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资料4自动化元件的选型检修检验及维护
资料4
自动化元件的选型、检修(检验)及维护
湖南省电力公司试验研究院水能动力研究所
2008年8月
自动化元件的选型、检修(检验)及维护
DL/T619—1997《水电厂机组自动化元件及其系统运行维护与检修试验规程》中定义:
水电厂机组自动化元件(或装置)[Automaticcontrolcomponents(oreguipment)forhydrogeneratingsets]:
是指与水电厂机组及其辅助设备的自动操作、监测和安全保护直接有关的非电量元件(或装置),其中主要指温度、转速、液位、物位、压力、液流等非电量的监测与执行元件(或装置),以下简称“元件(或装置)”。
一、自动化元件的选型
水电厂机组自动化元件(或装置)应根据水电厂的机组容量、结构型式、自动化水平、机组的安全经济运行和生产流程的程序控制等要求进行配置。
1自动化元件(或装置)选用的基本技术要求
1.1一般要求
1.1.1自动化元件(或装置)应具有动作准确,工作可靠,性能稳定,结构简单,易于调试、维护、更换等特点。
1.1.2自动化元件(或装置)应能在下列环境条件下长期稳定运行。
1.1.2.1允许的环境温度和相对湿度为:
a)不同海拔高度允许的环境温度应符合表1规定。
表1允许的环境温度海拔高度
海拔高度m
≤1000
>1000
≤1500
>1500
≤2000
>2000
≤2500
最高空气温度℃
40
37.5
35
32.5
最低空气温度℃
5
注:
当海拔高度>2500m时,应与生产厂家具体协商。
b)环境的相对湿度(最湿月平均温度为25℃)应符合表2要求。
表2允许的环境相对湿度
水轮机层及进水阀门室
≤95%
发电机层及控制室
≤90%
1.1.2.2允许的环境振动值为:
在正常试验大气条件下,装置的关键部件在经受频率10Hz~150Hz(偏差±2%)、双振幅3.5mm(偏差±15%)两个互相垂直的方向(同一平面内),各持续2h的振动后,其主要参数与性能仍应满足技术要求,结构与元件应无松动及损坏。
1.1.2.3允许的电源电压变化范围为:
a)DC12V、DC24V、DC48V±10%,纹波系数<5%;
b)DC220V+10%~-15%,纹波系数<5%;
c)AC220V+10%~-15%,50Hz±2.5Hz。
1.1.2.4油、水、气系统允许的环境条件为:
a)油系统必须采用L—TSA32、L—TSA46或粘度相近的同类型油,其水分和杂质的要求应符合GB11120的规定,使用油温不超过50℃。
b)水系统的水质,除有特殊规定外,一般可按表3要求。
表3对水质的技术要求
项目
技术指标
冷却水
润滑水
外观
无明显的漂浮物和水生物;否则应采取防治措施
硬度
8°~12°
pH值25℃
6.5~8.5
含砂量kg/m3
≤5
≤0.1
泥砂粒径mm
≤0.5
≤0.025
(>0.025mm的砂粒不超过含砂量的5%)
c)压力和流量的脉动值不得超过额定值的5%;当超过时应增设阻尼元件,以降低脉动值。
d)压缩空气含尘量不大于0.1g/m3,粒径不大于50μm,露点低于工作环境10℃。
1.1.2.5抗电磁干扰能力不低于400A/m。
1.1.3自动化元件(或装置)的绝缘性能应满足以下要求。
1.1.3.1按表4规定值进行交流耐压试验,持续1min,无击穿、闪络现象。
表4交流耐压试验有效值
额定电压Ue(V)
Ue≤60
60<Ue≤380
380<Ue≤660
试验电压有效值(V)
1000
2000
2500
注:
耐压试验时间为1min。
