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黑麋峰抽水蓄能電站測(cè)溫系統(tǒng)故障原因與解決方法

文檔作者：蔣君操，楊恒，何峻，王康樂(lè) 文檔來(lái)源：湖南黑麇峰抽水蓄能有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年06月06日
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上一篇：黑麋峰抽水蓄能電站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)總結(jié)

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84
第39卷增刊2 水電站機(jī)電技術(shù)
2016年12月Mechanical＆Electrical Technique of Hydropower Station
V01．39 No．S2
Dec．2016
黑麇峰抽水蓄能電站測(cè)溫系統(tǒng)故障原因與解決方法
蔣君操，楊恒，何峻，王康樂(lè)
(湖南黑麇峰抽水蓄能有限公司，湖南長(zhǎng)沙410213)
摘要：機(jī)組推導(dǎo)軸承、水導(dǎo)軸承、上導(dǎo)軸承等導(dǎo)軸承軸瓦測(cè)溫電阻是抽水蓄能電站最重要的測(cè)溫元件，其運(yùn)行穩(wěn)定
性能直接關(guān)乎發(fā)電機(jī)組是否能夠安全運(yùn)行。針對(duì)黑麋峰抽水蓄能電站在機(jī)組投運(yùn)初期部分軸瓦的測(cè)溫電阻穩(wěn)定性
能差、測(cè)溫?cái)?shù)值失真、測(cè)量精度低、可靠性低等問(wèn)題，本文分析了測(cè)溫電阻故障的原因，并提出了相應(yīng)的解決方法，為
機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行提供有效保障。
關(guān)鍵詞：測(cè)溫電阻；抽水蓄能電站；故障原因；解決方法
中圖分類號(hào)：TV738 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1672—5387(2016)$2—0084—03
DOI：10．135990．cnki．1 1-5130．2016．S2．027
0工程簡(jiǎn)介
測(cè)溫電阻是抽水蓄能電站最重要的自動(dòng)化元器
件，其運(yùn)行好壞直接影響抽水蓄能發(fā)電機(jī)組的安全
運(yùn)行。測(cè)溫電阻穩(wěn)定性能差、可靠性低是水電站(包
括抽水蓄能電站)常見(jiàn)的問(wèn)題，由于測(cè)溫電阻產(chǎn)品本
身性能的不穩(wěn)定將導(dǎo)致信號(hào)誤報(bào)、溫度跳變和斷線
等現(xiàn)象，此類缺陷一直困擾著電廠生產(chǎn)人員，嚴(yán)重時(shí)
甚至?xí)?dǎo)致機(jī)組事故停機(jī)，嚴(yán)重影響機(jī)組壽命及電
網(wǎng)的安全。因此，加強(qiáng)測(cè)溫電阻故障原因分析，提高
測(cè)溫電阻的穩(wěn)定性和可靠性迫在眉睫。
1黑麇峰測(cè)溫電阻現(xiàn)狀
湖南黑麋峰抽水蓄能電站位于長(zhǎng)沙市望城縣橋
驛鎮(zhèn)，緊鄰湖南電網(wǎng)負(fù)荷中心長(zhǎng)、株、潭地區(qū)。電站最
大毛水頭(靜揚(yáng)程)335．0 m，最小毛水頭(靜揚(yáng)程)
272．8 m，安裝4臺(tái)單機(jī)容量為300 MW的可逆式機(jī)
組，總裝機(jī)容量為1 200 MW。電站為日調(diào)節(jié)純抽水
蓄能電站，建成后將擔(dān)負(fù)湖南及華中電網(wǎng)的調(diào)峰、填
谷、調(diào)頻、調(diào)相及事故備用等任務(wù)。
湖南黑麋峰抽水蓄能電站機(jī)組軸瓦由8塊上導(dǎo)
瓦、12塊推力瓦、12塊下導(dǎo)瓦和10塊水導(dǎo)瓦組成，
均采用PTl00鉑熱電阻進(jìn)行測(cè)量，型號(hào)：TR—
LAl一HTWT213680P1315。機(jī)組瓦溫測(cè)溫系統(tǒng)由兩部
分組成：一部分是由現(xiàn)地LCU直接采樣來(lái)監(jiān)視整個(gè)
機(jī)組各軸承溫度，并在各軸承溫度過(guò)高時(shí)輸出報(bào)警
