论文部分内容阅读
摘 要：测温电阻是水电厂最重要的传感器，它的运行情况直接影响发电机组是否能够安全运行，由于性能不稳定导致温度信号异常一直困扰着电厂的运行和检修人员。本文针对测温RTD温度出现异常在保证安全的前提下，提出了高效可靠的解决方法，该思路值得借鉴。
关键词：RTD;测温LCU;温度保护;跳变
1 概述
测温系统是保证机组安全稳定运行的重要保障，也是在机组故障停机后状态分析和故障诊断的重要来源。水电厂一般都配有一套成熟的温度保护系统，一方面便于随时监视各部位温度，另一方面当监视测点温度超过限定值进行报警，紧急情况下启动事故停机流程停机。
电厂的测温元件主要分布有：上导、下导、推力、水导轴瓦测温，定子线圈、绕组、上齿压板、下齿压板测温，空冷器进风、出风、出水温度，上导、下导、推力、水导油槽油温，技术供水各部位冷却水测温等。
2 现状
目前电厂温度保护由测温LCU开出温度过高至机组LCU来进行事故停机，判定逻辑为：机组LCU 判断上导轴瓦、下导轴瓦、水导轴瓦、推力轴瓦、定子铁芯、定子绕组的本组RTD两点温度过高或相邻两点，其中一点温度过高，另一点温度高时，就会启动组LCU 机械事故停机流程。
RTD主备用通道信号由元件引出至中间端子箱，其中主用通道再接至测温LCU的TI模件，最终上送至计算机监控系统。
3 问题探究
水轮发电机组分布了大量的测温RTD，由于电磁信号干扰、发电机振动、运行时间长、运行环境恶劣、元件自身质量因素等，电厂出现上位机RTD显示温度测值变灰、长时间运行后温度偏高或者偏低的情况。
上位机RTD显示温度测值变灰，说明品质变坏，测温LCU程序中判定品质为坏的条件为温度变化超过10℃。
测温LCU中处理温度的程序块为TI_PROC，数据流走向为：TI_RAW[I]（TI模件原始值）→TIN.RAW_VALUE[I]→TIN.VALUE[I]→TI[I]→TI_Grad.Value_In[I]。品质判定程序为：
TI_Grad（Point_No：=TIN.NO_BIT，Value_In：=TI，Qua_In：=TIN.QUA，Grads_Value：=10.0，Qua_Out=>TI_Quality）;
TI_Grad功能块，输入为Value_In：=TI，梯度Grads_Value：=10.0，输出为Qua_Out=>TI_Quality若在梯度范围内，则将TI_Grad.Value_In[I] 赋值给TI_Grad.Value[I]，输出对应测点的品质为好，即TI_Quality[I]该点值为0，否则，TI_Grad.Value_In[I] 不赋值，品质为坏，即TI_Quality[I]该点值为1。不管是否手动强制，温度点都要经过TI_Grad的梯度运算判断，最后才输出品质的好坏。
4 处理步骤
4.1强制测点
由于某些测点参与温度保护跳机逻辑，在现场检查该点接线时存在温度跳变导致温度过高的风险，若此时该部位出现另一个测点温度过高，则会启动机组的停机流程。
为了防止处理过程中上位机频繁报警，或者启动跳机流程，需要在上位机将测点强制为当前的温度。针对温度过高或者过低的温度，直接强制当前值;针对品质为坏的温度，需要查询历史曲线，查看它的跳变曲线，将温度强制为最高的跳变值，或者连接测温LCU程序，根据TI处理数据走向，在动态数据表中查看TI_Grad.Value[I]，该点为跳变前的有效值，也是最后一次输出品质为好的值，将温度强制为当前值。
经过强制后，该点测值不会变化，直至取消强制。
4.2回路检查
1）测温LCU处检查：检查测点至该柜的TI端子排、TI端子排至TI模件接线是否松动。
2）测温端子箱检查：检查RTD至本柜的进入端、送出端接线是否松动。
3）BU端子箱检查：由于BU端子箱安装在发电机上部，需要登高，故机组运行时无法检查该处接线，需要检修时期检查。