1.1.3.2用不同等级的兆欧表测定其绝缘电阻值,不小于10MΩ;湿度比较大的场合,可不小于5MΩ。
1.1.3.3兆欧表等级规定为:
Ue≤60V者使用250V兆欧表,60V<Ue≤380V者使用500V兆欧表;380V<Ue≤660V者使用1000V兆欧表。
1.1.4液、气压元件的承压部件,厂家应按GB11805—89的有关规定经水压强度试验和材料密封性试验合格。
装配后的液、气压元件,厂家应按规定进行密封性试验,其密封面渗漏量(外渗漏)不得大于GB11805—89中表1的规定。
1.1.5液、气压元件中经常与水分或潮湿空气接触的金属部件,应采用防锈材料或采取防锈措施。
1.1.6电器元件(包括电工、电子产品)应选用防潮性能好的产品。
对使用于环境湿度为95%的电器元件,应按GB2423.4中的试验方法通过湿热试验。
1.1.7对使用于长期工作制或间断长期工作制的线圈,应按GB998—82中规定的方法通过温升试验,其极限温升值应符合GB1497—79的规定。
1.1.8选用电器元件时,其线圈的额定电压应与水电厂自动控制电压相一致,其接线宜采用螺钉结构或标准插头。
1.1.9元件(或装置)的可靠性,应在三年保证期内连续运行中不得误动或拒动。
执行元件的可靠动作最长间隔时间,应不小于180天。
1.1.10元件(或装置)应性能稳定,其年稳定性不得超过允许误差值。
1.1.11装于设备、管道上的元件,其外壳的防腐等级应达到GB4208—93中IP54的规定;防水型应不低于IP65级。
1.1.12元件(或装置)的输出量应满足以下规定。
1.1.12.1模拟量输出为:
电流型为4mA~20mADC,电压型为0~±10VDC;其负载阻抗为:
电流型≤500Ω,电压型≥500Ω。
1.1.12.2开关量(触点)额定通断能力为:
a)DC220V,0.2A,速动型;
b)AC220V,3A,速动型;
c)输入计算机的允许负荷电流<10mA。
1.1.13信号指示宜采用LED元件,信号灯颜色应符合以下规定:
正常工作状态—绿色,电源灯—红色,报警灯—黄色,故障灯—红色闪动。
信号灯处应有明显标志。
1.1.14监测用元件的金属件宜采用铝、铜、不锈钢或镀铬、镍件,禁用普通钢件或镀锌件;元件(或装置)的电气接线盒及电缆孔,必须设密封圈,安装后填密封泥;接线端子应采用镀铬、镍或金件,不应使用镀铜、银件。
1.1.15监测仪表应具有自检功能,用于控制系统的元件或仪表应保证因本身故障或瞬时断电时不致引起被控设备的误动。
1.1.16监测元件(或装置)的量程应选择在其满量程1/2~2/3处。
1.1.17元件(或装置)的设计、制造,应保证当元件(或装置)本身损坏时不得损坏与之相接口的其他设备。
1.2各种元件(或装置)的选用要求
1.2.1电磁配压阀与电磁阀的选用要求
1.2.1.1防潮性能好,宜选用密闭式结构。
1.2.1.2操作功率小,零件无锈蚀、无卡涩。
1.2.1.3阀处于关闭状态时应严密无内漏。
1.2.1.4对单稳态电磁阀必须满足长期连续通电的要求。
1.2.2电磁空气阀的选用要求
1.2.2.1其额定电压应与水电厂直流系统控制电压一致,采用螺钉接线方式或标准防潮插头。
1.2.2.2制动系统和空气围带系统用的空气阀,其工作压力下限不低于0.4MPa;压油罐的补气装置用的空气阀,应能承受比压油罐额定压力高1.5倍的压力,并能在压差不小于0.3MPa的情况下可靠动作。
1.2.2.3空气阀的进气管应加气体过滤器。
1.2.2.4除气压复位制动闸的系统可选用三位五通阀外,其余应选用二位三通阀或阀组。
1.2.2.5滑阀应采用软配合结构,即柱塞与阀套间有密封,密封材料应耐油。
1.2.2.6阀体(套)采用铝合金制造时,滑动面等重要部位应采用硬质阳极氧化处理等工艺,使其有足够的硬度和耐腐蚀能力。
