水電廠軸承瓦溫保護(hù)改造方案及措施

●屈慢莉

水電廠軸承瓦溫保護(hù)改造方案及措施

●屈慢莉

一、 概述

某水電廠機(jī)組瓦溫保護(hù)設(shè)計(jì)了溫度控制器和PLC測溫控制輸出雙重保護(hù)，運(yùn)行多年以來存在諸多問題，如溫度控制器溫度跳變閉鎖功能薄弱，當(dāng)電阻線松動(dòng)產(chǎn)生溫度值跳動(dòng)時(shí)無法進(jìn)行閉鎖，曾經(jīng)發(fā)生過因此導(dǎo)致的機(jī)組非停事件。又如溫度控制器僅僅對(duì)單一溫度點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控。無法將同一部位所有瓦測溫點(diǎn)聯(lián)合進(jìn)行故障判斷等。為徹底解決此類問題帶來的隱患，該廠進(jìn)行了相關(guān)改造。本文主要對(duì)軸承瓦溫保護(hù)的組成及結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹和分析，提出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方案和提高機(jī)組溫度保護(hù)系統(tǒng)可靠性的技術(shù)措施。

二、改造前瓦溫相關(guān)保護(hù)狀況（見圖1）

某水電廠水輪發(fā)電機(jī)組由兩個(gè)廠家的設(shè)備組成，分別為東方電機(jī)廠（簡稱“東電”）和天津阿爾斯通水電設(shè)備有限公司（簡稱“天阿”）設(shè)計(jì)制造，水導(dǎo)軸承和組合軸承瓦安裝測溫電阻對(duì)瓦溫進(jìn)行監(jiān)測。東電機(jī)組組合軸承正向推力瓦裝設(shè)16個(gè)測溫點(diǎn)，反向推力瓦裝設(shè)8個(gè)測溫點(diǎn)，徑向推力瓦裝設(shè)8個(gè)測溫點(diǎn)，水導(dǎo)軸承裝設(shè)2個(gè)測溫點(diǎn)。天阿機(jī)組組合軸承正向推力瓦裝設(shè)6個(gè)測溫點(diǎn)，反向推力瓦裝設(shè)6個(gè)測溫點(diǎn)，徑向推力瓦裝設(shè)6個(gè)測溫點(diǎn)，水導(dǎo)軸承裝設(shè)3個(gè)測溫點(diǎn)。

圖1

（一）東電機(jī)組瓦溫保護(hù)狀況（東電機(jī)組正推力瓦、反推力瓦、徑向分塊瓦溫度測點(diǎn)為雙探頭，水導(dǎo)瓦為單探頭）。

1.1 號(hào)～16號(hào)正向推力瓦、1號(hào)～8號(hào)反向推力瓦、1號(hào)～8號(hào)徑向分塊瓦、2號(hào)水導(dǎo)瓦溫度直接現(xiàn)地LCU RTD溫度采集模塊，由PLC實(shí)現(xiàn)溫度跳變閉鎖及同一部位瓦溫任意2點(diǎn)以上溫度同時(shí)過高時(shí)出口停機(jī)保護(hù)，2號(hào)水導(dǎo)瓦溫度獨(dú)立單點(diǎn)溫度過高出口停機(jī)。

2. 4號(hào)和12號(hào)正向推力瓦、2號(hào)和6號(hào)反向推力瓦、3號(hào)和6號(hào)徑向分塊瓦的其中一組電阻、1號(hào)水導(dǎo)瓦溫度（單探頭）接至測溫測速控制柜A1200溫控器供溫度顯示及單點(diǎn)溫度過高報(bào)警輸出空接點(diǎn)信號(hào)至現(xiàn)地LCU DI開關(guān)量采集模塊，用于告警。

（二）天阿機(jī)組瓦溫保護(hù)（天阿機(jī)組瓦溫測點(diǎn)為單探頭）

1.3 號(hào)～6號(hào)正向推力瓦、3號(hào)～6號(hào)反向推力瓦、3號(hào)～6號(hào)徑向分塊瓦、3號(hào)水導(dǎo)瓦溫度直接現(xiàn)地LCU RTD溫度采集模塊，由PLC實(shí)現(xiàn)溫度跳變閉鎖及同一部位瓦溫任意2點(diǎn)以上溫度同時(shí)過高時(shí)出口停機(jī)保護(hù)，3號(hào)水導(dǎo)瓦溫度獨(dú)立單點(diǎn)溫度過高出口停機(jī)。

2. 1號(hào)～2號(hào)塊正向推力瓦、1號(hào)～2號(hào)反向推力瓦、1號(hào)～2號(hào)徑向分塊瓦、1號(hào)～2號(hào)水導(dǎo)瓦溫度接至測溫測速控制柜A1200溫控器供溫度顯示及單點(diǎn)溫度過高報(bào)警輸出空接點(diǎn)信號(hào)至現(xiàn)地LCU DI開關(guān)量采集模塊，用于告警。同時(shí)A1200溫控器1號(hào)～2號(hào)塊正向推力瓦、1號(hào)～2號(hào)反向推力瓦、1號(hào)～2號(hào)徑向分塊瓦、1號(hào)～2號(hào)水導(dǎo)瓦溫度轉(zhuǎn)成4～20mA信號(hào)輸出至現(xiàn)地LCU AI模擬量采集模塊，供監(jiān)視用。

