王鵬宇，吳培枝

（華東瑯琊山抽水蓄能有限責(zé)任公司，安徽省滁州市 239000）

發(fā)電機(jī)漏水檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用及推廣

王鵬宇，吳培枝

（華東瑯琊山抽水蓄能有限責(zé)任公司，安徽省滁州市 239000）

瑯琊山電廠發(fā)電電動(dòng)機(jī)為立軸、半傘式、三相、50Hz、同步發(fā)電電動(dòng)機(jī)，在機(jī)坑內(nèi)部裝有8臺(tái)冷卻器，冷卻方式為自循環(huán)空冷，通過(guò)循環(huán)冷卻水帶走機(jī)組運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量，從而達(dá)到降溫的目的。由于機(jī)組特有的冷卻方式，使得發(fā)電電動(dòng)機(jī)機(jī)坑內(nèi)部布置較多的冷卻水管路，并安裝了大量測(cè)量冷卻水壓力和流量的表計(jì)。因發(fā)電電動(dòng)機(jī)機(jī)坑屬重要工作區(qū)域，機(jī)組運(yùn)行時(shí)非緊急情況不允許工作人員進(jìn)入，因此當(dāng)機(jī)組冷卻水管路漏水或壓力、流量等表計(jì)破裂時(shí)，將有壓力水流向或噴到設(shè)備上，維護(hù)人員不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)進(jìn)行處理，當(dāng)冷卻水噴到定子線棒、轉(zhuǎn)子繞組等其他重要電氣設(shè)備時(shí)，為機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)安全隱患，由此突顯出機(jī)坑漏水檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)的必要性和重要性。

基坑；漏水；檢測(cè)

1 發(fā)電電動(dòng)機(jī)機(jī)坑漏水的危害

瑯琊山電廠發(fā)電機(jī)組冷卻方式采用自循環(huán)空氣冷卻，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生離心力，在離心力的作用下機(jī)坑內(nèi)部的空氣形成自循環(huán)通道，熱風(fēng)通過(guò)轉(zhuǎn)子磁極、定子繞組、定子鐵芯等其他構(gòu)件，吸收熱量的空氣從風(fēng)道排除進(jìn)入空氣冷卻器，由流過(guò)空冷器的冷卻水將熱量帶走，同時(shí)降溫后的空氣再次進(jìn)入定子鐵芯、定子繞組、轉(zhuǎn)子磁極，如此往復(fù)循環(huán)，構(gòu)成了封閉式自循環(huán)空氣冷卻系統(tǒng)。

發(fā)電機(jī)機(jī)坑冷卻水管路漏水會(huì)為機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)隱患，出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。當(dāng)冷卻器發(fā)生漏水時(shí)會(huì)引起定子繞組受熱不均，從而引起鐵芯受熱不平衡，直接引起發(fā)電機(jī)振動(dòng)加強(qiáng)。當(dāng)漏出的水源隨風(fēng)進(jìn)入定、轉(zhuǎn)子時(shí)，會(huì)使定、轉(zhuǎn)子絕緣下降，可能直接引起線圈接地甚至短路，對(duì)發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了極大的威脅。因此，必須有效地對(duì)機(jī)坑漏水進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常并進(jìn)行處理，為機(jī)組的運(yùn)行提高安全保障。

2 漏水檢測(cè)裝置及工作原理

瑯琊山電廠水源取自安徽滁州市城西水庫(kù)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年水質(zhì)監(jiān)測(cè)，水質(zhì)滿足評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（GB 3838—2002）Ⅱ級(jí)，據(jù)主壩上安裝的溫度計(jì)，2012年最高溫度22.57℃，最低溫度9.88℃，平均值為15.98℃，年變幅12.69℃，全年pH值維持在8.0～8.5、懸浮物低于20mg/L。為保證機(jī)組在高頻次、長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行過(guò)程中，有效消除發(fā)電機(jī)冷卻水管路漏水帶來(lái)的安全隱患，瑯琊山電廠采用了TraceTek泄漏檢測(cè)定位系統(tǒng)，它能對(duì)水、油、酸、堿等各種液體進(jìn)行泄漏測(cè)定和報(bào)警。該廠將其應(yīng)用在發(fā)電電動(dòng)機(jī)機(jī)坑內(nèi)部，是對(duì)TraceTek泄漏檢測(cè)定位系統(tǒng)應(yīng)用區(qū)域的拓展，同時(shí)因?yàn)闄C(jī)組在不同工況下造成的復(fù)雜環(huán)境，也對(duì)TraceTek泄漏檢測(cè)定位系統(tǒng)安裝工藝提出更高的要求。