1.2.2.7线圈宜采用全封闭注塑或灌浇环氧树脂防潮。
1.2.2.8应设有手动操作机构(宜有弹簧复位),该机构应安全可靠并操作方便。
1.2.3电动阀门的选用要求
1.2.3.1电动装置的使用条件应适合水电厂使用环境要求,其有关技术指标应符合ZBJ16002—87的规定。
1.2.3.2电动装置与阀门的连接形式和尺寸,应符合有关标准的规定。
1.2.3.3电动装置手轮转动方向应与输出轴转动方向一致,俯视时顺时针为关,逆时针为开。
1.2.3.4电动装置工作时,位置指示机构的指针与控制箱或控制室中开度表的指示应一致,且两者指示的刻度值与电动装置输出轴实际位置的误差应不大于±5%。
1.2.3.5电动装置空载下的噪声,应不大于声压级80dB(A)。
1.2.3.6手、电动切换机构应灵敏可靠;电动时手轮不得转动。
1.2.3.7电动装置的启动转矩和最大转矩应大于最大控制转矩,但不得超过最大控制转矩的1.8倍;最大控制转矩应符合有关规定,最小控制转矩不得大于最大控制转矩的50%。
最大控制转矩用来控制阀门开启整定,最小控制转矩用来控制阀门关闭整定。
1.2.3.8电动装置在承受2倍额定转矩或2倍额定推力的瞬时值时,所有承载零件不应损坏。
1.2.3.9电动装置应能承受8000次连续运行工作的寿命试验。
1.2.3.10转矩控制机构,控制电动装置输出转矩的重复误差应不大于±8%。
1.2.3.11行程控制机构应灵敏可靠,控制输出轴角度位置的重复偏差不大于表5规定,并应有调整“开”、“关”的标志。
表5控制输出轴角度位置的重复误差值
电动装置类型
重复误差
多回转电动装置
±5°
部分回转电动装置
±1°
1.2.3.12电动装置应有位置触点输出。
1.2.3.13电动球阀应有机械限位装置及机械开度指示。
1.2.4自动补气阀组的选用要求
1.2.4.1压油罐自动补气阀组应具备自动补气、手动补气和排气三种功能。
1.2.4.2自动补气阀组应带有气体过滤器,以保证进入阀组和压油罐气体的清洁度。
1.2.4.3气体排放出口应设有消声器,以降低噪声。
1.2.4.4阀组的结构型式应保证高压气源的气体不泄漏到高压油罐内,以免造成高压油罐压力过高。
1.2.5流量监测元件的选用要求
1.2.5.1对冷却、润滑系统流量监测元件的选用要求:
a)能在1.1.2.4规定的泥沙含量的冷却、润滑水中正常运行。
b)在有压无流情况下能回零。
c)重复误差不大于5%。
d)最低动作流量应不大于1/4管路设计流量。
e)在流量监测元件前后10倍管径的直管段内不应装设阀门及其他可能造成水流扰动的管件。
1.2.5.2对水轮机流量在线监测元件(或装置)的选用要求:
a)精度要求,一般应在0.5%F·S以内。
(注:
F·S为满量程值)
b)累计流量位数:
6位~8位。
c)能与计算机接口。
d)测流时不影响机组正常发电。
e)元件(或装置)性能应稳定可靠,使用方便,且技术先进、经济合理。
1.2.6压力监测元件的选用要求
1.2.6.1适用的工作介质应与使用地点的流体介质相符。
1.2.6.2压力信号器的重复误差不大于1.5%。
1.2.6.3对动作较频繁的继电器触点,其使用寿命满足1×106次。
1.2.6.4对可能出现负压的测点,应选择测量范围能过零点的元件,或选用能进行负迁移的变送器。
1.2.6.5压力信号器的触点,一般宜采用两对或多对触点的元件。
1.2.7转速监测元件(或装置)的选用条件
1.2.7.1转速信号器(或装置)触点的动作转速误差,不应超过表6的规定值(零转速触点除外)。
表6转速信号器触点的动作转速误差值
信号器类型
触点动作转速整定值
≥100r/min
<100r/min
机械型转速信号器
±3%
±3r/min
