分析水電廠發(fā)電機(jī)組測(cè)溫保護(hù)的改造

梁 晶 李 星

湖北清江水電開發(fā)有限責(zé)任公司

水力發(fā)電已經(jīng)成為我國(guó)電力供能方面一個(gè)重要的組成部分，而水電廠中的發(fā)電機(jī)組的發(fā)電技術(shù)也不斷完善，不過我國(guó)的水電廠發(fā)電機(jī)組的測(cè)溫保護(hù)系統(tǒng)尚處于開發(fā)階段，急需加以改造。本文通過對(duì)發(fā)電機(jī)組的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，闡述了其運(yùn)行的原理，整理出整個(gè)測(cè)溫保護(hù)系統(tǒng)存在的問題，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)手段，對(duì)于我國(guó)水電廠發(fā)電機(jī)組測(cè)溫保護(hù)的改造有著重要的借鑒意義。

1 水電廠發(fā)電機(jī)組的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

發(fā)電機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)系統(tǒng)，冷卻水系統(tǒng)，保護(hù)單元，電控單元，主要控制系統(tǒng)，以及通訊系統(tǒng)成為了水電廠發(fā)電組主要的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。前四個(gè)一般被稱為發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)中的機(jī)械部分，而后四個(gè)則被稱為整個(gè)系統(tǒng)中的控制部分，他們共同運(yùn)作，保證了發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。

水電廠的發(fā)電機(jī)組一般有較多單機(jī)容量的等級(jí)，可以滿足不同的供電需求，發(fā)電機(jī)組的單機(jī)容量也從幾千瓦到幾萬千瓦不等。實(shí)際發(fā)電的時(shí)候，我們可以根據(jù)供電的需求，決定發(fā)所要用到的對(duì)應(yīng)單機(jī)容量的發(fā)電機(jī)組。而且為了簡(jiǎn)化發(fā)電機(jī)組安裝的步驟，其配套的設(shè)備一般比較簡(jiǎn)易。盡量減少所要用到的輔助設(shè)備，且用到的輔助設(shè)備要確保體積不大，重量也較輕。另外，節(jié)省能源也是水廠發(fā)電機(jī)組的一個(gè)重要特點(diǎn)，燃料損耗較低，利用率較高，這也減少了一定的生產(chǎn)成本。發(fā)電機(jī)組的維護(hù)也是比較方便簡(jiǎn)單的，降低了機(jī)組維護(hù)的成本，這也是水廠發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用越來越受重視的主要原因，所以改造其測(cè)溫保護(hù)系統(tǒng)勢(shì)在必行，這樣才能保證發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定作業(yè)。

2 電機(jī)組測(cè)溫保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的原理

發(fā)電機(jī)組的測(cè)溫保護(hù)系統(tǒng)一般由三個(gè)部分組成，一個(gè)是光學(xué)部分，一個(gè)是信號(hào)感應(yīng)處理部分以及報(bào)警系統(tǒng)。前者用來對(duì)發(fā)電機(jī)組的溫度實(shí)施監(jiān)控，并將其轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，后者則是對(duì)光信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，分辨光信號(hào)所傳遞的信息作出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，確保電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

測(cè)溫系統(tǒng)一般采用激光光源，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的溫度信號(hào)一般比較微弱，無法準(zhǔn)確的傳達(dá)信息。而激光光源則會(huì)產(chǎn)生功率較大的激光脈沖，可以有效的表現(xiàn)電機(jī)組的溫度狀況。這時(shí)，有著成本低輸出功率大等優(yōu)點(diǎn)的半導(dǎo)體激光二極管則成為了電機(jī)組測(cè)溫系統(tǒng)的主要光源。

當(dāng)測(cè)溫系統(tǒng)的光源產(chǎn)生激光脈沖的時(shí)候，脈沖通過光纖傳感。為了確保光纖可以在不同的環(huán)境下進(jìn)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(wěn)定。

