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    差壓變送器

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    淺析抽蓄電廠機(jī)組抽水啟動尾水管液位過高原因

    作時間:2019-07-03  來源:  作者:
       
    摘 要:抽水蓄能電廠具有削峰、填谷作用,在用電低谷時期利用多余電量將水從下水庫抽到上水庫進(jìn)行蓄能。抽水啟動過程中利用高壓氣系統(tǒng)將轉(zhuǎn)輪室的水壓到轉(zhuǎn)輪以下,使得機(jī)組在空氣中旋轉(zhuǎn)升速,避免了轉(zhuǎn)輪在水中攪水啟動消耗太多能量,啟動電流太大對電氣設(shè)備要求太高等問題。尾水管液位過高信號用來監(jiān)測尾水管水位,機(jī)組升速過程中尾水管水位在轉(zhuǎn)輪以下,若此時報尾水管液位過高說明壓水失敗,轉(zhuǎn)輪將會在水中攪水,現(xiàn)地中央控制單元將會發(fā)令走停機(jī)流程,導(dǎo)致機(jī)組啟動失敗。故對尾水管水位過高信號進(jìn)行優(yōu)化,在符合現(xiàn)場設(shè)備實際的情況下,提升設(shè)備的可靠性。結(jié)合現(xiàn)場工作經(jīng)驗,對機(jī)組抽水啟動中尾水管液位過高誤動原因進(jìn)行分析和總結(jié),供大家參考和指正。
    1裝置現(xiàn)狀及問題分析
    機(jī)組在尾水管錐管段上裝有1個液位開關(guān)CL301,是開關(guān)量輸出測量裝置。用于機(jī)組在抽水啟動壓水保持流程中監(jiān)測尾水管水位,當(dāng)液位開關(guān)CL301動作時,向機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)送出1個“尾水管水位過高”信號,該信號作用于停機(jī)。另外在尾水管錐管段上還裝有1個差壓變送器CP304,是模擬量輸出測量裝置,用于充水流程控制,如圖1所示。
    差壓變送器 CP304 測量裝置
    機(jī)組自投運以來,發(fā)生過數(shù)次因尾水管水位過高液位開關(guān)CL301誤動導(dǎo)致停機(jī)的情況,針對該問題,電站組織專業(yè)人員進(jìn)行了深入分析,從原因分析、處理過程、優(yōu)化方案3方面對該問題進(jìn)行了闡述。
    2液位過高誤動原因分析
    “機(jī)組壓水過程中尾水水位過高而壓水失敗”,該保護(hù)的目的是避免機(jī)組在抽水開機(jī)壓水保持過程中,尾水管液位過高,使得機(jī)組轉(zhuǎn)輪攪水,使機(jī)組處于不安全的工況。該保護(hù)動作的條件有2點:①機(jī)組在壓水保持過程中;②尾水管水位過高開關(guān)CL301動作。通過對歷史事件進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)一個共同點,即當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)收到尾水管水位過高開關(guān)CL301動作信號時,尾水管液位差壓變送器CP304值均是在17~20kPa,機(jī)組LCU監(jiān)測到的有功功率是0MW,而正常情況下,當(dāng)尾水管液位過高,機(jī)組攪水時,差壓變送器CP304模擬量值一般小于4kPa,機(jī)組有功功率值小于-20MW,從尾水管液位差壓值和機(jī)組有功功率值可以側(cè)面得出保護(hù)動作時,機(jī)組尾水管實際液位并不在過高位置,故判斷系尾水管水位過高開關(guān)CL301誤動導(dǎo)致停機(jī)。
    3液位過高誤動處理建議
    (1)對尾水管水位過高信號回路二次端子進(jìn)行檢查和緊固,檢查端子無松動跡象。
    (2)對“尾水管水位過高”信號繼電器K81進(jìn)行校驗,繼電器線圈阻值正常,輔助觸點通斷正常。