漏水檢測(cè)定位系統(tǒng)是由一條檢測(cè)液體泄漏的感應(yīng)線纜和一個(gè)帶定位顯示報(bào)警的控制器構(gòu)成。當(dāng)泄漏發(fā)生時(shí)，感應(yīng)線纜將信號(hào)送往控制器，經(jīng)微處理器處理后，顯示泄漏精確位置同時(shí)報(bào)警。感應(yīng)線由4根不同類型導(dǎo)線組成，其中2根由導(dǎo)電聚合物加工而成，其單位長(zhǎng)度電阻值被精密加工并定值，感應(yīng)線纜結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。在無(wú)泄漏時(shí)，其中2根導(dǎo)線間電流值為正常，當(dāng)感應(yīng)物被泄漏物浸泡，則2根導(dǎo)電聚合物之間被短接，并使所測(cè)電流值發(fā)生變化，控制器根據(jù)歐姆定律，通過(guò)測(cè)算，能夠得到發(fā)生故障泄漏點(diǎn)的位置并發(fā)出泄漏報(bào)警。

圖1 感應(yīng)線纜結(jié)構(gòu)示意圖

2.1 檢測(cè)電纜的選型

為保證漏水檢測(cè)裝置在復(fù)雜多變的環(huán)境下能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，瑯琊山電廠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)分析和對(duì)比，選擇TT1000線纜作為機(jī)坑漏水檢測(cè)電纜?，樼鹕诫姀S機(jī)組為混流可逆式，為滿足電網(wǎng)需求，既要作為發(fā)電機(jī)發(fā)電也要作為電動(dòng)機(jī)抽水，因旋轉(zhuǎn)方向的不同，機(jī)坑內(nèi)部情況也隨之發(fā)生變化?，樼鹕綑C(jī)組運(yùn)行時(shí)機(jī)坑內(nèi)部熱風(fēng)溫度最高可達(dá)70℃，風(fēng)速可達(dá)4m/s，會(huì)帶動(dòng)檢測(cè)電纜與地面發(fā)生輕微摩擦。TT1000型號(hào)線纜主要針對(duì)于水的檢測(cè)，為氟化聚合物結(jié)構(gòu)，抗腐蝕，耐磨性高，并且可在最高溫度為75℃的環(huán)境下運(yùn)行，從而有效保證了漏水檢測(cè)裝置的正常運(yùn)行。

2.2 漏水檢測(cè)控制器工作原理

漏水檢測(cè)控制器包括3套繼電器觸點(diǎn)，可用于遠(yuǎn)程監(jiān)控和設(shè)備控制,控制器結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。它尺寸小，安裝方便?！靶孤崩^電器可以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)解，延時(shí)動(dòng)作，延時(shí)時(shí)間可以設(shè)置，到感應(yīng)線干燥時(shí)自動(dòng)復(fù)位，或用手動(dòng)按RESET（復(fù)位）鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)?？筛鶕?jù)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行敏感度調(diào)整。

（1）LEAK（泄漏）指示：紅燈指示系統(tǒng)已經(jīng)檢測(cè)到液體泄漏。

（2）CABLE BREAK線纜斷裂指示：黃燈指示系統(tǒng)已檢測(cè)到感應(yīng)線斷裂。

（3）RESET（復(fù)位）開(kāi)關(guān)指示：紅燈指示泄漏繼電器已動(dòng)作，按下復(fù)位鍵進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位。

