發(fā)電機漏水檢測技術的應用及推廣

王鵬宇，吳培枝

（華東瑯琊山抽水蓄能有限責任公司，安徽省滁州市 239000）

發(fā)電機漏水檢測技術的應用及推廣

王鵬宇，吳培枝

（華東瑯琊山抽水蓄能有限責任公司，安徽省滁州市 239000）

瑯琊山電廠發(fā)電電動機為立軸、半傘式、三相、50Hz、同步發(fā)電電動機，在機坑內(nèi)部裝有8臺冷卻器，冷卻方式為自循環(huán)空冷，通過循環(huán)冷卻水帶走機組運行時產(chǎn)生的熱量，從而達到降溫的目的。由于機組特有的冷卻方式，使得發(fā)電電動機機坑內(nèi)部布置較多的冷卻水管路，并安裝了大量測量冷卻水壓力和流量的表計。因發(fā)電電動機機坑屬重要工作區(qū)域，機組運行時非緊急情況不允許工作人員進入，因此當機組冷卻水管路漏水或壓力、流量等表計破裂時，將有壓力水流向或噴到設備上，維護人員不能及時發(fā)現(xiàn)進行處理，當冷卻水噴到定子線棒、轉(zhuǎn)子繞組等其他重要電氣設備時，為機組穩(wěn)定運行帶來安全隱患，由此突顯出機坑漏水檢測自動化技術的必要性和重要性。

基坑；漏水；檢測

1 發(fā)電電動機機坑漏水的危害

瑯琊山電廠發(fā)電機組冷卻方式采用自循環(huán)空氣冷卻，當機組運行時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動產(chǎn)生離心力，在離心力的作用下機坑內(nèi)部的空氣形成自循環(huán)通道，熱風通過轉(zhuǎn)子磁極、定子繞組、定子鐵芯等其他構件，吸收熱量的空氣從風道排除進入空氣冷卻器，由流過空冷器的冷卻水將熱量帶走，同時降溫后的空氣再次進入定子鐵芯、定子繞組、轉(zhuǎn)子磁極，如此往復循環(huán)，構成了封閉式自循環(huán)空氣冷卻系統(tǒng)。

發(fā)電機機坑冷卻水管路漏水會為機組安全穩(wěn)定運行帶來隱患，出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。當冷卻器發(fā)生漏水時會引起定子繞組受熱不均，從而引起鐵芯受熱不平衡，直接引起發(fā)電機振動加強。當漏出的水源隨風進入定、轉(zhuǎn)子時，會使定、轉(zhuǎn)子絕緣下降，可能直接引起線圈接地甚至短路，對發(fā)電機組的安全穩(wěn)定運行造成了極大的威脅。因此，必須有效地對機坑漏水進行檢測，及時發(fā)現(xiàn)異常并進行處理，為機組的運行提高安全保障。

2 漏水檢測裝置及工作原理

瑯琊山電廠水源取自安徽滁州市城西水庫，經(jīng)過長年水質(zhì)監(jiān)測，水質(zhì)滿足評價標準（GB 3838—2002）Ⅱ級，據(jù)主壩上安裝的溫度計，2012年最高溫度22.57℃，最低溫度9.88℃，平均值為15.98℃，年變幅12.69℃，全年pH值維持在8.0～8.5、懸浮物低于20mg/L。為保證機組在高頻次、長時間的運行過程中，有效消除發(fā)電機冷卻水管路漏水帶來的安全隱患，瑯琊山電廠采用了TraceTek泄漏檢測定位系統(tǒng)，它能對水、油、酸、堿等各種液體進行泄漏測定和報警。該廠將其應用在發(fā)電電動機機坑內(nèi)部，是對TraceTek泄漏檢測定位系統(tǒng)應用區(qū)域的拓展，同時因為機組在不同工況下造成的復雜環(huán)境，也對TraceTek泄漏檢測定位系統(tǒng)安裝工藝提出更高的要求。