當(dāng)產(chǎn)生的后向散射光通過光纖傳到光電檢測(cè)元件后，光信號(hào)就會(huì)被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并不斷放大以數(shù)據(jù)的形式被數(shù)據(jù)采集卡記錄下來。不過后向散射光一般較弱，這對(duì)光電檢測(cè)元件靈敏度提出了更高的要求。數(shù)據(jù)被數(shù)據(jù)采集卡采集以后就能將整個(gè)電機(jī)組的溫度情況有一個(gè)具體的展示，我們就能在出現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，對(duì)整個(gè)電機(jī)組起到保護(hù)作用。系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集以后，進(jìn)行對(duì)整個(gè)機(jī)電組的運(yùn)行進(jìn)行定時(shí)的巡檢，然后校驗(yàn)初始化，一旦發(fā)生問題時(shí)，被檢測(cè)的部位溫度上升，達(dá)到預(yù)先設(shè)定的故障溫度，報(bào)警系統(tǒng)被觸發(fā)，就會(huì)出現(xiàn)報(bào)警的標(biāo)識(shí)，這就是電機(jī)組測(cè)溫保護(hù)系統(tǒng)的基本運(yùn)行原理。

3 測(cè)溫保護(hù)系統(tǒng)存在的問題

測(cè)溫系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差，數(shù)據(jù)沒有可靠性

水電廠在建立測(cè)溫系統(tǒng)的時(shí)候，對(duì)于熱電阻的測(cè)量精度沒有較高的要求，這就導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集卡采集的數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，影響對(duì)測(cè)溫結(jié)果的判斷，導(dǎo)致了整個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)不夠穩(wěn)定，無法投入到實(shí)際的應(yīng)用中。而且有些水電廠的熱電阻安裝不規(guī)范，測(cè)溫?zé)犭娮枧c瓦體的連接不科學(xué)，沒有做到正確的連接，這都影響了測(cè)溫系統(tǒng)的結(jié)果。

測(cè)溫電纜受到的損害

水電廠在測(cè)溫的時(shí)候，熱電阻溫度上升，導(dǎo)致電纜的外側(cè)絕緣層破壞，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的腐蝕，電纜的傳輸效果受到影響，整個(gè)測(cè)溫保護(hù)系統(tǒng)的精度也受到影響，系統(tǒng)的保護(hù)作用也無法實(shí)現(xiàn)。

沒有良好的熱電阻屏蔽性

現(xiàn)在不少水電廠在機(jī)電組作業(yè)的時(shí)候?qū)犭娮铔]有做到良好的屏蔽，這樣強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)測(cè)溫電阻產(chǎn)生影響，對(duì)測(cè)溫回路的信號(hào)產(chǎn)生干擾，影響了測(cè)溫保護(hù)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，保護(hù)效果也受到影響。

缺乏相應(yīng)的維護(hù)管理

發(fā)電廠一般只關(guān)注電機(jī)組的發(fā)電量，發(fā)電機(jī)組的測(cè)溫保護(hù)系統(tǒng)重視不夠，相關(guān)的技術(shù)沒有做到與時(shí)俱進(jìn)，設(shè)備也沒有及時(shí)更新，這些都影響了機(jī)電組測(cè)溫保護(hù)系統(tǒng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。另外對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)措施不當(dāng)，當(dāng)系統(tǒng)投入使用以后，系統(tǒng)的效果隨著時(shí)間的推移而減弱，更沒有專門的技術(shù)人員跟進(jìn)，管理方面存在很大的缺陷。相應(yīng)的電纜電阻等硬件都沒有做到定期的監(jiān)察更換，時(shí)間一長(zhǎng)，整個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)就不會(huì)像一開始那么準(zhǔn)確。

測(cè)溫系統(tǒng)的硬件存在問題

有的水電廠為了節(jié)約成本采用普通的發(fā)光二極管，無法滿足光纖測(cè)溫系統(tǒng)的要求，導(dǎo)致電脈沖的輸出率較低，影響測(cè)溫結(jié)果?；蛘卟捎眯阅茌^差的數(shù)據(jù)采集卡，造成數(shù)據(jù)采集時(shí)出現(xiàn)誤差，影響了數(shù)據(jù)傳遞的信息。也有的采用噪聲較高，靈敏度較低的光電檢測(cè)元件，這些都會(huì)對(duì)測(cè)溫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)精確度產(chǎn)生影響。表面上節(jié)省了成本，但長(zhǎng)遠(yuǎn)來看的話，則只是為機(jī)電組的長(zhǎng)久作業(yè)埋下隱患。

