某水電站空冷出風(fēng)溫度過高報警分析及處理

譚曉剛

（國網(wǎng)西藏電力西藏發(fā)電檢修分公司，西藏 拉薩 850000）

0 前言

某水電站單臺機(jī)組裝機(jī)容量為230 MW，發(fā)電機(jī)組采用12臺空氣冷卻器進(jìn)行冷卻。在空氣冷卻器進(jìn)口和出口處均安裝有溫度傳感器，用以實時監(jiān)測發(fā)電機(jī)運行的溫度。

本文從某水電站空氣冷卻器出口溫度過高引起報警故障出發(fā)，通過現(xiàn)場排查、原因分析及故障處理全流程進(jìn)行分析和總結(jié)，得出了類似故障的處理過程和防范措施，可為類似故障缺陷處理和相關(guān)技術(shù)改造提供借鑒。

1 故障發(fā)生及排查

2021年5月，某水電站在運行中，6號機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)8號、9號、11號空冷出風(fēng)溫度過高報警信號（報警溫度值40 ℃）。由于溫度未持續(xù)上升，且機(jī)組處于運行中，風(fēng)洞室溫度較高，因此未進(jìn)行排查。待機(jī)組停機(jī)后，進(jìn)行重點排查。由于6號機(jī)組在2021年3月份完成了技術(shù)改造，發(fā)電機(jī)部分全部進(jìn)行了更換改造，因此出現(xiàn)空冷溫度過高報警的可能性非常小。為核實故障情況。運行及檢修人員待機(jī)組停機(jī)后，立即進(jìn)行空冷出口溫度檢測工作，采用多種方式進(jìn)行核查。

1.1 紅外線視頻檢測

檢測人員進(jìn)入風(fēng)洞室，采用手持紅外線視頻檢測儀，對空冷出風(fēng)位置的傳感器安裝處進(jìn)行溫度檢測。得出以下結(jié)果：

表1 實測空冷出風(fēng)處溫度（紅外線）

根據(jù)檢測結(jié)果，在8號、9號、11號空冷出風(fēng)處的溫度傳感器周邊溫度確實偏高。但是檢測人員經(jīng)過觸摸傳感器外表面檢測，發(fā)現(xiàn)該處溫度較人體溫度低，不會出現(xiàn)40 ℃以上的高溫。且整個風(fēng)洞室無悶熱的感覺。綜合考慮，不能確定空冷出風(fēng)溫度是否偏高。

1.2 水銀溫度計檢測

由于人體感知與紅外線測溫的數(shù)據(jù)偏差較大，因此，電站運維人員再次采用水銀溫度計進(jìn)行檢測，此次水銀溫度計采用膠布，安裝于空氣冷卻器的出風(fēng)側(cè)的筋板上。在機(jī)組停機(jī)后，進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)空冷出風(fēng)溫度在27℃左右。因此，可以確定空冷出風(fēng)處實際溫度正常，并未出現(xiàn)溫度過高的情況。故障報警信號應(yīng)是自動化裝置故障引起的。

1.3 停機(jī)狀態(tài)下檢查

為確定測溫裝置故障的狀態(tài)，在長時間停機(jī)后進(jìn)行檢查，通過監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，下游側(cè)6個空冷的傳感器溫度高出上游側(cè)空冷2~5℃。在長時間停機(jī)后，發(fā)電機(jī)運行產(chǎn)生的熱量已經(jīng)耗散，風(fēng)洞室內(nèi)處于自然的環(huán)境溫度。因此，正常狀況下，溫度傳感器測量值應(yīng)該是一致的。然而，卻出現(xiàn)了不一致的情況。

通過排查，可知此次故障為自動化裝置故障，實際空冷出風(fēng)處溫度正常。

2 原因分析與故障排查

針對故障存在的現(xiàn)象，為徹底找到故障原因，從傳感器電磁干擾、傳感器本體損壞、線路故障等多方面進(jìn)行了分析和排查。

2.1 電磁干擾

電磁干擾，有傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種。傳導(dǎo)干擾是指通過導(dǎo)電介質(zhì)把一個電網(wǎng)絡(luò)上的信號耦合（干擾）到另一個電網(wǎng)絡(luò)。輻射干擾是指干擾源通過空間把其信號耦合（干擾）到另一個電網(wǎng)絡(luò)

8號、9號傳感器安裝位置位于發(fā)電機(jī)中性點出口下方，11號傳感器安裝位置位于發(fā)電機(jī)出口母線的下方。這些位置在靠近發(fā)電機(jī)上部蓋板處，裝設(shè)有屏蔽電磁干擾的鋁板，但在下部靠近空冷側(cè)，未裝設(shè)屏蔽鋁板。因此運行過程中，有可能存在電磁輻射干擾。

