水輪發(fā)電機(jī)定子RTD補(bǔ)救方案

葉觀全

(閩東水電開發(fā)有限公司，福建 寧德 352100)

水輪發(fā)電機(jī)定子RTD補(bǔ)救方案

葉觀全

(閩東水電開發(fā)有限公司，福建 寧德 352100)

鑒于定子鐵芯、繞組RTD溫度測(cè)點(diǎn)損壞較多的情況，提出了采用外部貼片式RTD的補(bǔ)救方案，介紹了定子繞組RTD、定子鐵芯RTD和定子頂齒RTD的安裝位置及工藝流程，指出了方案需要考慮的問題。采用此種補(bǔ)救方案后，機(jī)組定子運(yùn)行穩(wěn)定。

水輪發(fā)電機(jī)；定子；溫度測(cè)點(diǎn)；補(bǔ)救方案

0 定子RTD概況

在電力生產(chǎn)領(lǐng)域里，大型發(fā)電機(jī)定子對(duì)電阻溫度探測(cè)器(Resistance Temperature Detector，RTD)的壽命要求非常高。在水輪發(fā)電機(jī)組的例行檢修中，除非遇到特殊情況，基本不直接碰觸發(fā)電機(jī)定子，這就要求定子RTD的使用壽命要超過定子的使用壽命。不僅如此，定子RTD的安裝位置也極其特殊，處于強(qiáng)磁場(chǎng)干擾、緊鄰氣隙、安裝空間狹小的區(qū)域。這對(duì)RTD的絕緣、屏蔽、防電暈和防磁化有很高的要求，也對(duì)RTD的安裝位置和安裝工藝有特殊要求。鑒于發(fā)電機(jī)定子RTD的重要性，當(dāng)RTD溫度測(cè)點(diǎn)損壞較多，超過總測(cè)點(diǎn)數(shù)的一半時(shí)，亟需修復(fù)或補(bǔ)救。

1 檢查狀況

2009年9月，閩東水電開發(fā)有限公司對(duì)所屬電站進(jìn)行熱工監(jiān)督檢查，發(fā)現(xiàn)芹山電站2臺(tái)機(jī)組繞組、鐵芯RTD溫度測(cè)點(diǎn)損壞較多，而周寧電站2號(hào)機(jī)組繞組溫度測(cè)點(diǎn)損壞較多。芹山電站1號(hào)機(jī)繞組溫度測(cè)點(diǎn)共設(shè)16個(gè)，損壞了4個(gè)點(diǎn)；鐵芯溫度測(cè)點(diǎn)共設(shè)6個(gè)，損壞了3個(gè)。其2號(hào)機(jī)繞組溫度測(cè)點(diǎn)共設(shè)16個(gè)，損壞了3個(gè)；鐵芯溫度測(cè)點(diǎn)共設(shè)6個(gè)，損壞了4個(gè)。周寧電站2號(hào)機(jī)繞組溫度測(cè)點(diǎn)共設(shè)18個(gè)，損壞了6個(gè)，且集中在44，45，114槽的方向，1號(hào)機(jī)無故障點(diǎn)。

由于定子測(cè)溫元件需在機(jī)組大修時(shí)吊出轉(zhuǎn)子拔定子線棒的情況下才能處理，因此在未處理前，要求現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員做到：

(1) 嚴(yán)格控制機(jī)組定子、轉(zhuǎn)子電流在額定值范圍內(nèi)，盡量不超出力運(yùn)行；

(2) 在電網(wǎng)事故等特殊情況下，應(yīng)避免長(zhǎng)時(shí)間超額定電壓和過頻率運(yùn)行；

(3) 發(fā)電機(jī)各空氣冷卻器流量、壓力應(yīng)平衡，壓力不得相差49 kPa以上；空氣冷卻器冷風(fēng)不得超過40 ℃，熱風(fēng)不得超過65 ℃，應(yīng)參照長(zhǎng)期運(yùn)行的平均溫度，如溫升超過5 ℃時(shí)，應(yīng)立即調(diào)整空冷水量；嚴(yán)禁發(fā)電機(jī)在空氣冷卻器無冷卻水或流量異常減少的情況下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行；

(4) 加強(qiáng)監(jiān)視故障測(cè)點(diǎn)相鄰兩邊的繞組、鐵芯測(cè)點(diǎn)溫度和其靠近的空氣冷卻器冷、熱風(fēng)溫度，相鄰正常測(cè)點(diǎn)的繞組、鐵芯溫度不得超過110 ℃。

2 修復(fù)方案

更換定子繞組和鐵芯RTD的根本解決辦法是拔定子線棒；但該方法工程量巨大，且耗資耗時(shí)，從實(shí)際運(yùn)用角度而言基本不可行，因此被否定，改采用定子外部貼片式RTD作為補(bǔ)救措施。

