某电厂发电机定子内冷水流量低信号误动探究

（郑州裕中能源有限公司，452375）

某电厂发电机定子内冷水流量低信号误动探究

宁慧莉

（郑州裕中能源有限公司，452375）

汽轮发电机定子线圈采用定子水冷，当出现断水故障时，线圈温度就会上升，危及发电机的安全运行。发电机保护动作信号的准确性研究。本文分析了某电厂发电机“断水保护”误发的原因 。

汽轮发电机；断水保护；板式冷却器；管道排气

1 设备概况

某厂安装有两台1000MW国产超超临界凝汽式燃煤发电机组，机组采用单元布置。锅炉为上海锅炉厂提供的超超临界参数、变压直流炉、单炉膛、一次再热、平衡通风、露天岛式布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、切圆燃烧方式的塔式锅炉。汽轮机汽轮机为东方汽轮机有限公司生产的超超临界、一次中间再热、凝汽式、单轴、四缸四排汽汽轮机。发电机为东方电机有限公司设计制造的水氢氢冷却的汽轮发电机，励磁方式静态励磁 ，冷却方式为定子线圈水冷，定子铁芯、转子绕组为氢气冷却。

2 问题的提出

汽轮发电机定子线圈采用定子水冷，当出现断水故障时，线圈温度就会上升，危及发电机的安全运行。一般来说，发电机断水的原因主要有：冷却水泵运行中跳闸，备用泵未自动起动；冷却水箱水位太低，引起发电机断水；发电机冷却水系统切换操作错误；发电机冷却水系统操作时空气没有放尽。 我厂发电机断水保护配置为：发电机定子冷却水流量低差压开关三取二，延时30秒动作停运发电机组。我厂先后出现两次发电机断水信号短时2秒报警，因该保护延时30秒动作，故未导致机组停机。保护设置示意图如下图1：

3 事情检查经过

图1

2015年7月10日22:23，发电机定子冷却水流量低低2和发电机定子冷却水流量低低1同时出现短时0.7秒的报警，保护定值为≤30.2kpa (82t/h)，调用当时趋势发现：发电机定子水箱水位稳定，当时值为502mm，未见补水电磁阀动作，A定冷水泵电流稳定，发电机定子冷却水流量变送器显示132 t/h（≤96.36 t/hⅠ级报警并联启定冷水泵；≤82.62 t/h Ⅰ级报警）未见波动，发电机定子冷却水进口压力稳定，显示值0.31MPa,发电机各定子绕组温度未见上升，定子冷却水出口导电度未见变化。

热工检查 发电机定子冷却水流量低低1和发电机定子冷却水流量低低2信号通道位于不同的输入卡件，针对这两组信号，进行电缆绝缘测试，对地和线间绝缘均＞20MΩ。基本排除外界信号干扰。校验差压开关，未见明显定值漂移。

表1

调取2015年7月10日22:23前后5分钟历史事件记录，发现22:23前，开式冷却水泵AB均在运行，开式水母管压力为0.42 MPa，22:23:01因机组负荷低，停运开式冷却水泵B，开式水母管压力下降为0.35 MPa，22:23:01:69，发电机定子冷却水流量低低2和发电机定子冷却水流量低低1同时出现短时0.7秒的报警。

调取2015年6月至8月期间趋势数据，统计结果如表1：

4 原因分析

发电机定子内冷水工艺系统详见附图，发电机断水报警时2015年7月10日22:23:01，相关参数（A泵电流、A泵出口压力、发电机定冷水流量和压力、冷却器出口定冷水温度）稳定，初步推论定冷水系统未见异常，信号回路的绝缘和通道的分散布置和开关的校验情况看，基本可排查测量异常。从变送器和开关的反应看，压力开关的反应要较变送器反应灵敏，系统确实在瞬间出现了扰动。

发电机定子冷却水的冷却器采用板式冷却器，型号为GEA（基伊埃） NT150SCD-16，查阅冷却器的检修记录，2015年4月，板式滤油器在C修中进行过清洗，并测试密封正常，且定冷水进口电导率仪表监视数据稳定，故暂排除冷却器本身泄漏的可能。

查阅相关GEA（基伊埃）板式冷却器资料得知：GEA板式冷却器由一组板片组成，利用板片波纹开成紊流，每种板片都有特定的热性能和压降特性，确保介质和冷却水充分的热传导，提高换热系数，GEA开发了竖波浪纹和横波浪纹，而且每种波纹都有三种深度，以取得不同换热性能和阻力特性的板片，从而使板式换热器的换热系数和流动阻力得以最优化设计。为使换热效果更充分，两种流体采用纯逆流方式流动。正因为发电机定子冷却水的冷却器采用纯逆流方式流动板式冷却器，当冷却水压力突然下降，致使板式冷油器内部冷却水对板片产生一个相对的回缩力，使定冷水出现短暂的回流，如果当回流的介质中包含有大量气泡，回流的体积相对较大，从而导致定冷水流量瞬间减少。

从系统进行排空后观察的结果看，自2015年7月14日进行排空后，冷却水压力多次复现突降的工况，未再出现定冷水流量开关误动的情况。

5 结论

板式冷却器凭借其优良的换热系数和流动阻力，在电厂使用较为普遍，但务必做好冷却侧和介质侧的空气的排空工作，防止冷却水压力波动导致的系统流量波动。

重要的保护出口，必须设置一级报警，便于异常事件的及时发现和分析。

电厂热工保护，信号尽量配置为三取二或四取二，且信号通道实现卡件分散原则。

对于流量测量元件，运行中也需做好取样管路的排空工作，防止出现信号误动。由于气泡产生的干扰往往是短暂的，一般在1秒左右。

DCS事件记录和趋势记录，对异常事件的分析有很重要的指导意义。热工人员不仅仅局限于热工测量和信号处理，还应致力于工艺系统数据的分析和判断，不断提高自身的专业技术素质，从表象分析问题，查阅设备运行的资料，大胆猜测和判断，真正成为电厂生产技术的核心力量。

郑州裕中能源有限公司.2×1000MW 机组集控主机运行规程，2011年5月.

Error of low water flow signal of generator stator in a power plant

Ning Huili
（Zhengzhou Yuzhong Energy Co. Ltd.，452375）

This paper analyzes the causes of generator of a power plant "protection" missent.

turbine generator;protection;cooler;exhaust pipe

宁慧莉（1973—），女，大学本科，工程师，从事电厂热工自动化维护管理工作。