初稿以礼河发电厂一级电站测温系统及油槽出线装置改造技术方案.docx

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初稿以礼河发电厂一级电站测温系统及油槽出线装置改造技术方案

以礼河发电厂一级电站机组测温系统及油盆出线装置改造技术方案

批准：

审核：

编写：

华电云南发电有限公司以礼河发电厂

二〇二一年三月

以礼河发电厂一级电站测温系统及油盆出线装置改造技术方案

一、方案背景

以礼河一级电站发电机组为哈尔滨电机厂生产的水轮发电机组，机组类型为斜流转桨式，1971年投产发电，额定转速为428.6（r/min），飞逸转速为820（r/min）。

推力瓦8块、上导瓦8块、下导瓦8块、水导筒式瓦，其测温系统现目前测温元件、测温电缆、测温仪表、测温过渡端子等组成，其中测温元件为昆明远大元器件公司按图纸生产的测温元件，测温电缆为安徽列塔电缆厂耐油耐温电缆和普通多股单芯线BVR组合，测温仪表为昌辉仪表生产的SWP序列数字显示控制仪，油盆处过度端子是环氧板上钻孔用铜螺杆做成的。

二、改造的必要性。

一级电站的测温系统各元器件已运行超过两个大修周期。

近期，机组在运行过程中测温系统多次发生多个测温点跳变，停机后显示正常。

经现场检查，数显温控仪、测温电缆、过渡端子都没有问题，采用50V的摇表摇测电缆绝缘，电缆绝缘电阻大于200MΩ。

综合分析得出，问题可能出在油盆内部，但是只有在大修的时候才能查看到油盆内部的情况。

一级电站1号机组曾发生一起因油盆内部测温线被油浪冲击损坏的故障。

为提高机组测温系统的安全可靠性，随着技术的革新，可以引进先进的技术来优化机组的测温系统。

三、问题分析

目前电站测温电阻采用的是老式测温电阻，需要自己加工焊接，这种情况容易造成虚焊以及焊点脱落造成接触不良。

而且机组转速高，油流冲击较大，探头与导线连接部位无保护装置，容易出现断线现象，从而增加了跳变的因素。

1.温度跳变

由于温度传感器各转接处封装工艺不严格或焊接不牢靠，导致接触不良或短路等原因，造成温度跳发.

2.根部断线

（1）.此结构电阻在以前的水电厂应用较多，根部通常没有保护，容易引起断线。

（2）.探头和引线连接部位刚性和柔性连接部位无缓冲过渡，容易引起断线。

（入图1所示）

图1测温元件根部引线

3.测温电阻（RTD）引线问题

水轮机导轴瓦测温电阻引线由亍长期浸泡在温度较高的透平油中，需要具备耐油耐高温耐腐蚀性能；而据我们了解的情况，很多水电厂测温电阻引线外皮采用PVC或者硅胶材质，经常収生引线硬化、开裂甚至断开，严重影响了测温电阻的长期稳定性和可靠性。

4.根部保护措施不当

根部无保护，起不到保护作用，在油流冲击时，还会磨断导线。

5.测温元件出线部位的漏油问题

测温元件导线要由油盆中引出，目前电站油盆出线装置采用的是环氧板方形接线柱形式机组在长期震动下，接线柱螺丝容易造成松动，造成接触不良，螺母掉进油盆内的可能性，危及运行安全。

