凤凰水电厂水轮发电机测温电阻技术改造

许旭东

【摘 要】针对凤凰水电厂水轮机运行中出现的轴瓦温度异常现象进行检查和分析，在机组大修时对测温电阻的选材提出了新的要求，并在安装技术方面做出了改造，使水轮机组稳定工作运行提供了保障。

【关键词】水电厂；水轮机；轴瓦；测温电阻

1.设备概况

广东省潮州市凤凰水电厂位于广东省潮安县北部山区，由凤凰水库、一级电站和二级电站A站、B站组成。二级电站位于潮安县归湖镇，为引水式电站，引水渠道全长15.6km，最大流量12m3/s，设计水头250.8m， B站建成于2004年，装2台12000KW发电机，全厂设计发电量1.3亿KW.h，是潮州市的骨干发电厂，为粤东地区的经济发展和稳定发挥了重要的作用。

该厂二级电站B站两台12000KW的立式水轮机组单台机组设计测量轴瓦和油盆温度的测温电阻共有20个，其中推力轴瓦有4个，上导轴瓦有4个，上导油盆有2个，下导轴瓦有4个，下导油盆有2个，水导轴瓦有2个，水导油盆2个。上导和下导轴瓦上的4个测温电阻分别安装在机组的+X、-X、+Y和-Y方向上；水导轴瓦上的两个测温电阻安装在机组的+Y和-Y方向上；各导油盆里的两个测温电阻分别安装在机组的+Y和-Y方向上。其中推力、上导和下导轴承的测温电阻中+Y和-Y两个方向的测温电阻用于测量监视，+X和-X两个方向的测温电阻用于温度巡检，水导轴承是+Y方向上的测温电阻用于测量监视，-Y方向的测温电阻用于温度巡检。用于测量监视的信号连接到PTC-80智能控制仪上接入到机组的保护中；而温度巡检的则只是连接到DAS-I 系列多功能巡测仪上，所有温度信号都由DAS-I 系列多功能巡测仪通过RS485通讯方式传送到机组的一体化工控机上，机组的一体化工控机再通过以太网传送到控制室的控制主机上，使运行人员能监视测温电阻的温度变化，确保机组的安全可靠运行。

2.存在问题和分析

2007年6月，2#机组测量制动屏上标号为“下导轴瓦（2）”的PTC-80智能控制仪发出温度过高的警报，严重影响了机组的安全运行，致使机组停止运行，也影响了我厂的安全生产。机组停机冷却后检查测量该位置的测温电阻在下导油盆的转接板上的引出线，对比下导轴瓦其他方向上的测温电阻的电阻值，发现测温电阻数值大了很多，初步确定不是真正的轴瓦温度升高，而是该位置的测温电阻损坏，暂时改由下导轴瓦上连接到DAS-I 系列多功能巡测仪用于温度巡检的另一个方向上的测温电阻连接到PTC-80智能控制仪上，监视下导轴瓦的温度，让机组在丰水期继续运行，保证我厂的安全生产。其后，该机组各导轴承和油盆温度测量值还陆续出现数值不准、数据跳变和误报信号等现象。

在2008年春对该机组的大修中，拆开各导油盆，发现在油盆里很多测温电阻导线在传感器根部及其他部位由于长时间浸泡在高温和旋转的透平油中，出现了多处裂开，绝缘破坏；有的传感器航空接头由于受到旋转的透平油的冲击，导致传感器航空接头里的导线断开，致使出现报警情况，影响机组安全运行。

对于测温电阻来说，在非常特殊的水电厂运行环境中，各导轴承测量瓦温的测温电阻安装在空间很狭小又不方便维护和更换传感器的地方，一般只有在大修的时候才有机会来维护测温电阻。而现在科技进步，大修的周期变得越来越长，这就要求测温电阻要长期稳定的运行。各导轴承是水轮机组关键装置之一，其中测温电阻又是监测轴瓦运行状态的唯一手段，而且轴瓦测温电阻值一般都有接入机组的保护，其在机组运行中的地位还是相当重要的。轴瓦测温电阻其传感器及导线长期浸泡温度较高透平油里，并时刻承受油流冲击和机组振动，受到的机械破坏一般都较为严重，这样环境中很少有传感器及导线能经受长达几年的考验，所以在机组大修时，要针对测温电阻存在的这些问题做出适当的改造，使机组能安全可靠的运行，提高机组的维修周期。

3.改造措施

针对大修看到的情况进行分析，采取了如下措施进行改造。

3.1选材方面

（1）选用Pt100芯片的测温电阻，采用铂镍合金做芯片引脚。因为导线芯线是直接焊接在芯片引脚上的，焊接容易导致金属材料发脆而断开，所以这也是薄弱环节。芯片引脚采用铂镍合金可以保证焊接后引线的机械性能，避免导线在测温电阻内部断开。

（2）选用耐油、耐高温的导线材料。选择聚全氟乙丙烯（FEP），具有优良的耐油、耐腐蚀和耐热性能，可在-250～250摄氏度温度内长期使用，而且这材料比较柔软，耐开裂性能也较好，可以长时间浸泡在较高温度的油中运行，彻底解决导线长时间泡在油中出现开裂的问题。

（3）选用3线制的测温电阻引出线方式。因为3线制可以把导线电阻对测量结果的影响降到最低，而2线制不可以。传感器本身出线也要做成三线制，测温系统中的各个环节都要采用三线制的方式来接线，这样才能有效的保证测量的精度。

（4）将导线和测温电阻传感器一体化，不采用原来用航空接头连接的方法，导线直接焊接到测温电阻传感器里的芯片上，芯片和导线要牢固的安装在传感器的里，再与传感器固定在同一个刚体上，另一头一直延伸到外部的转接板上，在油盆里不存在任何转接头，大大减少传感器引出线的故障率。

3.2安装技术方面

（1）安装测温电阻传感器之前，先用吸尘器吸干净轴瓦上的安装孔洞，再用干净的白布蘸酒精清洁孔洞，然后才能把传感器安装上去。安装时注意传感器引出线要随传感器旋转，不要扭到导线，造成导线损伤或导线与传感器的连接处扭断。

（2）测温电阻安装到轴瓦上的安装孔洞后，引出的导线要尽量固定得与瓦孔贴紧，传感器根部的导线不要留太多在油盆中，避免运行中旋转的油对测温电阻引出线的冲击力，造成测温电阻引出线损伤。

（3）测温电阻外部引出线应牢固固定，在引入转接板前都应按要求进行编号，按照测温电阻的安装位置进行标示，采用在芯线上穿设刻上标示黑头管，方便在接线时和外部线一一对应。

（4）从传感器出来的导线在油槽内的走线按照就近原则，即以转接板和大轴的连接线为轴线，轴线两端分别按顺时针和逆时针敷设固定。

（5）不采用芯线挂锡直接连接螺栓的连接方式，测温电阻导线的接线头改用压接合适的线鼻子连接到接线板的螺栓上。因为在运行过程中发现由于旋转的油的冲击，导致连接板内挂锡的芯线有部分脱落。

4.处理效果

按照上述的分析和安装方法的处理，经过开机运行了1年多的观察，各位置的测温电阻的测量值均未发生跳变、误报等情况，测量数据正确，为机组的稳定运行提供了有力的保证。

5.结束语

针对水电厂的特殊环境和条件，要选择合适的、可靠的测温电阻和导线材料，注意安装方面的小细节和安装技巧，可以大大的提高测温电阻的使用寿命，减少因测温电阻故障出现的信号误报几率，大大的提高机组安全运行水平。