水電廠的測(cè)溫系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境較差

電機(jī)組的測(cè)溫電阻以及引接線大部分時(shí)間都是在溫度較高的透平油力浸泡著，而且受到電機(jī)組振動(dòng)以及高速油流沖撞的影響，隨著測(cè)溫保護(hù)系統(tǒng)投入應(yīng)用的時(shí)間不斷延長(zhǎng)，測(cè)溫電阻受到的損耗較大，系統(tǒng)的運(yùn)行也受到了影響。

4 如何改進(jìn)發(fā)電機(jī)組的測(cè)溫保護(hù)系統(tǒng)

提高對(duì)測(cè)溫系統(tǒng)中熱電阻的重視，選用最合適的測(cè)溫電阻，選用測(cè)量精度較高，可長(zhǎng)期工作，抗振動(dòng)效果好的熱電阻，保證數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)采集卡采集時(shí)的準(zhǔn)確，提高整個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)的精度。另外在測(cè)溫系統(tǒng)運(yùn)作的時(shí)候，注意對(duì)熱電阻的屏蔽，采取一體化網(wǎng)狀屏蔽的方式，盡可能減少?gòu)?qiáng)磁場(chǎng)的干擾，防止強(qiáng)電場(chǎng)和強(qiáng)磁場(chǎng)影響測(cè)溫回路的信號(hào)。對(duì)熱電阻進(jìn)行規(guī)范的安裝，做到連接準(zhǔn)確。

加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)和管理

對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)備做到按時(shí)的檢查維護(hù)，一旦出現(xiàn)損壞及時(shí)更換，確保測(cè)溫保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行正常。并對(duì)發(fā)生損壞的部位做好記錄，定期重新再檢查。只有確保了測(cè)溫保護(hù)系統(tǒng)的硬件完備正常，才能保證整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行正常，一旦發(fā)生故障可以及時(shí)起到報(bào)警的作用。對(duì)測(cè)溫電阻和電纜引線連接的地方加裝保護(hù)電纜線的裝置，盡可能減少電纜線路損壞的情況。維護(hù)人員的監(jiān)管和設(shè)備自動(dòng)化監(jiān)測(cè)兩者都是必不可少的，設(shè)備自動(dòng)化監(jiān)測(cè)可以確保系統(tǒng)維護(hù)管理時(shí)的效率高，但是機(jī)器的數(shù)據(jù)化管理與實(shí)際情況難免有誤差，所以定期的人為檢測(cè)也是必要的，兩者相輔相成，組成了機(jī)電組測(cè)溫保護(hù)系統(tǒng)維護(hù)的雙保險(xiǎn)。

成立專門的系統(tǒng)研發(fā)小組

成立一個(gè)小組，對(duì)測(cè)溫保護(hù)系統(tǒng)的相關(guān)科學(xué)技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，向別的水電廠學(xué)習(xí)測(cè)溫系統(tǒng)改造的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)，做到與時(shí)俱進(jìn)，不斷更新相關(guān)的測(cè)溫保護(hù)知識(shí)，完善相關(guān)的硬件配置。有了技術(shù)的保證，測(cè)溫系統(tǒng)的改造才能有效的展開。技術(shù)是不斷發(fā)展的，測(cè)溫系統(tǒng)的改造也應(yīng)該不斷更新，這樣才能更好的滿足生產(chǎn)發(fā)展的需求。

5 總結(jié)

隨著時(shí)代的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)日新月異，現(xiàn)階段的發(fā)電機(jī)組測(cè)溫保護(hù)系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足水電廠發(fā)電的需求，系統(tǒng)的改造成為了生產(chǎn)力發(fā)展的必然結(jié)果。只有通過對(duì)影響測(cè)溫保護(hù)系統(tǒng)的相關(guān)因素進(jìn)行研究，分析現(xiàn)階段存在的問題，制定相應(yīng)的改善措施，才能保證整個(gè)測(cè)溫保護(hù)系統(tǒng)的順利改造。