差壓變送器

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淺析抽蓄電廠機(jī)組抽水啟動(dòng)尾水管液位過高原因

作時(shí)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(shí)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(dòng)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(dòng)消耗太多能量,啟動(dòng)電流太大對(duì)電氣設(shè)備要求太高等問題。尾水管液位過高信號(hào)用來監(jiān)測(cè)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(shí)報(bào)尾水管液位過高說明壓水失敗,轉(zhuǎn)輪將會(huì)在水中攪水,現(xiàn)地中央控制單元將會(huì)發(fā)令走停機(jī)流程,導(dǎo)致機(jī)組啟動(dòng)失敗。故對(duì)尾水管水位過高信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化,在符合現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)際的情況下,提升設(shè)備的可靠性。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)機(jī)組抽水啟動(dòng)中尾水管液位過高誤動(dòng)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(gè)液位開關(guān)CL301,是開關(guān)量輸出測(cè)量裝置。用于機(jī)組在抽水啟動(dòng)壓水保持流程中監(jiān)測(cè)尾水管水位,當(dāng)液位開關(guān)CL301動(dòng)作時(shí),向機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)送出1個(gè)“尾水管水位過高”信號(hào),該信號(hào)作用于停機(jī)。另外在尾水管錐管段上還裝有1個(gè)差壓變送器CP304,是模擬量輸出測(cè)量裝置,用于充水流程控制,如圖1所示。
差壓變送器 CP304 測(cè)量裝置
機(jī)組自投運(yùn)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(dòng)導(dǎo)致停機(jī)的情況,針對(duì)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(duì)該問題進(jìn)行了闡述。
2液位過高誤動(dòng)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(dòng)作的條件有2點(diǎn):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(dòng)作。通過對(duì)歷史事件進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)一個(gè)共同點(diǎn),即當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)收到尾水管水位過高開關(guān)CL301動(dòng)作信號(hào)時(shí),尾水管液位差壓變送器CP304值均是在17~20kPa,機(jī)組LCU監(jiān)測(cè)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(shí),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(dòng)作時(shí),機(jī)組尾水管實(shí)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(dòng)導(dǎo)致停機(jī)。
3液位過高誤動(dòng)處理建議
(1)對(duì)尾水管水位過高信號(hào)回路二次端子進(jìn)行檢查和緊固,檢查端子無松動(dòng)跡象。
(2)對(duì)“尾水管水位過高”信號(hào)繼電器K81進(jìn)行校驗(yàn),繼電器線圈阻值正常,輔助觸點(diǎn)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(hào)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(cè)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(shí),其探頭電極間導(dǎo)通或極間電容變小,液位開關(guān)延時(shí)0.05s動(dòng)作,信號(hào)1,2線接通,信號(hào)端1號(hào)線發(fā)出24V直流高電平即尾水水位過高信號(hào);當(dāng)液位開關(guān)傳感器探頭暴露在空氣中時(shí),探頭電極不導(dǎo)電,極間電容較大,液位開關(guān)延時(shí)0.5s動(dòng)作復(fù)歸,信號(hào)端1號(hào)線變?yōu)?V低電平,即尾水水位正常信號(hào)。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(dòng)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(hào)。
(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(dòng)作原因?yàn)椋簜鞲衅鹘饘偬筋^存在水垢和水位波動(dòng)兩方面造成了傳感器誤發(fā)報(bào)警信號(hào)。
(6)對(duì)液位開關(guān)CL301傳感器探頭進(jìn)行清洗回裝后,開關(guān)動(dòng)作正常。
(7)后續(xù)改進(jìn)措施:定期對(duì)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(duì)管路進(jìn)行排氣。
4優(yōu)化方案
機(jī)組抽水啟動(dòng)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(dòng)作信號(hào),則會(huì)給監(jiān)控發(fā)一個(gè)尾水管水位過高信號(hào),監(jiān)控將會(huì)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(dòng)作邏輯圖
由于采用的是單點(diǎn)無延時(shí)保護(hù)出口邏輯,而液位開關(guān)CL301誤動(dòng)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(yùn)以來,運(yùn)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(gè)“尾水管水位過高”定值,程序內(nèi)實(shí)時(shí)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(gè)“尾水管水位過高”信號(hào),此信號(hào)與液位開關(guān)CL301送上來的“尾水管水位過高”信號(hào)進(jìn)行邏輯與操作后,才#終出口保護(hù)停機(jī)信號(hào)。根據(jù)機(jī)組運(yùn)行實(shí)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(dòng)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(duì)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(yùn)行水平。
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