因素等，電廠出現(xiàn)上位機(jī)RTD顯示溫度測值變灰、長時間運(yùn)行后溫度偏高或者偏低的情況。

上位機(jī)RTD顯示溫度測值變灰，說明品質(zhì)變壞，測溫LCU程序中判定品質(zhì)為壞的條件為溫度變化超過10℃。

測溫LCU中處理溫度的程序塊為TI_PROC，數(shù)據(jù)流走向為：TI_RAW[I]（TI模件原始值）→TIN.RAW_VALUE[I]→TIN.VALUE[I]→TI[I]→TI_Grad.Value_In[I]。品質(zhì)判定程序為：

TI_Grad（Point_No：=TIN.NO_BIT，Value_In：=TI，Qua_In：=TIN.QUA，Grads_Value：=10.0，Qua_Out=>TI_Quality）;

TI_Grad功能塊，輸入為Value_In：=TI，梯度Grads_Value：=10.0，輸出為Qua_Out=>TI_Quality若在梯度范圍內(nèi)，則將TI_Grad.Value_In[I] 賦值給TI_Grad.Value[I]，輸出對應(yīng)測點(diǎn)的品質(zhì)為好，即TI_Quality[I]該點(diǎn)值為0，否則，TI_Grad.Value_In[I] 不賦值，品質(zhì)為壞，即TI_Quality[I]該點(diǎn)值為1。不管是否手動強(qiáng)制，溫度點(diǎn)都要經(jīng)過TI_Grad的梯度運(yùn)算判斷，最后才輸出品質(zhì)的好壞。

4 處理步驟

4.1強(qiáng)制測點(diǎn)

由于某些測點(diǎn)參與溫度保護(hù)跳機(jī)邏輯，在現(xiàn)場檢查該點(diǎn)接線時存在溫度跳變導(dǎo)致溫度過高的風(fēng)險，若此時該部位出現(xiàn)另一個測點(diǎn)溫度過高，則會啟動機(jī)組的停機(jī)流程。

為了防止處理過程中上位機(jī)頻繁報警，或者啟動跳機(jī)流程，需要在上位機(jī)將測點(diǎn)強(qiáng)制為當(dāng)前的溫度。針對溫度過高或者過低的溫度，直接強(qiáng)制當(dāng)前值;針對品質(zhì)為壞的溫度，需要查詢歷史曲線，查看它的跳變曲線，將溫度強(qiáng)制為最高的跳變值，或者連接測溫LCU程序，根據(jù)TI處理數(shù)據(jù)走向，在動態(tài)數(shù)據(jù)表中查看TI_Grad.Value[I]，該點(diǎn)為跳變前的有效值，也是最后一次輸出品質(zhì)為好的值，將溫度強(qiáng)制為當(dāng)前值。

經(jīng)過強(qiáng)制后，該點(diǎn)測值不會變化，直至取消強(qiáng)制。

4.2回路檢查

1）測溫LCU處檢查：檢查測點(diǎn)至該柜的TI端子排、TI端子排至TI模件接線是否松動。

2）測溫端子箱檢查：檢查RTD至本柜的進(jìn)入端、送出端接線是否松動。

3）BU端子箱檢查：由于BU端子箱安裝在發(fā)電機(jī)上部，需要登高，故機(jī)組運(yùn)行時無法檢查該處接線，需要檢修時期檢查。

4.3通道測量

1）用萬用表測量RTD的備用通道電阻，換算成溫度值，與該部位其余溫度進(jìn)行對比，若相近，說明備用通道測溫正常，否則異常。PT100在0℃時的阻值為100Ω，電阻與溫度換算公式：溫度=（測量端-公共端-100）/0.385。

2）解開主用通道送至測溫LCU接線，測量主用通道，換算成溫度，與該部位其余溫度進(jìn)行對比，若相差較大，說明主用通道測溫異常。

3）若備用通道正常，則將至測溫LCU的接線改接至備用通道，待檢修期再次檢查整個回路。

4）若主、備用通道都異常，需要根據(jù)實際情況更換RTD，解開至測溫LCU接線，使其品質(zhì)變壞，不參與上位機(jī)監(jiān)視及流程判斷。

4.4強(qiáng)制恢復(fù)

1）若主備通道都異常，則直接在上位機(jī)處理取消強(qiáng)制。

2）若備用通道正常，需要在梯度范圍內(nèi)一步一步強(qiáng)制當(dāng)前溫度，直到接近備用電阻換算的溫度，最后再取消前強(qiáng)制。比如備用電阻換算溫度52℃，上位機(jī)當(dāng)前強(qiáng)制為80℃，則需要依次強(qiáng)制當(dāng)前測值為71、63、56，最后取消手動勾選（即取消強(qiáng)制），此時該點(diǎn)實時刷新的溫度為52℃左右，測點(diǎn)品質(zhì)為好，溫度恢復(fù)正常。

5 總結(jié)

經(jīng)過實踐證明，上述處理某點(diǎn)RTD溫度輸出異常的方法簡單有效，安全可靠。針對運(yùn)行中的機(jī)組，能及時消除溫度異常帶來的潛在風(fēng)險。后續(xù)我們可以對故障頻繁、抗干擾性差的RTD進(jìn)行選型，選擇輸出穩(wěn)定、抗干擾性強(qiáng)的產(chǎn)品，該處理方法值得廣泛推薦。

參考文獻(xiàn)

[1]師天杰，水電廠測溫呢電阻故障原因分析及探討，研究與探討，2011年第16期;

[2]李陽華，水輪發(fā)電機(jī)組軸瓦溫度跳變的原因分析及處理，電工技術(shù)，2018年01期。

作者簡介：

李科（1988-），男，工程師，雅礱江流域水電開發(fā)有限公司，從事水電廠機(jī)械設(shè)備檢修維護(hù)工作，E-mai：like1@ylhdc.com.cn。

朱力（1987-），男，工程師，雅礱江流域水電開發(fā)有限公司，從事水電廠二次設(shè)備檢修維護(hù)工作，E-mail：zhuli1@ylhdc.com.cn。

（作者單位：雅礱江流域水電開發(fā)有限公司）