淺析一起導葉傳感器故障引起逆功率事故停機

曹佳源

摘要：本文闡述一起燈泡貫流式水輪發(fā)電機導葉位移傳感器鋼絲繩斷裂引起發(fā)電機保護動作事故停機，對事故進行了分析和處理，揭示了導葉位移傳感器對機組安全運行重要性。

關鍵詞：導葉位移傳感器；逆功率；事故停機

某電廠為燈泡貫流式水輪發(fā)電機組，2002年4月投產，額定功率為3*10MW，調速器為某公司生產的SAFR2000型調速器。導葉行程傳感器為SWB-4型傳感器，接力器與轉盤之間采用Φ1.5mm鋼絲繩連接，傳感器與轉盤之間采用Φ1.5mm鋼絲繩連接，即接力器帶動轉盤，轉盤帶動傳感器。

傳感器通過在定子線圈上施加勵磁電壓（方波信號），從而在轉子上感應出相同頻率的方波信號。再通過傳動機構將接力器直線位移轉換成角度變化（0～360度范圍），然后測量旋轉變壓器定子波形和轉子波形之間的相位差，就可測得接力器的位移，而接力器變化時轉子反饋電壓幅值基本不變。反饋信號120HZ的方波信號經調速器運算轉換成導葉輪葉開度，從而達到控制水輪發(fā)電機組轉速和出力的目的。

1 事故過程

9月21日19：20：06 3#機正常開機，19：24：05 3#機合閘并網，19：24：20導葉全關，19：24：22發(fā)電機保護報逆功率動作，19：24：23調速器事故配壓閥動作，19：24：24緊急事故停機。

發(fā)生故障后，運行值班人員通知維護人員立即對3#機組進行檢查，經檢查發(fā)現以下故障：

1）調速器導葉開度顯示40%，實際導葉開度為0%。

2）轉盤與接力器連接鋼絲繩斷裂。詳見傳感器示意圖。

備注：為了避免小重錘鋼絲繩與接力器連接鋼絲繩相互影響，轉盤設兩條槽，鋼絲繩通過轉盤小缺口經螺絲固定，鋼絲繩在此缺口處斷裂。

3）導葉傳感器內部彈簧損壞。

2 原因分析

1）鋼絲繩長度較短，鋼絲繩在轉盤缺口長期受力磨損導致鋼絲繩斷裂。

2）正常開機并網調速器收到斷路器合位后，將導葉打開至空載以上開度約13%左右。導葉位移傳感器鋼絲斷裂后，位移傳感器在自由狀態(tài)開顯示為40%。調速器檢測此時顯示40%已超過空載開度，將導葉回關，此時因為鋼絲繩斷裂，導葉雖然在關導葉，但調速器檢測開度沒變化，所以一直發(fā)關導葉令，直致導葉在19：24：20被關至全關，此時3#機進入逆功率狀態(tài)，2秒后發(fā)電機保護逆功率動作啟動事故停機。

3）傳感器內部裝設有彈簧，當接力器與轉盤鋼絲斷裂后，傳感器在彈簧作用力下反轉，導致傳感器內部彈簧損壞。

3 故障處理

1）重新更換加長鋼絲繩，盤入轉盤一圈，使轉盤缺口處鋼絲受力減小。

2）在轉盤缺口位置加墊橡皮防止缺口磨損鋼絲繩。

3）更換傳感器并重新調整導葉開度，后開機正常。

4 防范措施

從生產廠家了解到，其他電站也有類似情況發(fā)生，因此型號調速器已停產，無法單獨對導葉傳感器進行升級改造?，F階段只能加強運行維護人員巡視，一旦發(fā)現鋼絲繩有斷股情況，立即更換。

5 總結

雖然鋼絲繩斷裂引起逆功率保護動作只是個案，但是，調速器作為水輪發(fā)電機重要部分，某個細小缺陷都可能影響機組正常運行，甚至造成事故。因此，我們需加強設備巡視，發(fā)現缺陷及時處理，防止類似故障再次發(fā)生，才能確保機組安全高效運行。