电气型转速信号器
±2%
±2r/min
电子型转速信号器
±1.5%
1.2.7.2转速信号器(或装置)触点的返回系数:
对转速下降时发信号的触点,应不大于1.3;对转速上升时发信号的触点,应不小于0.8(二级过速信号除外)。
1.2.7.3用于机组过速保护的转速信号器(或装置),应采用冗余配置,其输入信号必须取自不同的信号源。
对电气型(或电子型)转速信号器,要求具有可调整的5种及以上定值的触点;对机械型转速信号器,应满足机组过速保护的要求。
1.2.7.4采用机端残压测频的转速信号装置,其测频范围应在6%~200%的额定转速之间。
1.2.8温度监测元件(或装置)的选用要求
1.2.8.1精度一般应不低于1.5级,其绝对误差一般应不大于±2.5℃。
1.2.8.2压力式温度计的毛细管长度宜尽可能短,其仪表与温包应尽可能装在同一高程。
1.2.8.3电阻式温度计宜以三线方式引出,其阻值以选用0℃时100Ω的为宜。
1.2.8.4温度计的探头或温包(感温件)的热容量宜尽可能小,一般其热响应时间不宜大于60s;对接触式的温度测量,应确保感温件良好的热接触。
1.2.8.5选用的热电偶和热电阻要求性能稳定,与温度变化的关系线性好,反映灵敏。
1.2.9液位监测元件的选用要求
1.2.9.1液位信号器的重复误差应不大于2.5%,且至少应有反映液位过高或过低的各一对触点。
1.2.9.2用于测量水位的液位信号器,宜选用防水型。
1.2.9.3对水电厂上、下游用水位计,还应满足以下要求:
a)水位计的相对误差不大于0.5%。
b)当选用压力式水深传感器测量水位时,应有防止泥沙堵塞的措施;对含沙量较大的河流,应具有自动修正因泥沙引起误差的功能。
c)对水位波动宜具有阻尼或滤波措施。
d)以十进制数字显示,以海拔高度为基准,并应具有输出接口,以便与其他设备(计算机、打印机等)相连。
e)远传距离应满足实际需要,且抗电磁和雷电干扰性能好。
1.2.10振动、摆度及轴位移监测装置的选用要求
1.2.10.1机组运行中的振动、摆度及轴向位移超过整定值时,应能自动发出报警信号。
1.2.10.2装置的工作频率选择范围:
低频不大于0.75Hz,高频不小于250Hz。
1.2.10.3装置的测量精度(包括探头)不低于2.5级,报警继电器的输出误差不大于整定值的±1.5%。
1.2.10.4装置应能与计算机接口。
1.2.11位置监测元件的选用要求
1.2.11.1位置监测元件由于环境条件复杂,选型时应符合以下原则:
a)对于潮湿部位,应选用防水型或密封型。
b)对温度变幅较大(如闸门位置)的部位,应选用耐高、低温的元件(或装置)。
c)在信息传输距离较长或露天安装时,应考虑电磁干扰及防雷措施。
1.2.11.2精度的选择应符合下列要求:
a)用于以状态监视为主的,其误差(相对误差或重复误差)不大于5%。
b)用于控制调节或试验检测的,其相对误差不大于0.5%。
1.2.11.3对接触式的位置监测元件,其动作力不得影响被监视设备的动作。
1.2.11.4当被监测设备存在超行程的运动状态时,位置监测元件应具备超行程性能。
1.2.12油混水监测装置的选用要求
1.2.12.1油混水监测装置的结构,应能适应水电机组轴承及其他贮油设备安装条件的要求。
1.2.12.2装置应能监测油中混有少量水分的情况,其含水率一般限制在10%以内。
1.2.12.3测量精度应不低于5%F·S。
1.2.12.4装置应有报警功能。
1.2.13轴电流监测装置的选用要求
1.2.13.1当轴电流(50Hz及150Hz)发生并达到整定值时,应能可靠发出报警及停机信号。
1.2.13.2装置的精度应不低于1.5级。
1.2.13.3轴电流互感器应有良好的防潮、绝缘性能。
