標題：發電機定子冷卻水調節系統的故障處理作者：王東**：網際網路
1概述眾所周知，發電機的冷卻系統在電站中處於相當重要的地位，它影響著發電機的出力，也是可能跳機的通道之一，大亞灣核電站的發電機冷卻系統是採用轉子氫冷，定子水冷的方式。其定子冷卻水系統（簡稱gst系統）是利用低電導率的水經過定子繞組導線中的管孔進行迴圈，帶走發電機連續執行所產生的熱量，來冷卻定子繞組，並把所帶出的熱量排入常規島閉路冷卻水系統。gst系統的冷卻水壓力必須低於氫氣的壓力，它將保證發電機在帶負荷執行時，沒有水漏入發電機。
這一切由定子冷卻水調節系統來完成。
2系統流程
整個發電機定子冷卻水系統的水氫壓力調節裝置的構成是這樣的：其調節閥門是採用fisher公司的平衡式旋塞球閥，執行機構式rotork-m型電動執行器（gst027vn），參與測量和調節的儀表有發電機定子水進口壓力（gst001mp）、發電機殼氫氣壓力（grv001mp）和發電機殼氫氣和定子水的差壓（gst002mp），這些都是rosemount公司產的e1151型壓力和差壓變送器。在機組正常執行時，將grv001mp（氫壓）和gst001mp（水壓）之間的差值與gst002mp（氫水差壓）相比較，取其中較大值與0.
04mpa相減，產生的訊號輸入gem80控制器，gem80是應用於大亞灣核電站常規島的一種可程式設計控制器（plc）。在gst027vn調節中，它的設定為：當輸入的訊號大於0.
003mpa時，產生乙個20ma的直流訊號給gst027vn，使閥門開大，增加定子水流量，提高水壓，縮小與氫壓的差距；當輸入訊號小於-0.003mpa時，產生乙個4ma的直流脈
衝訊號給gst027vn，使閥門關小，減少定子水流量，降低水壓，保持比氫壓低0.04mpa；當輸入訊號在±0.003mpa之間，則保持閥門在原來位置。
其中gem80擁有兩個相互冗餘的通道，每24個小時相互切換一次，在gem80的程式設計中，當輸入訊號的絕對值大於0.003mpa時，它將發生最長時間為2.5秒的4ma或20ma的脈衝訊號，如果此時輸入訊號的絕對值仍大於0.
003mpa，則延時10秒後，再發生同樣的直流脈衝訊號，調節027vn，直至輸入訊號在±0.003mpa以內。其原理見圖1，圖中ca為電流/電壓轉換卡。
3問題分析
在2023年1月16日和19日，2號機在滿負荷980mw時，出現兩次發電機定子電流過電流
報警，導致汽機快速甩負荷到750mw，經檢查發現是2gst027vn電動執行機構內部的運算放大器出現故障，更換後恢復正常。為了防止1號機也出現類似情況，在隨後進行的1號機大修中，對1號機的1gst027vn進行了處理。但是在做該電動執行機構調節實驗時，出現了電動頭調節不正常、閥門頻繁開和關、調節曲線不收斂的情況，為了分析原因，分別將gst001mp（水壓）、gst002mp（氫水差壓）、grv001mp（氫壓）、gem80輸出（4/20ma）脈衝訊號接入錄波器，具體記錄如圖2。
從記錄曲線可以看出，在保持氫壓不變的情況下，手動關小1gst027vn閥，使定子水流量減小，水壓同時也下降，使其與氫壓的差壓上公升；當大於0.043mpa時，發出乙個20ma的脈衝電流，用來開大電動閥，此時將1gst027vn投自動，它將增加開度，使定子水流量增加，提高水壓，從
而降低氫水差壓，但在現場記錄的曲線卻發現：在手動給予水壓乙個擾動後（即手動減小或開大gst027vn），如果該擾動值較小[0.043《差壓值<0.
08mpa時]，gst027vn在經過幾個週期調節後，使氫水差壓曲線保持收斂（在0.04±0.003mpa以內），但當擾動值設定較高時（>0.
08mpa），gst027vn則反覆開關，調節曲線不能夠收斂，經過仔細研究記錄曲線，發現水壓曲線比gem80發出的脈衝訊號有所滯後，即當關小閥門的脈衝發出以後1~2秒時間，水壓才開始下降，當gem80給出的脈衝訊號中止後，閥門已保持不動，水壓仍維持1~2秒的下降，因為水壓本身的波動性，此時的氫水差壓可能已大於0.043mpa，gem80又將發出乙個20ma的脈衝給gst027vn，令其開閥，而水壓下降也滯後於閥門動作時間，開閥結束後，水壓仍將上公升，差壓下降，只可能小於0.037mpa的閥值，如此反覆，造成調節曲線不能收斂，gst027vn頻繁動作。
而在擾動值較小的情況下，因為閥門的調節時間較短，不到2.5秒即可使差壓曲線保持在0.04±0.
0003mpa以內，所以可以收斂。
上述現象可以看出，參與調節的測量儀表所測引數滯後是根本原因，這將有三種可能：（1）gem80發出脈衝訊號後，電動執行器有所延時；（2）參與測量的儀表取樣管道過長，導致引數有所滯後；（3）參與測量的儀表阻尼係數較大，而在此前所做的電動頭特性試驗中，可以看出電動頭的動作時間是與gem80發出的脈衝訊號同步執行的，更改參與測量的儀表取樣管道也不是馬上就可以實現的，本著從最簡單的方法著手的原則、決定減小參與測量和調節的變送器gst001mp、gst002mp的阻尼係數。（因為grv001mp是測量氫壓的，變化波動很小，所以不用調整）
該1151型變送器的阻尼係數t（即damping）一般在0.2~1.66秒之間，即變送器輸出的值是在t時間內測量值的平均值，一般在平衡運**況下，阻尼係數對變送器的測量影響不大，所以在通常情況下，不用對變送器的阻尼係數進行調整。
在對gst001mp、gst002mp的阻尼係數的檢查中，發現這兩隻變送器的阻尼係數均在最大位置（即1.66秒），將其阻尼係數旋鈕調到中間位置（0.93秒左右），再進行試驗，發現水壓隨電動頭滯後現象有所改觀，滯後縮小到1秒左右，但對於較大擾動（>0.
09mpa），電動頭仍不能使調節曲線收斂。為些將這兩隻變送器的阻尼特性調低至
0.3秒左右，再進行試驗，具體記錄如圖3。由圖3可以看出，電動頭調節良好，即使在較大擾動（>0.
09mpa）的情況下，也能在兩三個週期內使差壓值調整到0.04mpa±0.003mpa以內，比以前縮短好幾個週期，同時也可以發現，變送器輸出的水壓訊號比以前抖動較大，這正是阻尼係數調節所置，使其能快速反應所測量的值。
4結論阻尼係數在一般情況下，對儀表的測量影響不大，所以很多人對阻尼係數不太重視，但在參與調節的測量儀表中，如果其阻尼係數過大，將造成測量值滯後過多，而如果參與調節的範圍又很小時，就極有可能形成偏差，使調節閥門反覆開關，不能收斂。為此，可以通過調節變送器的阻尼係數來改善調節特性。但是，從保護儀表和指示器角度出發，不主張將變送器的阻尼係數調得過小。
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