和事故停機(jī)信號(hào)；另一部分是由機(jī)組測(cè)溫制動(dòng)柜溫
度控制器采樣，將處理后的模擬量信號(hào)輸送給現(xiàn)地
LCU顯示溫度，并在溫度超過(guò)溫度控制器的設(shè)定值
時(shí)向現(xiàn)地LCU輸送報(bào)警信號(hào)和事故停機(jī)信號(hào)。
黑麇峰電廠原使用的水導(dǎo)軸承軸瓦測(cè)溫電阻由
于引出線工藝設(shè)計(jì)缺陷、測(cè)溫元件的抗震性能低以
及測(cè)溫電阻外皮的耐油性不強(qiáng)等問(wèn)題，造成測(cè)溫電
阻多次由于引出線根部打絞而導(dǎo)致破皮斷裂、導(dǎo)線
外皮開裂甚至測(cè)溫電阻溫度突變的情況。
2抽水蓄能電站測(cè)溫電阻的特點(diǎn)
對(duì)于測(cè)溫電阻來(lái)說(shuō)，抽水蓄能電站的運(yùn)行方式
是非常特殊的，與其他的工業(yè)領(lǐng)域相比有明顯區(qū)別，
因此抽水蓄能電站的測(cè)溫電阻存在一些共性問(wèn)題。
2．1運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)。不易維護(hù)
瓦溫的測(cè)溫電阻安裝在空間狹小不宜維護(hù)更換
傳感器的地方，一般在大修時(shí)才有機(jī)會(huì)維護(hù)測(cè)溫電
阻。由于目前技術(shù)水平大幅提高，抽水蓄能機(jī)組大修
周期越來(lái)越長(zhǎng)，因此要求測(cè)溫電阻能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
2．2重要程度高
推導(dǎo)軸承是抽水蓄能發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵裝置之
收稿日期：2016-11—20
作者簡(jiǎn)介：蔣君操(1984一)，男，助理工程師，從事調(diào)速器自動(dòng)化設(shè)
備維護(hù)工作。
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
增刊2 蔣君操，等：黑麋峰抽水蓄能電站測(cè)溫系統(tǒng)故障原因與解決方法85
一，其中的測(cè)溫電阻又是監(jiān)測(cè)推力瓦運(yùn)行狀態(tài)的唯
一手段。并且推導(dǎo)瓦測(cè)溫電阻，直接作用于機(jī)組保護(hù)
跳機(jī)，其重要性不言而喻。
2．3運(yùn)行環(huán)境惡劣
以推導(dǎo)軸承軸瓦測(cè)溫電阻為例，測(cè)溫電阻及其
引出線長(zhǎng)期浸泡在溫度較高的透平油里，并時(shí)刻承
受油流的沖擊和機(jī)組的振動(dòng)，因此在這樣惡劣的環(huán)
境中，極少有測(cè)溫電阻及其引出線能保持長(zhǎng)期性能
穩(wěn)定。
2．4電磁干擾的強(qiáng)度大
抽水蓄能發(fā)電機(jī)的功率都非常大，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生
的強(qiáng)電場(chǎng)特別是漏磁產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)，對(duì)上導(dǎo)軸瓦和
推力軸瓦測(cè)溫電阻干擾非常大，因此對(duì)測(cè)溫電阻及
其引出線的抗干擾能力的要求特別高。
3測(cè)溫電阻故障原因分析
3．1測(cè)溫電阻穩(wěn)定性能差及可靠性低
由于抽水蓄能電站與常規(guī)的水電廠不同，不僅
具有發(fā)電和抽水工況，且各工況問(wèn)轉(zhuǎn)換非常頻繁，因
此對(duì)于測(cè)溫電阻的穩(wěn)定性和可靠性要求非常高。國(guó)
內(nèi)部分抽水蓄能電廠由于采用的是長(zhǎng)期穩(wěn)定性能較
差的測(cè)溫電阻，因此在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，常會(huì)出現(xiàn)
測(cè)溫電阻誤報(bào)故障、溫度值跳變或無(wú)輸出等問(wèn)題，使
得專業(yè)人員在問(wèn)題處理時(shí)無(wú)法及時(shí)判定是測(cè)溫電阻
的問(wèn)題還是機(jī)組自身的問(wèn)題，特別是在機(jī)組軸瓦上
的測(cè)溫電阻如出現(xiàn)上述問(wèn)題，就會(huì)引起機(jī)組跳機(jī)，造