（三）潤滑油流中斷保護(hù)

1.當(dāng)組合軸承流量中斷同時(shí)PLC采集的正向推力瓦、反向推力瓦、徑向分塊瓦溫度值中任一點(diǎn)溫度稍高報(bào)警，延時(shí)3S出口停機(jī)（東電、天阿情況相同）。

2.當(dāng)水導(dǎo)軸承流量中斷同時(shí)PLC采集的水導(dǎo)瓦溫度值中任一點(diǎn)溫度稍高報(bào)警，延時(shí)3S出口停機(jī)（東電、天阿情況相同）。

3.東電機(jī)組組合軸承、水導(dǎo)軸承油流量中斷信號(hào)取自軸承進(jìn)油口的熱導(dǎo)式油流量開關(guān)，天阿機(jī)組組合軸承、水導(dǎo)軸承油流量中斷信號(hào)取自軸承回油口的熱導(dǎo)式油流量開關(guān)。

三、改造前瓦溫保護(hù)存在的問題

該水電廠機(jī)組瓦溫保護(hù)設(shè)計(jì)了溫度控制器和PLC測溫控制輸出雙重保護(hù)，多年運(yùn)行以來存在以下問題：

（一）A1200溫度控制器溫度跳變閉鎖功能薄弱，僅有斷線閉鎖，當(dāng)電阻線松動(dòng)產(chǎn)生溫度值跳動(dòng)時(shí)無法進(jìn)行閉鎖，曾經(jīng)發(fā)生過因此導(dǎo)致的機(jī)組非停事件。

（二）溫度控制器僅僅對(duì)單一溫度點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，無法將同一部位所有瓦溫監(jiān)測點(diǎn)聯(lián)合進(jìn)行故障判斷，保護(hù)可靠性低。

（三）溫度控制器并非直接控制出口停機(jī)，而是輸出開關(guān)量信號(hào)至監(jiān)控PLC，最終由PLC延時(shí)出口停機(jī)。

（四）油流中斷+瓦溫稍高停機(jī)保護(hù)，瓦溫稍高信號(hào)來自A1200溫度控制器判斷輸出的溫度稍高硬接點(diǎn)，但A1200溫度控制器采集單點(diǎn)溫度，可靠性不高。

四、解決方案及應(yīng)對(duì)措施

（一）接線部分

1.將東電機(jī)組水導(dǎo)瓦溫度測點(diǎn)改為雙探頭測溫電阻（東電只有水導(dǎo)瓦為單探頭），天阿機(jī)組所有軸瓦溫度測點(diǎn)改為雙探頭，正推瓦、反推瓦、徑向瓦溫度測點(diǎn)探頭的其中一組接入監(jiān)控現(xiàn)地LCU RTD溫度模塊，另一組備用；

2.由于水導(dǎo)瓦裝設(shè)測溫點(diǎn)較少（東電2點(diǎn)、天阿3點(diǎn)），東電和天阿機(jī)組水導(dǎo)瓦溫度測點(diǎn)雙探頭全部接入RTD模塊；

3.同時(shí)將測溫測速控制柜中A1200測溫控制器取消，粘貼標(biāo)簽改為備用。

（二）邏輯部分

1.由監(jiān)控現(xiàn)地LCU PLC統(tǒng)一進(jìn)行跳變閉鎖處理再經(jīng)以下邏輯出口：正推瓦、反推瓦、徑向瓦、水導(dǎo)瓦均設(shè)置瓦溫任意2點(diǎn)溫度同時(shí)超過過高值時(shí)延時(shí)3秒出口停機(jī),任一點(diǎn)溫度超過高值、稍高值時(shí)在上位機(jī)發(fā)出報(bào)警信號(hào)；

2.油流中斷+瓦溫保護(hù)

（1）組合軸承油流中斷+正推瓦中任意2點(diǎn)溫度稍高值時(shí)延時(shí)3秒出口停機(jī)；

（1）組合軸承油流中斷+反推瓦中任意2點(diǎn)溫度稍高值時(shí)延時(shí)3秒出口停機(jī)；

（3）組合軸承油流中斷+徑向瓦中任意2點(diǎn)溫度稍高值時(shí)延時(shí)3秒出口停機(jī)；

（4）水導(dǎo)軸承油流中斷+水導(dǎo)軸瓦任意2點(diǎn)溫度稍高值時(shí)延時(shí)3秒出口停機(jī)；

五、結(jié)語

機(jī)組瓦溫保護(hù)經(jīng)過對(duì)回路和相關(guān)邏輯的改造，降低了由于單點(diǎn)測溫儀溫度跳變導(dǎo)致事故停機(jī)的幾率，徹底消除了溫控器對(duì)單一點(diǎn)控制的缺陷，將任一點(diǎn)瓦溫異常出口變成同一部位所有瓦溫點(diǎn)綜合判斷出口，進(jìn)一步提高了機(jī)組瓦溫保護(hù)的可靠性，保證了機(jī)組的安全穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

（作者單位：廣西橋鞏水電站）