（4）POWER（電源）指示：綠燈指示系統(tǒng)通電。

（5）調(diào)節(jié)時(shí)間：0～2min。

（6）調(diào)節(jié)靈敏度。

圖2 控制器結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 瑯琊山電廠漏水檢測(cè)電纜布置圖

3 漏水檢測(cè)裝置安裝

因漏水檢測(cè)裝置精度高，檢測(cè)能力極強(qiáng)，感應(yīng)線纜輕微的破損將會(huì)造成漏水檢測(cè)裝置不可修復(fù)的故障，所以在裝置安裝過(guò)程中既要按照裝置使用說(shuō)明進(jìn)行，又要根據(jù)發(fā)電電動(dòng)機(jī)機(jī)坑實(shí)際情況進(jìn)行改進(jìn)，以確保漏水檢測(cè)裝置穩(wěn)定運(yùn)行，切實(shí)達(dá)到可靠檢測(cè)漏水的目的?，樼鹕诫姀S漏水檢測(cè)電纜布置圖如圖3所示，在機(jī)坑發(fā)電機(jī)空冷器下側(cè)布置了漏水檢測(cè)電纜，盡可能覆蓋機(jī)坑內(nèi)部整個(gè)冷卻系統(tǒng)，保證漏水檢測(cè)裝置工作的可靠性。

3.1 漏水檢測(cè)裝置安裝前注意事項(xiàng)

（1）安裝前應(yīng)將傳感電纜封存在原包裝盒內(nèi)，并置于干凈、干燥處存放。

（2）將待安裝傳感電纜的區(qū)域清理干凈，輕觸碎屑或其他污染源。

（3）禁止讓工具、尖利或沉重的物體掉落到電纜上。

（4）牽引傳感電纜時(shí)不得用力過(guò)大，以防損壞電纜接頭。

（5）不得讓電纜接頭受潮，變臟或受到污染，造成裝置損壞。

3.2 漏水檢測(cè)裝置安裝步驟

（1）確定漏水檢測(cè)裝置在機(jī)坑內(nèi)部的安裝線路。為保證機(jī)傳感電纜在機(jī)坑內(nèi)部能夠可靠運(yùn)行，在風(fēng)力、溫度變化很大的條件可以正常工作，不但要滿足設(shè)備安裝說(shuō)明的要求，還要根據(jù)實(shí)際情況加以改善。漏水檢測(cè)電纜典型安裝示意圖如圖4所示。

以瑯琊山電廠為例，安裝說(shuō)明明確要求需要用電纜固定夾通過(guò)黏合劑將傳感電纜固定于地面，但是當(dāng)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，機(jī)坑內(nèi)部風(fēng)速塊、溫度高，容易造成固定夾的脫落，一旦卷入定子或轉(zhuǎn)子中將造成嚴(yán)重后果，考慮到黏合劑不牢靠，若用螺栓等其他金屬器材對(duì)傳感電纜固定，那么機(jī)組運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)常年積累也可能引起同樣的問(wèn)題，為機(jī)組的運(yùn)行帶來(lái)安全隱患。為此，瑯琊山電廠以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)為導(dǎo)則，通過(guò)使用耐高溫絕緣扎帶進(jìn)行固定，配合纏繞管將電纜與底座進(jìn)行隔離，既能防止溫度過(guò)高損壞電纜又能減小冷卻風(fēng)對(duì)電纜的拉力。

圖4 漏水檢測(cè)電纜典型安裝示意圖

（2）對(duì)傳感電纜進(jìn)行檢驗(yàn)測(cè)試。在開(kāi)始對(duì)傳感電纜進(jìn)行鋪設(shè)之前，為確保每段傳感電纜完好無(wú)損，未受污染，應(yīng)按照裝置說(shuō)明進(jìn)行傳感電纜的測(cè)試程序，以瑯琊山電廠為例，采用歐姆測(cè)試法，將終止端與傳感電纜相接，再將引出線連接至傳感電纜，測(cè)量黃線和黑線之間的電阻以及紅線和綠線之間的電阻，讀數(shù)應(yīng)大概等于傳感電纜長(zhǎng)度的倍數(shù)，并且兩個(gè)回路的電阻相差不應(yīng)超過(guò)5%。