成重大事故。
3．2測(cè)溫電阻引出線根部折斷或引出線外皮開裂
在日常運(yùn)維過(guò)程中常碰到測(cè)溫電阻引出線根部
破損甚至折斷的現(xiàn)象，這是由于部分測(cè)溫電阻引出
線電纜長(zhǎng)期浸泡在運(yùn)動(dòng)中的透平油里，且對(duì)引出線
電纜未做特殊處理，因此在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中就會(huì)在
測(cè)溫電阻引出線根部開裂甚至斷開。經(jīng)機(jī)組測(cè)溫電
阻運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)分析，測(cè)溫電阻引出線根部斷裂的
故障占測(cè)溫電阻故障的1／3以上，引起了維護(hù)人員
的高度關(guān)注。此外，測(cè)溫電阻引出線電纜如未做耐油
耐高溫的措施，其外皮在軸承油槽環(huán)境中也會(huì)出現(xiàn)
開裂或折斷現(xiàn)象，見(jiàn)圖1。
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圖l測(cè)溫電纜折斷開裂現(xiàn)象
3．3航空插頭故障
測(cè)溫電阻結(jié)構(gòu)有一體式的和帶插拔結(jié)構(gòu)(航空
插頭)，目前大約有一半的水電廠還在使用航空插頭
結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是方便拆卸，一旦測(cè)溫電阻探頭
有問(wèn)題可以在不動(dòng)導(dǎo)線的情況下把傳感器換下來(lái)。
但由于成本的原因，目前絕大多數(shù)電廠使用的航空
插頭結(jié)構(gòu)的測(cè)溫電阻，并不是真正的航空插頭，基本
上屬于偷工減料的劣質(zhì)產(chǎn)品，因此存在很多的問(wèn)題，
主要為：①航空插頭插針太細(xì)觸點(diǎn)經(jīng)多次拔插后，易
造成接觸不良；②航空插頭防護(hù)等級(jí)不滿足要求，在
使用過(guò)程中航空插頭內(nèi)部容易進(jìn)油、進(jìn)灰，導(dǎo)致接觸
不可靠；③航空插頭和引線連接部位無(wú)有效的保護(hù)
裝置，易造成根部斷線。如在推力軸承內(nèi)測(cè)溫電阻完
全浸泡在透平油里，隨著機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)行，軸承內(nèi)的
透平油也在不停地流動(dòng)，同時(shí)伴隨著軸瓦的振動(dòng)，航
空插頭出現(xiàn)漏油及觸點(diǎn)接觸不良的問(wèn)題頻發(fā)，從而
降低測(cè)溫電阻的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，給電廠運(yùn)行和檢修帶
來(lái)很多問(wèn)題和隱患。
3．4測(cè)溫電纜屏蔽層未有效的接地
由于在產(chǎn)品安裝過(guò)程中，未嚴(yán)格要求測(cè)溫電阻
電纜的屏蔽層接地方式，導(dǎo)致黑麇峰抽水蓄能電站
投運(yùn)機(jī)組的測(cè)溫電纜屏蔽層的接地方式雜亂，如屏
蔽層未接地、屏蔽層單端接地、屏蔽層兩端接地方式
等。測(cè)溫電阻引出電纜屏蔽層如不接地或是無(wú)效接
地，將無(wú)法屏蔽發(fā)電機(jī)的強(qiáng)電場(chǎng)和強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)測(cè)溫電
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
86 水電姑祝鬯旋笨第39卷
阻的干擾，從而使得干擾信號(hào)串人測(cè)溫回路中，造成
測(cè)溫電阻溫度值失真。
3．5傳感器安裝不規(guī)范
在軸瓦測(cè)溫電阻安裝時(shí)要求測(cè)溫電阻與軸瓦剛
性連接，并使用螺紋連接，增加焊點(diǎn)。目前大多數(shù)測(cè)
溫電阻引出線沒(méi)有外護(hù)套，軸承內(nèi)的測(cè)溫電阻電纜
沒(méi)有可靠固定，特別是測(cè)溫電阻根部導(dǎo)線未與測(cè)溫
電阻固定在較硬材質(zhì)的剛體上。這些安裝不規(guī)范現(xiàn)
象導(dǎo)致測(cè)溫電阻引出線根部無(wú)法受到有效地保護(hù)。
4解決方法
4．1測(cè)溫元件選取質(zhì)量高的Pt]00芯片