每次检修时比较麻烦，要重复的焊接和拆线，给检修人员增加工作量和工作难度。

（如图2所示）

图2油盆外部过渡端子

四、水电站测温系统存在问题及分析

对于测温电阻来说，水电厂的运行环境是非常特殊的，这有别于其他的工业领域，如果把工业上通用的测温电阻拿到水电厂使用是肯定要出问题的。

经过调研和咨询行业内的专家，全国很多水电站都出现过温度跳变、测温不准、测温电阻的电缆破外皮开裂等问题，这主要是水电厂的测温电阻使用环境的特殊性决定的。

这些特殊性表现为：

1.运行时间长、不易维护

瓦温测温电阻安装在空间狭小不宜维护更换的地方，一般在检修时才有机会维护测温电阻。

而现在由于技术进步，大修周期越来越长，

这就要求测温电阻长期稳定运行。

2.重要程度高

轴承是发电机组的关键装置之一，轴瓦测温电阻又是监测轴瓦运行状态的的唯一手段。

而且轴瓦温测温电阻，要求接保护，重要性不言而喻。

3.运行环境恶劣

以轴瓦测温电阻为例，测温电阻及其导线长期浸泡在温度较高的透平油里，并时刻承受油流的冲击和机组的振动。

在这样的环境中很少有传感器及导线能经受长达5年的考验。

4.电磁干扰的强度相当大

一般水电厂发电机的功率都非常大，发电机产生的强电场特别是漏磁产生的强磁场对测温电阻干扰非常大，测温电阻及其导线的抗干扰能力也要提高。

五、技术改造方案

为了准确的得到每一块瓦的温度，建议每一个瓦上都安装一个测温元件，这样方便以后对机组状况做出全面准确的判断。

具体分布图如图3所示。

图3测温元件分布图

可以得到推力温度8个点，其中4个推力温度点采用四个数显温控仪显示控制发信、跳闸，4个推力温度点进温度巡检仪发信；上导温度8个点，其中4个上导温度点采用四个数显温控仪显示控制发信、跳闸，4个上导温度点进温度巡检仪发信；下导温度8个点，其中4个下导温度点采用四个数显温控仪显示控制发信、跳闸，4个下导温度点进温度巡检仪发信；下导瓦为筒式瓦，可以做成双支测温元件，其中采用两个数显温控仪显示控制发信、跳闸，2个水导温度点进温度巡检仪发信。

1.推力测温电阻改造方案

推荐方案：

波纹管保护（直角出线结构）

针对以礼河一级电站现场情况以及出现的问题问题，我们建议采用本公司的直角出线结构测温热电阻，直接将测温热电阻与油盆保护装置连接，直角出线结构可防止重物掉落砸坏，有效防止踩踏。

如图4、图5所示

图4测温元件实物图图5测温元件结构图

直角出线结构测温电阻优势：

①内部采用芯片式感温元件，激光焊接，增强稳定性。

②测温电阻采用活动卡套螺纹结构，其优点在于可以任意控制测温电阻的置入深度，同时在安装和拆卸测温电阻时，只需拧紧活动螺母，其尾部导线不会随之转动。

③直角形可防踩踏。

④导线可采用不锈钢金属软管保护，避免导线的机械损伤，便于现场布线。

⑤耐油耐高温的导线，屏蔽可靠，保证8年不会老化开裂。

其具体参数如下：

探头外径：

Φ12mm

插入深度：

100mm

导线长度：

15m

分度号：

Pt100

元件数量：

单支

测温范围：

-40℃～180℃

线制：

三线制

允差等级：

A级

引线抗拉力：

10N

安装方式：

活动卡套螺纹安装。

保护装置：

采用波纹管保护，避免引线损坏。

接线形式：

甩线头

2.上导、下导、水导测温电阻改造方案

推荐方案：

一体式波纹管保护结构

芯片式感温元件，采用激光焊接技术，防止在强烈振动的场合下焊点松动或脱落，有效地提高了测量的稳定性。

固定卡套螺纹带密封垫圈，防止漏油，安装时导线不用跟着探头旋转并且可以适当地调整探头的插入深度。

波纹管保护装置，有效地承受刚性材料和柔性材料结合点的载荷，防止尾部导线在频繁摆动时导线断裂。

耐油耐高温屏蔽导线，护套层及绝缘层采用特殊聚合物制作而成，可以在100℃的油温中工作八年；铜镀银的芯线具有良好的导电性能，每百米的均衡度小于0.05Ω。

图6导瓦测温电阻实物图

图7导瓦测温电阻CAD图

图8耐油电缆、双扣波纹管、活动卡套螺纹、进口卡龙实物图

其结构特点：

温包采用进口芯片式感温元件

传感器电缆采用波纹管保护装置，对电缆实施有效的保护，防止导线在油流的冲击下发生断裂，同时波纹管也有效地承担探头与导线接驳处的载荷。

测温电阻采用活动卡套螺纹结构，其优点在于可以做生意控制测温电阻的置入深度，同时在安装和拆卸测温电阻时，只需拧紧活动螺母，其尾部导线不会随之转动，防止尾部导线在频繁摆动时导线断裂。

耐油耐高温的导线，屏蔽可靠，保证10年不会老化开裂

3.油盆出线、布线改造方案

如图2所示，油盆出线过度端子容易因油污、污垢等因素导致接触电阻增大，容易给仪表造成较大的误差，且

推荐方案：

一体式出线方形油盆出线装置，优点如下：

1.密封夹套锁紧，防护等级达IP68

2.密封板一体化出线引线无断点和转接设计

3.现场不转接，安全可靠

4.槽内布线更合理，保证传感器长期可靠运行

5.出线数量可定制

如图9、图10所示

图9油盆出线装置图

图10油盆出线安装示意图

油盆内部布线

1、在水轮发电机组推力、上导、水导等油槽内，机组正常运行之后，油流对测温电阻探头和引线连接部位冲击力很大，现场安装需注意：

就近多点固定；尽量顺着油流冲击的方向布线，减少油流对引线的冲击。

2、引线在油槽内的走线建议采用白布条绑扎，使引线集结成束，减少油流冲击的影响。

通常采用4F材质的线扎，但存在磨破导线的隐患。

3、测温电阻引线在油槽内每隔30CM用白布条绑扎，然后选用神力铃牌型号SK-138的AB胶，将A胶和B胶按1:

1比例混合后，用无水乙酸稀释，然后涂刷至白布条绑扎接头处，使其固化。

4.更换测温盘盘柜

现有测温盘一直没有改造过，在防尘、隔离方面存在着一些问题。

所以将测温盘柜更换。

测温盘柜1个.测温盘柜尺寸为2200x800，可安装18块仪表（其中4个上导温度仪表、4个下导温度仪表、4个推理温度仪表、2个水导温度，1一个巡检，2个油位，1个励磁温控，仪表尺寸为：

160X80）。

注：

因副机需要拆除所以没有留出仪表孔位。

5.特制屏蔽非电量信号专用电缆

①特制屏蔽非电量信号专用电缆

电缆特性：

信号传输电缆共有四层防护层，护套、屏蔽、缠绕层、绝缘层。

电缆具有优良的耐腐蚀性能，耐油、抗强酸、强碱等；具有优良的电绝缘性能、耐高温、高频损耗小、不吸潮、绝缘电阻大；具有优良的阻燃、耐老化性能、使用寿命长。

电缆参数：

导体材料：

镀银铜

护套及绝缘材料：

氟塑料

屏蔽材料：

镀锡铜

屏蔽结构：

编织网状屏蔽

增强层：

玻璃纤维

单芯绝缘浸水电压2500V/5min不击穿

导体对屏蔽工频1.5KV不击穿

芯线对芯线工频电压1.5KV不击穿

绝缘护套断裂拉伸强度≥190KG/CM平方

绝缘、护套断裂拉伸率≥250%

100%工频火花试验检测

铜镀银的芯线具有良好的导电性能，每百米的均衡度小于0.05Ω。

②测温系统延伸专用组合连接电缆

电缆特性：

保证了温度采集与显示的一致性，与传统连接电缆比较，大大提高了采集与显示的精密度

连接时，电缆分色编组（3线）与Pt100引线端子对应，方便了现场安装和维修

绝缘采用高性能FEP，缩小了电缆外径

电缆导体采用镀银铜，抗氧化，减少了接触电阻，稳定性大大改善，提高测温系统的可靠性

参数：

每组（3线）导体电阻均衡一致，其差值为每百米0.05欧姆

芯线耐电压2500V/5min

优良的电绝缘性能，耐油、耐磨、阻燃和耐老化

额定电压300V

导体截面可选择0.35-1mm2

最大编组为10组，最小编组为5组，也可定制

如图11所示

镀银导体

TST电缆有2芯、3芯、4芯和6芯规格，每芯导体有7股、或19股、或48股组成，导体每股直径有φ0.15、φ0.20、φ0.23的区别。

这些参数都可根据用户需求选择定制。

材质

纯铜镀银。

导体表面镀银可防止芯线在长期高温环境下不被氧化。

机械性能

电缆的抗拉强度主要是由芯线承担的，抗重复载荷能力也是必须的，由于材质的纯度和生产工艺确保TST电缆在二方面都有卓越的表现。

每根芯线电阻均衡

TST电缆有2芯～6芯规格，多芯电缆每芯的电阻均衡对于信号传输至关重要。

通常，这个指标大多被忽视。

图11特制屏蔽非电量信号专用电缆图

六、方案预算

序号

部位及型号

数量

单价

金额

1

推力电阻型号：

P12Pt100－100－15－3132/A00

8

2650/个

21200

2

上导，下导，水导电阻型号：

S12Pt100－15－3232/B300

18

2500/个

45000

3

方形油槽出线密封装置：

TST-TOR-28

2

12500/套

25000

4

测温盘:

TST-2200*800

1

10000/屏

10000

5

测温系统延伸专用组合连接电缆多组份从过度端子到测温盘：

TST

200

260/米

52000

合计（大写）：

壹拾伍万叁仟贰佰元整

合计（小写）：

153200

注；特制屏蔽非电量信号专用电缆用作测温元件引出端备品，不在预算内。

七、总结

此方案采用深圳市泰士特科技股份有限公司生产的产品，能够较好地优化我厂的测温条件，已达到准确获取发电机组各轴瓦的温度参数，有利于提高我厂水机保护的可靠性。

八、参考文献

Q/YLH101-2017一级电站运行规程