水电厂轴承瓦温保护改造方案及措施

●屈慢莉

水电厂轴承瓦温保护改造方案及措施

●屈慢莉

一、 概述

某水电厂机组瓦温保护设计了温度控制器和PLC测温控制输出双重保护，运行多年以来存在诸多问题，如温度控制器温度跳变闭锁功能薄弱，当电阻线松动产生温度值跳动时无法进行闭锁，曾经发生过因此导致的机组非停事件。又如温度控制器仅仅对单一温度点进行监控。无法将同一部位所有瓦测温点联合进行故障判断等。为彻底解决此类问题带来的隐患，该厂进行了相关改造。本文主要对轴承瓦温保护的组成及结构进行介绍和分析，提出了系统结构优化的方案和提高机组温度保护系统可靠性的技术措施。

二、改造前瓦温相关保护状况（见图1）

某水电厂水轮发电机组由两个厂家的设备组成，分别为东方电机厂（简称“东电”）和天津阿尔斯通水电设备有限公司（简称“天阿”）设计制造，水导轴承和组合轴承瓦安装测温电阻对瓦温进行监测。东电机组组合轴承正向推力瓦装设16个测温点，反向推力瓦装设8个测温点，径向推力瓦装设8个测温点，水导轴承装设2个测温点。天阿机组组合轴承正向推力瓦装设6个测温点，反向推力瓦装设6个测温点，径向推力瓦装设6个测温点，水导轴承装设3个测温点。

图1

（一）东电机组瓦温保护状况（东电机组正推力瓦、反推力瓦、径向分块瓦温度测点为双探头，水导瓦为单探头）。

1.1 号～16号正向推力瓦、1号～8号反向推力瓦、1号～8号径向分块瓦、2号水导瓦温度直接现地LCU RTD温度采集模块，由PLC实现温度跳变闭锁及同一部位瓦温任意2点以上温度同时过高时出口停机保护，2号水导瓦温度独立单点温度过高出口停机。

2. 4号和12号正向推力瓦、2号和6号反向推力瓦、3号和6号径向分块瓦的其中一组电阻、1号水导瓦温度（单探头）接至测温测速控制柜A1200温控器供温度显示及单点温度过高报警输出空接点信号至现地LCU DI开关量采集模块，用于告警。

（二）天阿机组瓦温保护（天阿机组瓦温测点为单探头）

1.3 号～6号正向推力瓦、3号～6号反向推力瓦、3号～6号径向分块瓦、3号水导瓦温度直接现地LCU RTD温度采集模块，由PLC实现温度跳变闭锁及同一部位瓦温任意2点以上温度同时过高时出口停机保护，3号水导瓦温度独立单点温度过高出口停机。

2. 1号～2号块正向推力瓦、1号～2号反向推力瓦、1号～2号径向分块瓦、1号～2号水导瓦温度接至测温测速控制柜A1200温控器供温度显示及单点温度过高报警输出空接点信号至现地LCU DI开关量采集模块，用于告警。同时A1200温控器1号～2号块正向推力瓦、1号～2号反向推力瓦、1号～2号径向分块瓦、1号～2号水导瓦温度转成4～20mA信号输出至现地LCU AI模拟量采集模块，供监视用。

（三）润滑油流中断保护

1.当组合轴承流量中断同时PLC采集的正向推力瓦、反向推力瓦、径向分块瓦温度值中任一点温度稍高报警，延时3S出口停机（东电、天阿情况相同）。

2.当水导轴承流量中断同时PLC采集的水导瓦温度值中任一点温度稍高报警，延时3S出口停机（东电、天阿情况相同）。

3.东电机组组合轴承、水导轴承油流量中断信号取自轴承进油口的热导式油流量开关，天阿机组组合轴承、水导轴承油流量中断信号取自轴承回油口的热导式油流量开关。

三、改造前瓦温保护存在的问题

该水电厂机组瓦温保护设计了温度控制器和PLC测温控制输出双重保护，多年运行以来存在以下问题：

（一）A1200温度控制器温度跳变闭锁功能薄弱，仅有断线闭锁，当电阻线松动产生温度值跳动时无法进行闭锁，曾经发生过因此导致的机组非停事件。

（二）温度控制器仅仅对单一温度点进行监控，无法将同一部位所有瓦温监测点联合进行故障判断，保护可靠性低。

（三）温度控制器并非直接控制出口停机，而是输出开关量信号至监控PLC，最终由PLC延时出口停机。

（四）油流中断+瓦温稍高停机保护，瓦温稍高信号来自A1200温度控制器判断输出的温度稍高硬接点，但A1200温度控制器采集单点温度，可靠性不高。

四、解决方案及应对措施

（一）接线部分

1.将东电机组水导瓦温度测点改为双探头测温电阻（东电只有水导瓦为单探头），天阿机组所有轴瓦温度测点改为双探头，正推瓦、反推瓦、径向瓦温度测点探头的其中一组接入监控现地LCU RTD温度模块，另一组备用；

2.由于水导瓦装设测温点较少（东电2点、天阿3点），东电和天阿机组水导瓦温度测点双探头全部接入RTD模块；

3.同时将测温测速控制柜中A1200测温控制器取消，粘贴标签改为备用。

（二）逻辑部分

1.由监控现地LCU PLC统一进行跳变闭锁处理再经以下逻辑出口：正推瓦、反推瓦、径向瓦、水导瓦均设置瓦温任意2点温度同时超过过高值时延时3秒出口停机,任一点温度超过高值、稍高值时在上位机发出报警信号；

2.油流中断+瓦温保护

（1）组合轴承油流中断+正推瓦中任意2点温度稍高值时延时3秒出口停机；

（1）组合轴承油流中断+反推瓦中任意2点温度稍高值时延时3秒出口停机；

（3）组合轴承油流中断+径向瓦中任意2点温度稍高值时延时3秒出口停机；

（4）水导轴承油流中断+水导轴瓦任意2点温度稍高值时延时3秒出口停机；

五、结语

机组瓦温保护经过对回路和相关逻辑的改造，降低了由于单点测温仪温度跳变导致事故停机的几率，彻底消除了温控器对单一点控制的缺陷，将任一点瓦温异常出口变成同一部位所有瓦温点综合判断出口，进一步提高了机组瓦温保护的可靠性，保证了机组的安全稳定可靠运行。

（作者单位：广西桥巩水电站）