（3）根據(jù)之前制定的安裝線路安裝漏水檢測(cè)裝置電纜。安裝過(guò)程中，為防止檢測(cè)電纜受到損傷，安裝人員必須進(jìn)行密切配合，掌握安裝方法，合理使用安裝力度。為防止安裝過(guò)程中力度過(guò)大或者在機(jī)組運(yùn)行時(shí)檢測(cè)電纜隨風(fēng)力拉扯引起檢測(cè)電纜線接頭部位的折斷，安裝人員在進(jìn)行電纜接頭連接時(shí)要進(jìn)行固定，在每個(gè)接頭處留一個(gè)環(huán)路（如圖5所示），為電纜線接頭連接處的拉扯留出足夠空間。

（4）安裝電纜檢測(cè)裝置控制器。控制器可以進(jìn)行遠(yuǎn)程報(bào)警及設(shè)備控制，瑯琊山電廠接入一組故障報(bào)警點(diǎn)和一組漏水檢測(cè)報(bào)警點(diǎn)。根據(jù)控制器接線說(shuō)明以及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控盤(pán)柜圖紙，合理安排二次回路走線，配備齊全端子套管，完成端子可靠連接。然后在上位機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行參數(shù)配置，將漏水檢測(cè)裝置故障點(diǎn)和報(bào)警點(diǎn)接入電站監(jiān)控系統(tǒng)。

（5）基坑漏水檢測(cè)裝置現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。在漏水檢測(cè)裝置安裝完成后，再次通過(guò)歐姆測(cè)試法對(duì)裝置進(jìn)行測(cè)試，以確保傳感電纜保持清潔和完好。同時(shí)，在確認(rèn)監(jiān)控系統(tǒng)已加入機(jī)坑漏水檢測(cè)裝置故障報(bào)警和漏水檢測(cè)報(bào)警后，現(xiàn)地在漏水檢測(cè)電纜上進(jìn)行灑水試驗(yàn)。從灑水起開(kāi)始計(jì)算時(shí)間，觀察漏水檢測(cè)裝置報(bào)警指示，當(dāng)漏水裝置報(bào)警指示燈亮?xí)r，查看監(jiān)控系統(tǒng)事件記錄。根據(jù)報(bào)警出現(xiàn)的時(shí)間，對(duì)漏水檢測(cè)控制器進(jìn)行時(shí)間整定。

圖5 接頭環(huán)路示意圖

漏水檢測(cè)裝置安裝后在日常維護(hù)工作中發(fā)揮了顯著的作用，多起基坑內(nèi)部漏水事件被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，其中包括冷卻水法蘭滴漏以及壓力表計(jì)的擊穿，漏水檢測(cè)裝置全部可靠發(fā)出報(bào)警信息，節(jié)省了大量的人力物力，將隱患牢牢控制在最小的范圍內(nèi)。

4 漏水檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用

伴隨科技水平的提高和技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的設(shè)備對(duì)其工作環(huán)境提出了多方面的要求，濕度、溫度等客觀因素為設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)不同程度的影響，而漏水檢測(cè)定位系統(tǒng)在大時(shí)代的背景下應(yīng)運(yùn)而生，它能對(duì)水、油、酸、堿等各種液體進(jìn)行泄漏檢測(cè)定位和報(bào)警，廣泛應(yīng)用于通信、半導(dǎo)體、金融系統(tǒng)及圖書(shū)館、博物館、檔案館、機(jī)場(chǎng)、油庫(kù)以及石油、石化、化工、藥業(yè)等行業(yè)。

發(fā)電機(jī)機(jī)坑漏水檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用則是瑯琊山電廠在漏水檢測(cè)方面的一次偉大嘗試。自機(jī)組投運(yùn)以來(lái)，發(fā)電機(jī)機(jī)坑內(nèi)部多次出現(xiàn)管路漏水而不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)的事件。頻繁的機(jī)坑內(nèi)部巡視既浪費(fèi)時(shí)間又浪費(fèi)人力，而且很難達(dá)到密切監(jiān)視的要求。為解決此類問(wèn)題給機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)的困擾，瑯琊山電廠收集大量資料，針對(duì)發(fā)電機(jī)機(jī)坑內(nèi)部的復(fù)雜環(huán)境，通過(guò)不斷對(duì)漏水檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行分析和試驗(yàn)，得出漏水檢測(cè)裝置在機(jī)坑內(nèi)部切實(shí)可行的安裝方案。