漏水檢測定位系統(tǒng)是由一條檢測液體泄漏的感應線纜和一個帶定位顯示報警的控制器構成。當泄漏發(fā)生時，感應線纜將信號送往控制器，經(jīng)微處理器處理后，顯示泄漏精確位置同時報警。感應線由4根不同類型導線組成，其中2根由導電聚合物加工而成，其單位長度電阻值被精密加工并定值，感應線纜結(jié)構示意圖如圖1所示。在無泄漏時，其中2根導線間電流值為正常，當感應物被泄漏物浸泡，則2根導電聚合物之間被短接，并使所測電流值發(fā)生變化，控制器根據(jù)歐姆定律，通過測算，能夠得到發(fā)生故障泄漏點的位置并發(fā)出泄漏報警。

圖1 感應線纜結(jié)構示意圖

2.1 檢測電纜的選型

為保證漏水檢測裝置在復雜多變的環(huán)境下能夠長期穩(wěn)定工作，瑯琊山電廠根據(jù)現(xiàn)場實際情況，經(jīng)過分析和對比，選擇TT1000線纜作為機坑漏水檢測電纜?，樼鹕诫姀S機組為混流可逆式，為滿足電網(wǎng)需求，既要作為發(fā)電機發(fā)電也要作為電動機抽水，因旋轉(zhuǎn)方向的不同，機坑內(nèi)部情況也隨之發(fā)生變化?，樼鹕綑C組運行時機坑內(nèi)部熱風溫度最高可達70℃，風速可達4m/s，會帶動檢測電纜與地面發(fā)生輕微摩擦。TT1000型號線纜主要針對于水的檢測，為氟化聚合物結(jié)構，抗腐蝕，耐磨性高，并且可在最高溫度為75℃的環(huán)境下運行，從而有效保證了漏水檢測裝置的正常運行。

2.2 漏水檢測控制器工作原理

漏水檢測控制器包括3套繼電器觸點，可用于遠程監(jiān)控和設備控制,控制器結(jié)構示意圖如圖2所示。它尺寸小，安裝方便?！靶孤崩^電器可以現(xiàn)場調(diào)解，延時動作，延時時間可以設置，到感應線干燥時自動復位，或用手動按RESET（復位）鍵來實現(xiàn)。可根據(jù)現(xiàn)場進行敏感度調(diào)整。

（1）LEAK（泄漏）指示：紅燈指示系統(tǒng)已經(jīng)檢測到液體泄漏。

（2）CABLE BREAK線纜斷裂指示：黃燈指示系統(tǒng)已檢測到感應線斷裂。

（3）RESET（復位）開關指示：紅燈指示泄漏繼電器已動作，按下復位鍵進行手動復位。

（4）POWER（電源）指示：綠燈指示系統(tǒng)通電。

（5）調(diào)節(jié)時間：0～2min。

（6）調(diào)節(jié)靈敏度。

圖2 控制器結(jié)構示意圖

圖3 瑯琊山電廠漏水檢測電纜布置圖

3 漏水檢測裝置安裝

因漏水檢測裝置精度高，檢測能力極強，感應線纜輕微的破損將會造成漏水檢測裝置不可修復的故障，所以在裝置安裝過程中既要按照裝置使用說明進行，又要根據(jù)發(fā)電電動機機坑實際情況進行改進，以確保漏水檢測裝置穩(wěn)定運行，切實達到可靠檢測漏水的目的?，樼鹕诫姀S漏水檢測電纜布置圖如圖3所示，在機坑發(fā)電機空冷器下側(cè)布置了漏水檢測電纜，盡可能覆蓋機坑內(nèi)部整個冷卻系統(tǒng)，保證漏水檢測裝置工作的可靠性。

3.1 漏水檢測裝置安裝前注意事項

（1）安裝前應將傳感電纜封存在原包裝盒內(nèi)，并置于干凈、干燥處存放。

（2）將待安裝傳感電纜的區(qū)域清理干凈，輕觸碎屑或其他污染源。

（3）禁止讓工具、尖利或沉重的物體掉落到電纜上。

（4）牽引傳感電纜時不得用力過大，以防損壞電纜接頭。

（5）不得讓電纜接頭受潮，變臟或受到污染，造成裝置損壞。

3.2 漏水檢測裝置安裝步驟

（1）確定漏水檢測裝置在機坑內(nèi)部的安裝線路。為保證機傳感電纜在機坑內(nèi)部能夠可靠運行，在風力、溫度變化很大的條件可以正常工作，不但要滿足設備安裝說明的要求，還要根據(jù)實際情況加以改善。漏水檢測電纜典型安裝示意圖如圖4所示。