為排除電磁輻射干擾的可能性，同步對比了其他機(jī)組傳感器安裝位置。發(fā)現(xiàn)各臺機(jī)組的傳感器安裝位置都是類似的。相鄰機(jī)組位于發(fā)電機(jī)中性點、出口母線下方的溫度傳感器未出現(xiàn)電磁干擾。因此，出現(xiàn)電磁干擾導(dǎo)致傳感器異常的可能性比較小。

2.2 傳感器損壞檢查

空冷出風(fēng)口處傳感器為方形鏈接器熱電阻，型號為：P12pt100-300-3232/F06。在停機(jī)狀態(tài)下，拆除出現(xiàn)異常的傳感器，在同樣溫度下，測量正常溫度傳感器阻值和異常傳感器的阻值，阻值基本相同。因此傳感器損壞的可能性比較小。

2.3 線路檢查

在排除電磁干擾和傳感器損壞的原因后，對整個二次線路進(jìn)行檢查。熱電阻傳感器的連接導(dǎo)線隨溫度變化而變化，對測量結(jié)果有一定的影響。通常熱電阻連接方式有二線制、三線制、四線制。二線制采用連接一根導(dǎo)線引出電阻信號，無法消除連接導(dǎo)線的電阻誤差。而三線制和四線制采用的是電橋電路。三線制電橋如圖1所示。

圖1 三線制電橋圖

如圖1所示G為檢流計，R1、R2、R3為固定電阻，Ra為零位調(diào)節(jié)電阻。熱電阻Rt通過電阻為r1、r2、rg的三根導(dǎo)線和電橋連接，r1和r2分別接在相鄰的兩橋臂內(nèi)，當(dāng)溫度變化時，只要它們的長度和電阻溫度系數(shù)α相等，它們的電阻變化就不會影響電橋的狀態(tài)。因此，三線制可消除連接導(dǎo)線的電阻誤差。因此對所有傳感器的連接電路進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)所有傳感器均采用三線制，因此連接電路電阻導(dǎo)致傳感器異常的原因被排除。

由于機(jī)組停機(jī)狀態(tài)，下游側(cè)傳感器溫度較上游側(cè)高，而上下游傳感器分別接至不同的端子箱。有可能存在下游端子箱端子質(zhì)量不合格，端子與線路連接不牢固，虛接等問題，導(dǎo)致線路電阻增大，造成傳感器溫度顯示高。因此，對端子箱內(nèi)端子情況進(jìn)行檢查，端子無銹蝕痕跡，連接可靠無松動。不存在端子損壞、虛接等問題。

在充分排除接線端子、接頭影響后，決定對電流進(jìn)行檢測。截取改造后的剩余電纜10 m進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)線阻達(dá)到了8 Ω，電阻較大。正常情況下，電纜電阻基本可以忽略不計。因此，應(yīng)是電纜問題。通過更換下游側(cè)所有傳感器電纜后，故障消除。

3 結(jié)論

空冷溫度過高受很多因素影響，有發(fā)電機(jī)本身故障、空氣冷卻器本體故障，自動化裝置故障等原因會導(dǎo)致報警信號出現(xiàn)。在出現(xiàn)報警信號的時候，第一時間應(yīng)該核查實際溫度與系統(tǒng)顯示問題是否相同，以排除機(jī)械方面故障。造成自動化裝置故障的原因也很多，有傳感器、線路、端子、電磁干擾等因素，要逐一進(jìn)行排除。在某電廠空冷出風(fēng)溫度過高報警排查分析中，得出以下結(jié)論，可供相似技術(shù)改造借鑒。

①在出現(xiàn)電廠空冷溫度過高報警時，應(yīng)在安全措施可靠的情況下，核查現(xiàn)場溫度是否確實偏高，分析是發(fā)電機(jī)及空冷原因，還是自動化裝置問題。②要加強(qiáng)外包施工隊伍施工質(zhì)量管控，本次故障是由于外包施工隊伍使用劣質(zhì)電纜導(dǎo)致的，在施工過程中，電站運維人員要發(fā)揮主體責(zé)任，嚴(yán)格管控外包施工隊伍物資進(jìn)場檢測、施工過程質(zhì)量管控、竣工驗收等工作。③在改造項目中，對于發(fā)電機(jī)內(nèi)部自動化傳感器選型，盡量選擇抗干擾的傳感器。