由于機(jī)坑內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，合理的布線成為漏水檢測(cè)系統(tǒng)安裝的首要前提，既要保證漏水點(diǎn)的可靠檢測(cè)，也要保證不能對(duì)機(jī)組正常運(yùn)行造成影響；機(jī)坑內(nèi)部的高溫也對(duì)檢測(cè)電纜的可靠運(yùn)行出更高的要求，鋪設(shè)檢測(cè)電纜不得直接與金屬等高溫構(gòu)件接觸，以免造成電纜高溫?fù)p壞或熔絲脫落，引起裝置故障；當(dāng)機(jī)組運(yùn)行和備用、發(fā)電和抽水時(shí)，機(jī)坑內(nèi)部的環(huán)境相差較大，風(fēng)速和風(fēng)向的頻繁變化導(dǎo)致漏水檢測(cè)裝置要比其他行業(yè)的工作環(huán)境更加惡劣，牢固可靠的固定措施是保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行的根本措施。

在安裝過(guò)程中，瑯琊山電廠前前后后遇到不少困難，多次出現(xiàn)安裝好的漏水檢測(cè)裝置不能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，經(jīng)受不住多變的環(huán)境引起電纜受損。但通過(guò)不斷改進(jìn)，逐漸完善安裝工藝，目前4臺(tái)機(jī)組漏水檢測(cè)裝置全部安裝成功，并在投運(yùn)后多次發(fā)揮作用，具有重要的意義。

5 結(jié)束語(yǔ)

瑯琊山電廠漏水檢測(cè)裝置投運(yùn)以來(lái)，經(jīng)過(guò)不斷地探索以及創(chuàng)新，漏水檢測(cè)裝置已能夠在機(jī)坑這個(gè)重要復(fù)雜的區(qū)域進(jìn)行可靠工作，通過(guò)實(shí)踐和切實(shí)可靠的措施，極大降低了漏水檢測(cè)帶來(lái)的安全隱患事故，為機(jī)坑漏水檢測(cè)發(fā)揮了重要的作用。今后，隨著設(shè)備技術(shù)水平的不斷提高，發(fā)電電動(dòng)機(jī)機(jī)坑漏水檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用將更加廣泛。

王鵬宇（1987—），男，初級(jí)工程師，華東瑯琊山抽水蓄能有限責(zé)任公司高級(jí)運(yùn)維專責(zé)。E-mail:pengzhiyu 19870505@126.com

吳培枝（1982—），男，中級(jí)工程師，華東瑯琊山抽水蓄能有限責(zé)任公司生技部副主任。E-mail:wupace@163.com

Application and Popularization of Water Leakage Detection Technology for Generator

WANG Pengyu,WU Peizhi
（Langya mountain pumped storage Co. Ltd.，Anhui 239000，China）

Langya Shan power plant generator motor is vertical,semi umbrella type, three-phase, 50Hz, synchronous generator motor. In the machine pit with 8 coolers, cooling method for self circulation air cooling, through the circulating cooling water to take away the heat generated by the operation of the unit, so as to achieve the purpose of cooling. Because of the special cooling method, the cooling water pipe is arranged in the pit of the generator motor, and a large number of meter measuring cooling water pressure and flow are installed. As a result of power generation machine pit is an important work area, the non emergency situation does not allow the staff to enter, so when the cooling water pipe leakage or pressure, flow meter, will have the pressure water flow to or spray equipment, maintenance personnel can not be found in time, when the cooling water spray to the stator bar, rotor winding and other important electrical equipment, for the unit stable operation brings security risks, which highlights the necessity and importance of the machine pit leakage detection.

pit; water leakage; testing