分析水電廠發電機組測溫保護的改造

梁 晶 李 星

湖北清江水電開發有限責任公司

水力發電已經成為我國電力供能方面一個重要的組成部分，而水電廠中的發電機組的發電技術也不斷完善，不過我國的水電廠發電機組的測溫保護系統尚處于開發階段，急需加以改造。本文通過對發電機組的系統結構進行分析，闡述了其運行的原理，整理出整個測溫保護系統存在的問題，并提出了相應的改進手段，對于我國水電廠發電機組測溫保護的改造有著重要的借鑒意義。

1 水電廠發電機組的系統結構

發電機，發動機，啟動系統，冷卻水系統，保護單元，電控單元，主要控制系統，以及通訊系統成為了水電廠發電組主要的系統結構。前四個一般被稱為發電機組系統中的機械部分，而后四個則被稱為整個系統中的控制部分，他們共同運作，保證了發電機組的正常運行。

水電廠的發電機組一般有較多單機容量的等級，可以滿足不同的供電需求，發電機組的單機容量也從幾千瓦到幾萬千瓦不等。實際發電的時候，我們可以根據供電的需求，決定發所要用到的對應單機容量的發電機組。而且為了簡化發電機組安裝的步驟，其配套的設備一般比較簡易。盡量減少所要用到的輔助設備，且用到的輔助設備要確保體積不大，重量也較輕。另外，節省能源也是水廠發電機組的一個重要特點，燃料損耗較低，利用率較高，這也減少了一定的生產成本。發電機組的維護也是比較方便簡單的，降低了機組維護的成本，這也是水廠發電機組的應用越來越受重視的主要原因，所以改造其測溫保護系統勢在必行，這樣才能保證發電機組的安全穩定作業。

2 電機組測溫保護系統運行的原理

發電機組的測溫保護系統一般由三個部分組成，一個是光學部分，一個是信號感應處理部分以及報警系統。前者用來對發電機組的溫度實施監控，并將其轉換為光信號，后者則是對光信號進行識別，分辨光信號所傳遞的信息作出相應的應對措施，確保電機組的穩定運行。

測溫系統一般采用激光光源，因為發電機組產生的溫度信號一般比較微弱，無法準確的傳達信息。而激光光源則會產生功率較大的激光脈沖，可以有效的表現電機組的溫度狀況。這時，有著成本低輸出功率大等優點的半導體激光二極管則成為了電機組測溫系統的主要光源。

當測溫系統的光源產生激光脈沖的時候，脈沖通過光纖傳感。為了確保光纖可以在不同的環境下進行傳感工作，光纖一般由涂覆層，包層以及纖芯三者組成，保證了光纖傳感的穩定。

當產生的后向散射光通過光纖傳到光電檢測元件后，光信號就會被轉換為電信號，并不斷放大以數據的形式被數據采集卡記錄下來。不過后向散射光一般較弱，這對光電檢測元件靈敏度提出了更高的要求。數據被數據采集卡采集以后就能將整個電機組的溫度情況有一個具體的展示，我們就能在出現問題時及時采取應對措施，對整個電機組起到保護作用。系統在數據采集以后，進行對整個機電組的運行進行定時的巡檢，然后校驗初始化，一旦發生問題時，被檢測的部位溫度上升，達到預先設定的故障溫度，報警系統被觸發，就會出現報警的標識，這就是電機組測溫保護系統的基本運行原理。

3 測溫保護系統存在的問題

測溫系統的穩定性較差，數據沒有可靠性

水電廠在建立測溫系統的時候，對于熱電阻的測量精度沒有較高的要求，這就導致數據采集卡采集的數據出現偏差，影響對測溫結果的判斷，導致了整個測溫系統不夠穩定，無法投入到實際的應用中。而且有些水電廠的熱電阻安裝不規范，測溫熱電阻與瓦體的連接不科學，沒有做到正確的連接，這都影響了測溫系統的結果。

