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黑麋峰抽水蓄能電站測溫系統(tǒng)故障原因與解決方法

文檔作者：蔣君操，楊恒，何峻，王康樂文檔來源：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溫系統(tǒng)故障原因與解決方法
蔣君操，楊恒，何峻，王康樂
(湖南黑麇峰抽水蓄能有限公司，湖南長沙410213)
摘要：機(jī)組推導(dǎo)軸承、水導(dǎo)軸承、上導(dǎo)軸承等導(dǎo)軸承軸瓦測溫電阻是抽水蓄能電站最重要的測溫元件，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。針對黑麋峰抽水蓄能電站在機(jī)組投運(yùn)初期部分軸瓦的測溫電阻穩(wěn)定性
能差、測溫?cái)?shù)值失真、測量精度低、可靠性低等問題，本文分析了測溫電阻故障的原因，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：測溫電阻；抽水蓄能電站；故障原因；解決方法
中圖分類號：TV738 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1672—5387(2016)$2—0084—03
DOI：10．135990．cnki．1 1-5130．2016．S2．027
0工程簡介
測溫電阻是抽水蓄能電站最重要的自動化元器
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)常見的問題，由于測溫電阻產(chǎn)品本
身性能的不穩(wěn)定將導(dǎo)致信號誤報(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)測溫電阻故障原因分析，提高
測溫電阻的穩(wěn)定性和可靠性迫在眉睫。
1黑麇峰測溫電阻現(xiàn)狀
湖南黑麋峰抽水蓄能電站位于長沙市望城縣橋
驛鎮(zhèn)，緊鄰湖南電網(wǎng)負(fù)荷中心長、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)行測量，型號：TR—
LAl一HTWT213680P1315。機(jī)組瓦溫測溫系統(tǒng)由兩部
分組成：一部分是由現(xiàn)地LCU直接采樣來監(jiān)視整個(gè)
機(jī)組各軸承溫度，并在各軸承溫度過高時(shí)輸出報(bào)警
和事故停機(jī)信號；另一部分是由機(jī)組測溫制動柜溫
度控制器采樣，將處理后的模擬量信號輸送給現(xiàn)地
LCU顯示溫度，并在溫度超過溫度控制器的設(shè)定值
時(shí)向現(xiàn)地LCU輸送報(bào)警信號和事故停機(jī)信號。
黑麇峰電廠原使用的水導(dǎo)軸承軸瓦測溫電阻由
于引出線工藝設(shè)計(jì)缺陷、測溫元件的抗震性能低以
及測溫電阻外皮的耐油性不強(qiáng)等問題，造成測溫電
阻多次由于引出線根部打絞而導(dǎo)致破皮斷裂、導(dǎo)線
外皮開裂甚至測溫電阻溫度突變的情況。
2抽水蓄能電站測溫電阻的特點(diǎn)
對于測溫電阻來說，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溫電阻存在一些共性問題。
2．1運(yùn)行時(shí)間長。不易維護(hù)
瓦溫的測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)會維護(hù)測溫電
阻。由于目前技術(shù)水平大幅提高，抽水蓄能機(jī)組大修
周期越來越長，因此要求測溫電阻能夠長期穩(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
作者簡介：蔣君操(1984一)，男，助理工程師，從事調(diào)速器自動化設(shè)
備維護(hù)工作。
萬方數(shù)據(jù)
增刊2 蔣君操，等：黑麋峰抽水蓄能電站測溫系統(tǒng)故障原因與解決方法85
一，其中的測溫電阻又是監(jiān)測推力瓦運(yùn)行狀態(tài)的唯
一手段。并且推導(dǎo)瓦測溫電阻，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)軸承軸瓦測溫電阻為例，測溫電阻及其
引出線長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，因此在這樣惡劣的環(huán)
境中，極少有測溫電阻及其引出線能保持長期性能
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)電場特別是漏磁產(chǎn)生的強(qiáng)磁場，對上導(dǎo)軸瓦和
推力軸瓦測溫電阻干擾非常大，因此對測溫電阻及
其引出線的抗干擾能力的要求特別高。
3測溫電阻故障原因分析
3．1測溫電阻穩(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，且各工況問轉(zhuǎn)換非常頻繁，因
此對于測溫電阻的穩(wěn)定性和可靠性要求非常高。國
內(nèi)部分抽水蓄能電廠由于采用的是長期穩(wěn)定性能較
差的測溫電阻，因此在機(jī)組運(yùn)行過程中，常會出現(xiàn)
測溫電阻誤報(bào)故障、溫度值跳變或無輸出等問題，使
得專業(yè)人員在問題處理時(shí)無法及時(shí)判定是測溫電阻