    (3)將尾水管水位過高開關(guān)CL301拆下,發(fā)現(xiàn)其探頭上有大量水垢。尾水管水位過高開關(guān)CL301使用的是KOBOLD液位開關(guān),型號為NQ1000,該液位開關(guān)傳感器使用24V直流電源供電,采用三線制接線方法,如圖2所示。
    差壓變送器 CP304 測量裝置
    (4)傳感器探頭電極使用不銹鋼導(dǎo)電材料制作,中間采用不親水的材料作為絕緣,其工作原理是:尾水管液位開關(guān)傳感器探頭沒入水中時,其探頭電極間導(dǎo)通或極間電容變小,液位開關(guān)延時0.05s動作,信號1,2線接通,信號端1號線發(fā)出24V直流高電平即尾水水位過高信號;當(dāng)液位開關(guān)傳感器探頭暴露在空氣中時,探頭電極不導(dǎo)電,極間電容較大,液位開關(guān)延時0.5s動作復(fù)歸,信號端1號線變?yōu)?V低電平,即尾水水位正常信號。由此分析得出,由于尾水管液位開關(guān)傳感器探頭電極絕緣部分存在大量水垢,電極間的絕緣材料絕緣能力降低,若水位波動導(dǎo)致水流濺在傳感器探頭上,容易造成液位傳感器誤認(rèn)為沒入水中,從而誤發(fā)尾水管水位過高信號。
    (5)通過以上檢查分析,確認(rèn)尾水管水位過高開關(guān)CL301誤動作原因為:傳感器金屬探頭存在水垢和水位波動兩方面造成了傳感器誤發(fā)報警信號。
    (6)對液位開關(guān)CL301傳感器探頭進(jìn)行清洗回裝后,開關(guān)動作正常。
    (7)后續(xù)改進(jìn)措施:定期對尾水管水位過高開關(guān)CL301探頭進(jìn)行清洗,確保無污垢,通過差壓變送器CP304對管路進(jìn)行排氣。
    4優(yōu)化方案
    機(jī)組抽水啟動中尾水管液位過高致保護(hù)停機(jī)邏輯為當(dāng)機(jī)組壓水成功后,如果監(jiān)控收到尾水管水位過高開關(guān)CL301動作信號,則會給監(jiān)控發(fā)一個尾水管水位過高信號,監(jiān)控將會判斷機(jī)組壓水失敗,走停機(jī)流程。優(yōu)化前邏輯圖如圖3所示。
    優(yōu)化前保護(hù)動作邏輯圖
    由于采用的是單點無延時保護(hù)出口邏輯,而液位開關(guān)CL301誤動的可能性依然存在,故保護(hù)的可靠性不高。考慮到尾水管液位差壓變送器CP304自投運以來,運行穩(wěn)定,未出現(xiàn)過異常情況,故通過CP304,在監(jiān)控程序內(nèi)設(shè)置一個“尾水管水位過高”定值,程序內(nèi)實時比較CP304上送至監(jiān)控的模擬量值與“尾水管水位過高”定值,如果CP304上送至監(jiān)控的模擬量值小于“尾水管水位過高”定值,則在程序內(nèi)出口另一個“尾水管水位過高”信號,此信號與液位開關(guān)CL301送上來的“尾水管水位過高”信號進(jìn)行邏輯與操作后,才#終出口保護(hù)停機(jī)信號。根據(jù)機(jī)組運行實際情況,將“尾水管水位過高”模擬量定值設(shè)為4KPa,優(yōu)化后的尾水管水位過高保護(hù)停機(jī)邏輯如圖4所示。
     

    優(yōu)化后保護(hù)動作邏輯圖39z壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

    5結(jié)語
    通過對監(jiān)控尾水管水位過高保護(hù)停機(jī)邏輯進(jìn)行優(yōu)化及定期清洗液位開關(guān)CL301雙重措施,機(jī)組未再出現(xiàn)因尾水管水位過高而導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)的情況,有效提升了機(jī)組的可靠運行水平。
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