測溫電纜受到的損害

水電廠在測溫的時候，熱電阻溫度上升，導致電纜的外側絕緣層破壞，經過長時間的腐蝕，電纜的傳輸效果受到影響，整個測溫保護系統的精度也受到影響，系統的保護作用也無法實現。

沒有良好的熱電阻屏蔽性

現在不少水電廠在機電組作業的時候對熱電阻沒有做到良好的屏蔽，這樣強電場對測溫電阻產生影響，對測溫回路的信號產生干擾，影響了測溫保護系統的準確性，保護效果也受到影響。

缺乏相應的維護管理

發電廠一般只關注電機組的發電量，發電機組的測溫保護系統重視不夠，相關的技術沒有做到與時俱進，設備也沒有及時更新，這些都影響了機電組測溫保護系統的長遠發展。另外對系統的維護措施不當，當系統投入使用以后，系統的效果隨著時間的推移而減弱，更沒有專門的技術人員跟進，管理方面存在很大的缺陷。相應的電纜電阻等硬件都沒有做到定期的監察更換，時間一長，整個測溫系統就不會像一開始那么準確。

測溫系統的硬件存在問題

有的水電廠為了節約成本采用普通的發光二極管，無法滿足光纖測溫系統的要求，導致電脈沖的輸出率較低，影響測溫結果。或者采用性能較差的數據采集卡，造成數據采集時出現誤差，影響了數據傳遞的信息。也有的采用噪聲較高，靈敏度較低的光電檢測元件，這些都會對測溫系統的數據精確度產生影響。表面上節省了成本，但長遠來看的話，則只是為機電組的長久作業埋下隱患。

水電廠的測溫系統運行環境較差

電機組的測溫電阻以及引接線大部分時間都是在溫度較高的透平油力浸泡著，而且受到電機組振動以及高速油流沖撞的影響，隨著測溫保護系統投入應用的時間不斷延長，測溫電阻受到的損耗較大，系統的運行也受到了影響。

4 如何改進發電機組的測溫保護系統

提高對測溫系統中熱電阻的重視，選用最合適的測溫電阻，選用測量精度較高，可長期工作，抗振動效果好的熱電阻，保證數據在數據采集卡采集時的準確，提高整個測溫系統的精度。另外在測溫系統運作的時候，注意對熱電阻的屏蔽，采取一體化網狀屏蔽的方式，盡可能減少強磁場的干擾，防止強電場和強磁場影響測溫回路的信號。對熱電阻進行規范的安裝，做到連接準確。

加強對系統的維護和管理

對整個系統的硬件設備做到按時的檢查維護，一旦出現損壞及時更換，確保測溫保護系統的運行正常。并對發生損壞的部位做好記錄，定期重新再檢查。只有確保了測溫保護系統的硬件完備正常，才能保證整個系統的運行正常，一旦發生故障可以及時起到報警的作用。對測溫電阻和電纜引線連接的地方加裝保護電纜線的裝置，盡可能減少電纜線路損壞的情況。維護人員的監管和設備自動化監測兩者都是必不可少的，設備自動化監測可以確保系統維護管理時的效率高，但是機器的數據化管理與實際情況難免有誤差，所以定期的人為檢測也是必要的，兩者相輔相成，組成了機電組測溫保護系統維護的雙保險。

成立專門的系統研發小組

成立一個小組，對測溫保護系統的相關科學技術進行學習，向別的水電廠學習測溫系統改造的經驗技術，做到與時俱進，不斷更新相關的測溫保護知識，完善相關的硬件配置。有了技術的保證，測溫系統的改造才能有效的展開。技術是不斷發展的，測溫系統的改造也應該不斷更新，這樣才能更好的滿足生產發展的需求。

5 總結

隨著時代的進步，科學技術日新月異，現階段的發電機組測溫保護系統已經不能滿足水電廠發電的需求，系統的改造成為了生產力發展的必然結果。只有通過對影響測溫保護系統的相關因素進行研究，分析現階段存在的問題，制定相應的改善措施，才能保證整個測溫保護系統的順利改造。