的問題還是機(jī)組自身的問題，特別是在機(jī)組軸瓦上
的測溫電阻如出現(xiàn)上述問題，就會引起機(jī)組跳機(jī)，造
成重大事故。
3．2測溫電阻引出線根部折斷或引出線外皮開裂
在日常運(yùn)維過程中常碰到測溫電阻引出線根部
破損甚至折斷的現(xiàn)象，這是由于部分測溫電阻引出
線電纜長期浸泡在運(yùn)動中的透平油里，且對引出線
電纜未做特殊處理，因此在長期運(yùn)行過程中就會在
測溫電阻引出線根部開裂甚至斷開。經(jīng)機(jī)組測溫電
阻運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)分析，測溫電阻引出線根部斷裂的
故障占測溫電阻故障的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)境中也會出現(xiàn)
開裂或折斷現(xiàn)象，見圖1。
l囊繁?！觥?-h
圖l測溫電纜折斷開裂現(xiàn)象
3．3航空插頭故障
測溫電阻結(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，一旦測溫電阻探頭
有問題可以在不動導(dǎo)線的情況下把傳感器換下來。
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)等級不滿足要求，在
使用過程中航空插頭內(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有效的保護(hù)
裝置，易造成根部斷線。如在推力軸承內(nèi)測溫電阻完
全浸泡在透平油里，隨著機(jī)組的轉(zhuǎn)動運(yùn)行，軸承內(nèi)的
透平油也在不停地流動，同時(shí)伴隨著軸瓦的振動，航
空插頭出現(xiàn)漏油及觸點(diǎn)接觸不良的問題頻發(fā)，從而
降低測溫電阻的長期穩(wěn)定性，給電廠運(yùn)行和檢修帶
來很多問題和隱患。
3．4測溫電纜屏蔽層未有效的接地
由于在產(chǎn)品安裝過程中，未嚴(yán)格要求測溫電阻
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。測溫電阻引出電纜屏蔽層如不接地或是無效接
地，將無法屏蔽發(fā)電機(jī)的強(qiáng)電場和強(qiáng)磁場對測溫電
萬方數(shù)據(jù)
86 水電姑祝鬯旋笨第39卷
阻的干擾，從而使得干擾信號串人測溫回路中，造成
測溫電阻溫度值失真。
3．5傳感器安裝不規(guī)范
在軸瓦測溫電阻安裝時(shí)要求測溫電阻與軸瓦剛
性連接，并使用螺紋連接，增加焊點(diǎn)。目前大多數(shù)測
溫電阻引出線沒有外護(hù)套，軸承內(nèi)的測溫電阻電纜
沒有可靠固定，特別是測溫電阻根部導(dǎo)線未與測溫
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)致測溫電阻引出線根部無法受到有效地保護(hù)。
4解決方法
4．1測溫元件選取質(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。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)長期使
用。同時(shí)它較為柔軟，有較強(qiáng)的耐開裂性能，可長期
在較高溫度的油中運(yùn)行。
4．3在測溫電阻引出線的根部加保護(hù)裝置
針對測溫電阻引出線根部斷線的問題，根據(jù)現(xiàn)
場實(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)，是將測溫電阻內(nèi)部的鎧裝絲一直延伸出來，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
腐蝕和沖擊的問題，大幅提高測溫電阻使用壽命及
可靠性能。
4．4測溫電阻及引出線采用一體化網(wǎng)狀屏蔽
針對發(fā)電機(jī)強(qiáng)磁場干擾，測溫電阻選用網(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)
測溫系統(tǒng)的電纜多且長，在電纜布線時(shí)要格外仔細(xì)，
將每根測溫電阻引出導(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)
測溫電阻采用全鎧裝封裝工藝，并使用德國專
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。
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)油流對測溫電阻和引出
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
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
黑麇峰電廠機(jī)組測溫電阻改造優(yōu)化以來，通過
機(jī)組試驗(yàn)及運(yùn)行實(shí)踐證明，溫度測點(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溫電阻安裝方
案提供了參考。
參考文獻(xiàn)：
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