2.1 定子繞組RTD安裝

2.1.1 RTD安裝位置

RTD在原始和補(bǔ)救修復(fù)時(shí)的安裝位置不相同，如圖1所示。結(jié)合機(jī)組大修，可把繞組RTD安裝在緊貼上層線棒靠氣隙的端面。

2.1.2 RTD安裝工藝

2.1.2.1 拆卸槽楔和墊條

圖1 RTD在原始和補(bǔ)救修復(fù)的安裝位置

在需要安裝RTD位置的槽楔上定位，按槽楔→導(dǎo)向墊條→波紋墊條→保護(hù)墊條的順序局部拆卸，上層線棒槽結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 上層線棒槽結(jié)構(gòu)示意

2.1.2.2 保護(hù)墊條開槽

在保護(hù)墊條緊貼線棒的面上開槽。槽深為墊條厚度的1/2，槽長(zhǎng)=RTD探頭長(zhǎng)度+2 mm，槽寬= RTD探頭長(zhǎng)度+2 mm，槽尾部留100 mm，用于埋設(shè)導(dǎo)線，如圖3所示。

圖3 保護(hù)墊條開槽示意

2.1.2.3 刷半導(dǎo)體漆并膠結(jié)

在槽中和RTD上分別涂刷半導(dǎo)體漆，將傳感器固定于槽中，均勻施加29.4 N的壓力并持續(xù)施加30 min，以使RTD可靠粘結(jié)在槽中，如圖4，5所示。

圖4 RTD裝配示意1

圖5 RTD裝配示意2

2.1.2.4 回裝帶有RTD的保護(hù)墊條

分別在線棒和墊條將要貼合的面(即裝有RTD的面)上涂抹半導(dǎo)體漆，將保護(hù)墊條貼于上層線棒靠近氣隙的端面，如圖6所示。

2.1.2.5 回裝槽楔

回裝順序?yàn)椴y墊條→導(dǎo)向墊條→槽楔。在回裝過程中，如果墊條間有空隙，可根據(jù)空隙大小多加1層0.2-0.8 mm的保護(hù)墊條。回裝槽楔時(shí)，要輕輕楔進(jìn)，避免對(duì)槽楔造成機(jī)械損壞。

圖6 回裝保護(hù)墊條示意

2.2 定子鐵芯RTD安裝

安裝定子鐵芯RTD時(shí)，需防止傳感器或?qū)Ь€在脫落時(shí)進(jìn)入氣隙。安裝位置是沿通風(fēng)槽的鐵芯側(cè)面，此位置在徑向上有槽楔板防護(hù)，如圖7所示。

圖7 定子鐵芯RTD安裝示意

2.3 定子頂齒RTD安裝

頂齒RTD安裝方式采用環(huán)氧膠粘帖，待其固化后再涂抹半導(dǎo)體漆，如圖8所示。需要說明的是，部分機(jī)組并未在此布置RTD，但并不代表頂齒RTD不重要。由于此部位最易于實(shí)施安裝，很多試驗(yàn)往往選擇在此臨時(shí)布置測(cè)點(diǎn)。在這里安裝RTD，也可作為溫度監(jiān)測(cè)的參考。

3 需要考慮的問題

3.1 補(bǔ)救用的RTD實(shí)測(cè)溫度的準(zhǔn)確

度

補(bǔ)救用的RTD安裝位置和原始安裝位置的RTD所處環(huán)境溫度有所差別。繞組RTD的原始安裝位置是在2個(gè)線棒之間，理論上此處溫度更能真實(shí)反映繞組溫度，溫度也更高。如果在補(bǔ)救位置安裝，也能基本反映繞組溫度，但實(shí)測(cè)溫度可能會(huì)比實(shí)際溫度稍低。因此，應(yīng)考慮對(duì)其測(cè)值進(jìn)行補(bǔ)償，可與機(jī)組過去運(yùn)行時(shí)的歷史值或者選擇殘存的仍然正常工作的RTD比對(duì)，以確定補(bǔ)償?shù)臄?shù)值。

圖8 定子頂齒RTD安裝示意

3.2 RTD冗余配置

部分機(jī)組在設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)在定子的相鄰部位安裝2支傳感器作為冗余或備份。由于同一廠家的傳感器在同樣的物理和化學(xué)環(huán)境中，其損壞幾率可視為是一樣的，使用壽命也是一樣的。因此，正確的冗余應(yīng)該采用2種不同廠家和結(jié)構(gòu)的RTD。

4 結(jié)束語

機(jī)組投運(yùn)后，檢查發(fā)現(xiàn)機(jī)組定子采用外部貼片式RTD的測(cè)量溫度比原始安裝的RTD運(yùn)行中實(shí)際溫度有偏差，經(jīng)對(duì)其測(cè)值進(jìn)行補(bǔ)償后能替代原有測(cè)溫元件，能正常監(jiān)測(cè)機(jī)組定子運(yùn)行溫度，投運(yùn)至今，機(jī)組定子外部貼片式RTD運(yùn)行性能穩(wěn)定。

1 付朝霞.水輪發(fā)電機(jī)定子繞組絕緣故障試驗(yàn)查找[J].電力安全技術(shù)，2003，15(4)：50-51.

2016-09-20。

葉觀全(1976-)，男，工程師，主要從事安全生產(chǎn)技術(shù)監(jiān)督工作，email：527839458@qq.com。