以瑯琊山電廠為例，安裝說明明確要求需要用電纜固定夾通過黏合劑將傳感電纜固定于地面，但是當機組運行時，機坑內(nèi)部風速塊、溫度高，容易造成固定夾的脫落，一旦卷入定子或轉(zhuǎn)子中將造成嚴重后果，考慮到黏合劑不牢靠，若用螺栓等其他金屬器材對傳感電纜固定，那么機組運行時產(chǎn)生的振動常年積累也可能引起同樣的問題，為機組的運行帶來安全隱患。為此，瑯琊山電廠以現(xiàn)場實際經(jīng)驗為導則，通過使用耐高溫絕緣扎帶進行固定，配合纏繞管將電纜與底座進行隔離，既能防止溫度過高損壞電纜又能減小冷卻風對電纜的拉力。

圖4 漏水檢測電纜典型安裝示意圖

（2）對傳感電纜進行檢驗測試。在開始對傳感電纜進行鋪設之前，為確保每段傳感電纜完好無損，未受污染，應按照裝置說明進行傳感電纜的測試程序，以瑯琊山電廠為例，采用歐姆測試法，將終止端與傳感電纜相接，再將引出線連接至傳感電纜，測量黃線和黑線之間的電阻以及紅線和綠線之間的電阻，讀數(shù)應大概等于傳感電纜長度的倍數(shù)，并且兩個回路的電阻相差不應超過5%。

（3）根據(jù)之前制定的安裝線路安裝漏水檢測裝置電纜。安裝過程中，為防止檢測電纜受到損傷，安裝人員必須進行密切配合，掌握安裝方法，合理使用安裝力度。為防止安裝過程中力度過大或者在機組運行時檢測電纜隨風力拉扯引起檢測電纜線接頭部位的折斷，安裝人員在進行電纜接頭連接時要進行固定，在每個接頭處留一個環(huán)路（如圖5所示），為電纜線接頭連接處的拉扯留出足夠空間。

（4）安裝電纜檢測裝置控制器?？刂破骺梢赃M行遠程報警及設備控制，瑯琊山電廠接入一組故障報警點和一組漏水檢測報警點。根據(jù)控制器接線說明以及現(xiàn)場監(jiān)控盤柜圖紙，合理安排二次回路走線，配備齊全端子套管，完成端子可靠連接。然后在上位機數(shù)據(jù)庫進行參數(shù)配置，將漏水檢測裝置故障點和報警點接入電站監(jiān)控系統(tǒng)。

（5）基坑漏水檢測裝置現(xiàn)場調(diào)試。在漏水檢測裝置安裝完成后，再次通過歐姆測試法對裝置進行測試，以確保傳感電纜保持清潔和完好。同時，在確認監(jiān)控系統(tǒng)已加入機坑漏水檢測裝置故障報警和漏水檢測報警后，現(xiàn)地在漏水檢測電纜上進行灑水試驗。從灑水起開始計算時間，觀察漏水檢測裝置報警指示，當漏水裝置報警指示燈亮時，查看監(jiān)控系統(tǒng)事件記錄。根據(jù)報警出現(xiàn)的時間，對漏水檢測控制器進行時間整定。

圖5 接頭環(huán)路示意圖

漏水檢測裝置安裝后在日常維護工作中發(fā)揮了顯著的作用，多起基坑內(nèi)部漏水事件被及時發(fā)現(xiàn)，其中包括冷卻水法蘭滴漏以及壓力表計的擊穿，漏水檢測裝置全部可靠發(fā)出報警信息，節(jié)省了大量的人力物力，將隱患牢牢控制在最小的范圍內(nèi)。