4.3通道测量
1）用万用表测量RTD的備用通道电阻，换算成温度值，与该部位其余温度进行对比，若相近，说明备用通道测温正常，否则异常。PT100在0℃时的阻值为100Ω，电阻与温度换算公式：温度=（测量端-公共端-100）/0.385。
2）解开主用通道送至测温LCU接线，测量主用通道，换算成温度，与该部位其余温度进行对比，若相差较大，说明主用通道测温异常。
3）若备用通道正常，则将至测温LCU的接线改接至备用通道，待检修期再次检查整个回路。
4）若主、备用通道都异常，需要根据实际情况更换RTD，解开至测温LCU接线，使其品质变坏，不参与上位机监视及流程判断。
4.4强制恢复
1）若主备通道都异常，则直接在上位机处理取消强制。
2）若备用通道正常，需要在梯度范围内一步一步强制当前温度，直到接近备用电阻换算的温度，最后再取消前强制。比如备用电阻换算温度52℃，上位机当前强制为80℃，则需要依次强制当前测值为71、63、56，最后取消手动勾选（即取消强制），此时该点实时刷新的温度为52℃左右，测点品质为好，温度恢复正常。
5 总结
经过实践证明，上述处理某点RTD温度输出异常的方法简单有效，安全可靠。针对运行中的机组，能及时消除温度异常带来的潜在风险。后续我们可以对故障频繁、抗干扰性差的RTD进行选型，选择输出稳定、抗干扰性强的产品，该处理方法值得广泛推荐。
参考文献
[1]师天杰，水电厂测温呢电阻故障原因分析及探讨，研究与探讨，2011年第16期;
[2]李阳华，水轮发电机组轴瓦温度跳变的原因分析及处理，电工技术，2018年01期。
作者简介：
李科（1988-），男，工程师，雅砻江流域水电开发有限公司，从事水电厂机械设备检修维护工作，E-mai：[email protected]。
朱力（1987-），男，工程师，雅砻江流域水电开发有限公司，从事水电厂二次设备检修维护工作，E-mail：[email protected]。
（作者单位：雅砻江流域水电开发有限公司）
关键词：RTD;测温LCU;温度保护;跳变
1 概述
测温系统是保证机组安全稳定运行的重要保障，也是在机组故障停机后状态分析和故障诊断的重要来源。水电厂一般都配有一套成熟的温度保护系统，一方面便于随时监视各部位温度，另一方面当监视测点温度超过限定值进行报警，紧急情况下启动事故停机流程停机。
电厂的测温元件主要分布有：上导、下导、推力、水导轴瓦测温，定子线圈、绕组、上齿压板、下齿压板测温，空冷器进风、出风、出水温度，上导、下导、推力、水导油槽油温，技术供水各部位冷却水测温等。
2 现状
目前电厂温度保护由测温LCU开出温度过高至机组LCU来进行事故停机，判定逻辑为：机组LCU 判断上导轴瓦、下导轴瓦、水导轴瓦、推力轴瓦、定子铁芯、定子绕组的本组RTD两点温度过高或相邻两点，其中一点温度过高，另一点温度高时，就会启动组LCU 机械事故停机流程。
RTD主备用通道信号由元件引出至中间端子箱，其中主用通道再接至测温LCU的TI模件，最终上送至计算机监控系统。
3 问题探究
水轮发电机组分布了大量的测温RTD，由于电磁信号干扰、发电机振动、运行时间长、运行环境恶劣、元件自身质量因素等，电厂出现上位机RTD显示温度测值变灰、长时间运行后温度偏高或者偏低的情况。
上位机RTD显示温度测值变灰，说明品质变坏，测温LCU程序中判定品质为坏的条件为温度变化超过10℃。
测温LCU中处理温度的程序块为TI_PROC，数据流走向为：TI_RAW[I]（TI模件原始值）→TIN.RAW_VALUE[I]→TIN.VALUE[I]→TI[I]→TI_Grad.Value_In[I]。品质判定程序为：