目前鉑熱電阻在性能上比其他材料的測(cè)溫電阻
更優(yōu)，同時(shí)鉑熱電阻芯片質(zhì)量也是參差不齊，建議
Ptl00芯片采用濺射光刻工藝制作，且精度要求達(dá)
到A級(jí)。此種Ptl00芯片的電阻漂移較小，穩(wěn)定性能
較高，并且抗沖擊和振動(dòng)能力較強(qiáng)。同時(shí)在芯片引腳
上要使用鉑鎳合金制作，這樣芯片引腳在和引出線
或鎧裝絲的芯線焊接時(shí)不會(huì)發(fā)生斷裂。并且芯片引
腳使用鉑鎳合金制作可確保焊接后引線的機(jī)械性
能，避免導(dǎo)線在傳感器內(nèi)斷開。
4．2選用聚全氟乙丙烯特制的導(dǎo)線
測(cè)溫電阻引出導(dǎo)線要選用聚全氟乙丙烯(FEP)
材質(zhì)，它是四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，是聚四氟
乙烯的升級(jí)材料。它具有良好的耐熱、耐腐蝕和耐油
性能，并且可以在一250～250℃溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期使
用。同時(shí)它較為柔軟，有較強(qiáng)的耐開裂性能，可長(zhǎng)期
在較高溫度的油中運(yùn)行。
4．3在測(cè)溫電阻引出線的根部加保護(hù)裝置
針對(duì)測(cè)溫電阻引出線根部斷線的問(wèn)題，根據(jù)現(xiàn)
場(chǎng)實(shí)際安裝情況，選取適用的保護(hù)方式，如鎧裝絲延
伸保護(hù)、錐形彈簧保護(hù)和波紋管等。其中鎧裝絲延伸
保護(hù)，是將測(cè)溫電阻內(nèi)部的鎧裝絲一直延伸出來(lái)，這
樣引出線受到油流沖擊的部分全部是鎧裝絲，由于
鎧裝絲是可以任意彎折的不銹鋼導(dǎo)線，抗腐蝕、沖擊
和振動(dòng)的性能非常好，因此可徹底解決引出線受油
腐蝕和沖擊的問(wèn)題，大幅提高測(cè)溫電阻使用壽命及
可靠性能。
4．4測(cè)溫電阻及引出線采用一體化網(wǎng)狀屏蔽
針對(duì)發(fā)電機(jī)強(qiáng)磁場(chǎng)干擾，測(cè)溫電阻選用網(wǎng)狀屏
蔽最為有效，特別是推導(dǎo)和上導(dǎo)瓦的測(cè)溫電阻，由于
其最靠近發(fā)電機(jī)，因此使用網(wǎng)狀屏蔽特別重要。同時(shí)
測(cè)溫系統(tǒng)的電纜多且長(zhǎng)，在電纜布線時(shí)要格外仔細(xì)，
將每根測(cè)溫電阻引出導(dǎo)線的屏蔽線均可靠地接到公
共接地端。
4．5封裝工藝和結(jié)構(gòu)
測(cè)溫電阻采用全鎧裝封裝工藝，并使用德國(guó)專
業(yè)廠家生產(chǎn)的鎧裝絲，其特點(diǎn)是響應(yīng)速度快、絕緣性
好、機(jī)械強(qiáng)度高和壽命長(zhǎng)。
4．6優(yōu)化軸承油槽出線方式
在水輪發(fā)電機(jī)組上導(dǎo)、下導(dǎo)、推力、水導(dǎo)等油槽
內(nèi)，機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，油槽內(nèi)油流對(duì)測(cè)溫電阻和引出
線連接部位沖擊力很大，在安裝時(shí)需要就近多點(diǎn)固
定；并且盡量順著油流沖擊的方向布線，減少油流對(duì)
引線的沖擊。引線在油槽內(nèi)的走線建議采用白布條
綁扎，使引線集結(jié)成束，減少油流沖擊的影響。測(cè)溫
電阻引出線在油槽內(nèi)每隔30 em用白布條綁扎，然
后使用AB膠按A膠與B膠l：l的比例混合后，用
無(wú)水酒精稀釋后，涂至白布條綁扎接頭處，使其固
化。同時(shí)將集結(jié)成束后的測(cè)溫電阻引出線沿油槽底
部，每隔50 em用耐油耐溫扎帶綁扎固定，避免引出
線在油槽內(nèi)發(fā)生機(jī)械磨損。
5結(jié)語(yǔ)
黑麇峰電廠機(jī)組測(cè)溫電阻改造優(yōu)化以來(lái)，通過(guò)
機(jī)組試驗(yàn)及運(yùn)行實(shí)踐證明，溫度測(cè)點(diǎn)準(zhǔn)確、可靠，安
全性強(qiáng)，有效提升了機(jī)組的安全運(yùn)行水平，同時(shí)也為
其他具有相同需求的抽水蓄能電廠測(cè)溫電阻安裝方
案提供了參考。
參考文獻(xiàn)：
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