4 漏水檢測系統(tǒng)應用

伴隨科技水平的提高和技術的發(fā)展，越來越多的設備對其工作環(huán)境提出了多方面的要求，濕度、溫度等客觀因素為設備的穩(wěn)定運行帶來不同程度的影響，而漏水檢測定位系統(tǒng)在大時代的背景下應運而生，它能對水、油、酸、堿等各種液體進行泄漏檢測定位和報警，廣泛應用于通信、半導體、金融系統(tǒng)及圖書館、博物館、檔案館、機場、油庫以及石油、石化、化工、藥業(yè)等行業(yè)。

發(fā)電機機坑漏水檢測系統(tǒng)的應用則是瑯琊山電廠在漏水檢測方面的一次偉大嘗試。自機組投運以來，發(fā)電機機坑內(nèi)部多次出現(xiàn)管路漏水而不能及時發(fā)現(xiàn)的事件。頻繁的機坑內(nèi)部巡視既浪費時間又浪費人力，而且很難達到密切監(jiān)視的要求。為解決此類問題給機組安全穩(wěn)定運行帶來的困擾，瑯琊山電廠收集大量資料，針對發(fā)電機機坑內(nèi)部的復雜環(huán)境，通過不斷對漏水檢測系統(tǒng)進行分析和試驗，得出漏水檢測裝置在機坑內(nèi)部切實可行的安裝方案。

由于機坑內(nèi)部結(jié)構復雜，合理的布線成為漏水檢測系統(tǒng)安裝的首要前提，既要保證漏水點的可靠檢測，也要保證不能對機組正常運行造成影響；機坑內(nèi)部的高溫也對檢測電纜的可靠運行出更高的要求，鋪設檢測電纜不得直接與金屬等高溫構件接觸，以免造成電纜高溫損壞或熔絲脫落，引起裝置故障；當機組運行和備用、發(fā)電和抽水時，機坑內(nèi)部的環(huán)境相差較大，風速和風向的頻繁變化導致漏水檢測裝置要比其他行業(yè)的工作環(huán)境更加惡劣，牢固可靠的固定措施是保證設備的穩(wěn)定運行的根本措施。

在安裝過程中，瑯琊山電廠前前后后遇到不少困難，多次出現(xiàn)安裝好的漏水檢測裝置不能長期穩(wěn)定運行，經(jīng)受不住多變的環(huán)境引起電纜受損。但通過不斷改進，逐漸完善安裝工藝，目前4臺機組漏水檢測裝置全部安裝成功，并在投運后多次發(fā)揮作用，具有重要的意義。

5 結(jié)束語

瑯琊山電廠漏水檢測裝置投運以來，經(jīng)過不斷地探索以及創(chuàng)新，漏水檢測裝置已能夠在機坑這個重要復雜的區(qū)域進行可靠工作，通過實踐和切實可靠的措施，極大降低了漏水檢測帶來的安全隱患事故，為機坑漏水檢測發(fā)揮了重要的作用。今后，隨著設備技術水平的不斷提高，發(fā)電電動機機坑漏水檢測技術應用將更加廣泛。

王鵬宇（1987—），男，初級工程師，華東瑯琊山抽水蓄能有限責任公司高級運維專責。E-mail:pengzhiyu 19870505@126.com

吳培枝（1982—），男，中級工程師，華東瑯琊山抽水蓄能有限責任公司生技部副主任。E-mail:wupace@163.com

Application and Popularization of Water Leakage Detection Technology for Generator

WANG Pengyu,WU Peizhi
（Langya mountain pumped storage Co. Ltd.，Anhui 239000，China）

Langya Shan power plant generator motor is vertical,semi umbrella type, three-phase, 50Hz, synchronous generator motor. In the machine pit with 8 coolers, cooling method for self circulation air cooling, through the circulating cooling water to take away the heat generated by the operation of the unit, so as to achieve the purpose of cooling. Because of the special cooling method, the cooling water pipe is arranged in the pit of the generator motor, and a large number of meter measuring cooling water pressure and flow are installed. As a result of power generation machine pit is an important work area, the non emergency situation does not allow the staff to enter, so when the cooling water pipe leakage or pressure, flow meter, will have the pressure water flow to or spray equipment, maintenance personnel can not be found in time, when the cooling water spray to the stator bar, rotor winding and other important electrical equipment, for the unit stable operation brings security risks, which highlights the necessity and importance of the machine pit leakage detection.

pit; water leakage; testing