TI_Grad（Point_No：=TIN.NO_BIT，Value_In：=TI，Qua_In：=TIN.QUA，Grads_Value：=10.0，Qua_Out=>TI_Quality）;
TI_Grad功能块，输入为Value_In：=TI，梯度Grads_Value：=10.0，输出为Qua_Out=>TI_Quality若在梯度范围内，则将TI_Grad.Value_In[I] 赋值给TI_Grad.Value[I]，输出对应测点的品质为好，即TI_Quality[I]该点值为0，否则，TI_Grad.Value_In[I] 不赋值，品质为坏，即TI_Quality[I]该点值为1。不管是否手动强制，温度点都要经过TI_Grad的梯度运算判断，最后才输出品质的好坏。
4 处理步骤
4.1强制测点
由于某些测点参与温度保护跳机逻辑，在现场检查该点接线时存在温度跳变导致温度过高的风险，若此时该部位出现另一个测点温度过高，则会启动机组的停机流程。
为了防止处理过程中上位机频繁报警，或者启动跳机流程，需要在上位机将测点强制为当前的温度。针对温度过高或者过低的温度，直接强制当前值;针对品质为坏的温度，需要查询历史曲线，查看它的跳变曲线，将温度强制为最高的跳变值，或者连接测温LCU程序，根据TI处理数据走向，在动态数据表中查看TI_Grad.Value[I]，该点为跳变前的有效值，也是最后一次输出品质为好的值，将温度强制为当前值。
经过强制后，该点测值不会变化，直至取消强制。
4.2回路检查
1）测温LCU处检查：检查测点至该柜的TI端子排、TI端子排至TI模件接线是否松动。
2）测温端子箱检查：检查RTD至本柜的进入端、送出端接线是否松动。
3）BU端子箱检查：由于BU端子箱安装在发电机上部，需要登高，故机组运行时无法检查该处接线，需要检修时期检查。
4.3通道测量
1）用万用表测量RTD的備用通道电阻，换算成温度值，与该部位其余温度进行对比，若相近，说明备用通道测温正常，否则异常。PT100在0℃时的阻值为100Ω，电阻与温度换算公式：温度=（测量端-公共端-100）/0.385。
2）解开主用通道送至测温LCU接线，测量主用通道，换算成温度，与该部位其余温度进行对比，若相差较大，说明主用通道测温异常。
3）若备用通道正常，则将至测温LCU的接线改接至备用通道，待检修期再次检查整个回路。
4）若主、备用通道都异常，需要根据实际情况更换RTD，解开至测温LCU接线，使其品质变坏，不参与上位机监视及流程判断。
4.4强制恢复
1）若主备通道都异常，则直接在上位机处理取消强制。
2）若备用通道正常，需要在梯度范围内一步一步强制当前温度，直到接近备用电阻换算的温度，最后再取消前强制。比如备用电阻换算温度52℃，上位机当前强制为80℃，则需要依次强制当前测值为71、63、56，最后取消手动勾选（即取消强制），此时该点实时刷新的温度为52℃左右，测点品质为好，温度恢复正常。
5 总结
经过实践证明，上述处理某点RTD温度输出异常的方法简单有效，安全可靠。针对运行中的机组，能及时消除温度异常带来的潜在风险。后续我们可以对故障频繁、抗干扰性差的RTD进行选型，选择输出稳定、抗干扰性强的产品，该处理方法值得广泛推荐。
参考文献
[1]师天杰，水电厂测温呢电阻故障原因分析及探讨，研究与探讨，2011年第16期;
[2]李阳华，水轮发电机组轴瓦温度跳变的原因分析及处理，电工技术，2018年01期。
作者简介：
李科（1988-），男，工程师，雅砻江流域水电开发有限公司，从事水电厂机械设备检修维护工作，E-mai：[email protected]。
朱力（1987-），男，工程师，雅砻江流域水电开发有限公司，从事水电厂二次设备检修维护工作，E-mail：[email protected]。
（作者单位：雅砻江流域水电开发有限公司）