1.2.14感温、感烟灭火装置的选用要求
1.2.14.1感温探测器,应能在达到整定的温度时可靠动作,温度下降后能自动返回。
1.2.14.2感烟探测器,应能在整定的烟雾情况下可靠动作,无烟时能自动返回。
1.2.14.3自动灭火装置同感温与感烟传感器联接后,当有火警发生时,能正确发出火警信号及停机信号。
1.2.14.4在无人值班(少人值守)情况下,应装设自动灭火系统,当火警发生时,能手动或自动投入。
1.2.14.5在选用感温或感烟探测器时,应考虑适应现场的实际情况,并选用能防强磁场与强电场干扰的产品。
1.2.14.6灭火装置采用的灭火剂,宜选用具有灭火迅速、绝缘性好、无腐蚀性、不留痕迹、不污染空气等特点的产品。
1.3智能型元件(或装置)
该元件(或装置)除满足本规程中环境条件的要求外,还应符合JB3336—83的有关规定,当需要与计算机接口时应能满足其通信要求。
二、自动化元件(或装置)的检修(检验)
1、一般规定
1.1各元件(或装置)的检修周期,通常随机组的大小修同时进行。
检修前应编制检修计划和检修定额(包括必需的备品备件、材料、工具和仪器设备等),并做好各项准备工作。
主要改进项目及需更换新元件(或装置)时,应事先作出计划、方案,并经过主管领导批准;改进及更新工作完成后,必须详细记入技术档案,并及时修改原图纸。
不允许在检修中擅自改变元件(或装置)的结构及系统的连接。
1.2各元件(或装置)的检修,应严格执行检修计划。
检修、校验和调试均应按有关规程和产品说明书等规定进行,并符合检修工艺要求,做到文明检修。
1.3开工前,必须核对设备名称、型号;检修中必须注意安全;分解元件(或装置)时,要注意各零部件的位置和方向,并做好标记;需要打开线头时,首先应核对图纸与现场是否相符,并做好记录;检修完毕后必须进行验收。
1.4对隐蔽的元件,应按计划检修周期随机组检修时进行检查,并作详细的检查记录。
1.5检修后的元件(或装置),应进行系统检查和试验,确认正确可靠后方可投入运行。
1.6各元件(或装置)的检修、改进、校验、试验或更换元器件的各种技术资料和记录数据、图纸应与实际情况相符,并应在检修工作结束15天内整理完毕归档。
2、电磁阀的检修试验
2.1检修内容:
a)清理内外尘土及污垢。
b)检查各部分的腐蚀、锈蚀情况。
c)线圈无变形、变色、烧焦、流油等过热现象,无受潮、浸水、浸油现象。
d)各焊点无开焊、虚焊现象。
e)触点端正,无烧损或氧化。
f)各螺丝无松动。
g)弹簧无断裂和变形。
h)锁扣及传动装置无异常。
i)易损件无老化和损坏。
2.2试验项目:
a)测定线圈的直流电阻值。
b)测定线圈及导电回路的绝缘电阻。
c)进行动作电压试验。
2.3质量标准:
a)影响安全运行的设备缺陷及异常,应全部消除。
b)各导电连接部分的油污或积垢,应用无水酒精清洗干净;触点有氧化或烧麻时,应用0号砂纸或金相砂纸打磨至光滑发亮,或者更换新备品。
c)触点组应分布均匀,触点平直、上下对齐、固定牢固,测试各触点的工作情况,做到释放时有一定距离,闭合后有足够的压力。
d)手动开闭时,应灵活不卡,自动到位。
e)立式电磁阀的挂钩应对称、端正,阀杆上端锁锭不应松动。
f)测试结果应符合以下要求:
①测得的直流电阻值同原值比较,不超过±10%。
②用兆欧表测得的绝缘电阻值,应不小于规定值。
③动作电压试验:
其启动电压不应大于额定电压值的85%。
注:
试验时,对不允许长期通电的电磁阀,其通电时间应尽可能缩短,以防烧坏线圈,注意试验设备的容量。
3、液压阀、配压阀的检修试验
3.1检修内容:
a)检查锈蚀和脏污。
b)分解活塞和缸套,检查内部锈蚀和测量变形。
c)检查止口部分和密封易损件,有无损坏和异常。
d)根据运行中存在的缺陷,分解时注意观察和分析,找出缺陷的原因并提出消除的办法。
3.2质量标准:
a)内外应清扫干净,外壳如有锈蚀,应去锈和刷漆。
b)活塞和缸套内如有锈斑、污垢、损伤,应用天然油石或金相砂纸进行研磨。
修理活塞和缸套内部时,要注意保护搭迭量和止口的棱角,不能随意磨削。
c)不合格的元件和老化的易损件,应进行更换。
d)组装后,应采用运行介质进行泄漏试验,应无外渗漏,其内泄漏应符合GB11805的要求。
e)根据内部元件的锈斑和脏污情况,提出保证操作用油质量的改进措施。
4、示流信号器的检修试验
4.1检修内容:
a)清扫外部尘土,清除内部污垢。
b)检查外罩是否严密,标记是否清晰。
c)传动机构、弹簧、轴、销有无异常。
d)检查各部位有无腐蚀、裂痕、弯曲和变形。
e)触点有无损伤,连线是否良好。
4.2试验项目及方法:
a)测定导电回路的绝缘电阻值。
b)动作值的测试:
1)测试条件:
在检修和装配完毕后进行,用标准压力表或流量计,并采用运行介质和按运行工况,在现场进行测试。
2)测试方法:
慢慢开启进口侧阀门,当介质流量逐渐增加至一定值,使信号器动作,记录此动作值,再将进口侧阀门从全开位置慢慢关闭,当介质流量逐渐减少到一定值时,信号返回,记录其返回值。
3)对带指针的信号器,应校验其指示的正确性。
4.3质量标准:
a)外无尘土、内无积垢,外罩严密、无泄漏。
b)示流孔和标记应透明清晰。
c)各传动机构灵活、不发卡,触点光滑、接触压力均匀,符合质量要求。
d)测量结果符合以下要求:
1)用兆欧表测得的绝缘电阻值,应不小于规定值。
2)动作值测试:
反复测量5次,其动作值与返回值,不得超过整定值的±10%;对双向示流信号器,每个方向均测试5次。
5、压力信号器的检修试验
5.1检修内容:
a)内外清扫擦拭。
b)检查各机构有无异常。
注:
分解信号器弹簧管(包括波纹管)或拆卸游丝时要小心仔细,避免人为损坏。
c)检查触点有无烧损、氧化或烧黑现象。
d)检查弹簧管(包括波纹管)及胶皮垫有无老化或变形。
e)检查各螺丝有无松动。
f)检查接线是否完整、有无断股或卡坏现象。
5.2试验项目及方法:
a)测定导电回路绝缘电阻值。
b)整定值的测试。
方法如下:
年度小修时,在现场校核其动作值,同整定值比较,没有明显变化;机组大修时,应将压力信号器拆下放在专用的油压校表台上用标准压力表校验,测量其精度或动作误差值。
5.3质量标准:
a)内外清擦干净,外罩严密。
b)发现的设备缺陷应全部消除。
c)信号器为水银触点时,其触点转换角度应合适,在整定动作压力下,触点应能可靠闭合和断开;信号器为机械触点时,其触点机构应动作灵活,触点应平整光滑,切换正确可靠。
触点闭合后要有一定的压缩行程;触点断开后,要有适当的距离。
对指针型信号器,其触点应端正,游丝平整均匀;可动触点在压力指针(黑针)上的位置,当正面目视时应在压力指针的正中间,转动时应无抖动及磨擦。
d)表头连接处不能有泄漏现象。
e)指针型信号器刻度盘的刻度线及数字、符号标志,应齐全清晰;刻度盘应清洁、无龟裂及剥落现象。
f)测试结果应符合以下要求:
1)用兆欧表测得的绝缘的电阻值,应不小于规定值。
2)整定值测试:
其精度不得低于厂家规定值,或其动作误差不超过整定值的±2%。
6、转速信号器(或装置)的检修试验
6.1电气型转速信号器的检修试验:
a)检修内容:
参照产品说明书的规定。
b)试验项目:
1)动作值的整定,可采用录制永磁发电机的“转速—电压特性曲线”或用变频电源(超低频型)的方法进行测试。
2)测定返回系数。
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- 关 键 词:
- 资料 自动化 元件 选型 检修 检验 维护