水电厂调速器常见故障的原因及处理方案探讨刘继生

水电厂调速器常见故障的原因及处理方案探讨刘继生

刘继生汪安海

华能澜沧江水电股份有限公司苗尾•功果桥水电厂运维部云南大理州672700

摘要：水电厂的安全稳定运行，与每个机电设备的良好性能有着直接的联系。调速器作为水电厂重要的设备之一，其性能的稳定性对水电厂的设备运行有着直接的影响。本文就结合相关的工作经验，对水电厂调速器常见的故障进行了总结和分析，同时提出了相应的解决措施和方法，为同行提供有益的参考。

关键词：水电厂；调速器；故障；处理

调速器是水电站进行机组出力调节的重要设备，也是大型水电站中自动化控制的关键设备之一，其基本任务是供水轮发电机组稳定地以额定转速运行，在机组负荷变化或其他外扰作用下，保证机组的转速变化不超过一定的范围，并能迅速地稳定在新的工况下运行。此外调速器还具有对机组进行正常的控制操作，保证机组安全、经济运行等功能。

1、调速器的功能

1.1调速器的设计

根据用电用户小和水电运行环境的特殊要求，将针对常规调速器的不足之处，使得调速器具有更完善的功能和独特的性能。并网功能：调速器能根据指令(机旁操作或遥控系统作)自动开机，采用闭环控制方式启动，机组转速上升迅速平稳，自动达到空载开度当机组到达空载开度后，自动准同期控制系统即能精确调控机组频率跟踪网频，并具有相角控制达到每分钟至少可提供6次以上过周期并网点的机会，使机组并网更迅速平稳运行。

1.2调节有功功率

我国大多数水电站机组都是并入电网，长期带固定负荷运行的机组并网后，转速已被电网拖入同步状态，故不需继续调频，其主要操作是调节有功功率。调速器具有开环调功及闭环调功两种方式，所用的执行机构又是数控电液随动系统，具有定位精度高，带自锁装置不溜负荷等特点，从而使整个调节有功功率的过程达到迅速、平稳、精确的水平。

1.3自动调频功能

中小型发电机组在农村小电网中，经常因电网解列而被迫甩负荷停机，调速器有性能优越的自动辨识系统，一旦电网解列，自动辨识系统立即将调速器由并网带基荷运行状态改为带小网调频运行状态，快速的状态辨识及调控，能使装备有调速器的地方电网在电网解列后迅速自救，不会造成电网解列后地方小电网全网崩溃的严重后果，保障了发电、供电、用电的安全。

2、水电厂调速器常见技术故障及处理

2.1调速器的频繁抽动

调速器抽动是在机组空载或并网运行工况、自动平衡状态下，导叶接力器等幅或非等幅周期性快速往复移动，严重时动幅较大，其结果影响调速器对机组转速的正常调节，出力波动较大，严重危及机组、电网的安全和稳定运行。其表现为：调速器主配压阀不停上下抽动、压油装置油泵启动频繁，机组有功功率不能稳定运行在某一给定值，而且一直在波动。为了解决调速器的频繁抽动，笔者曾对造成2号机组调速器抽动动作情况进行了认真的调查和分析。可能出现的原因有：①电气测频回路有电磁干扰信号串入；②2号机组周围有较大震动，造成主配反馈装置因震动而输出异常；③2号机组调速器主配反馈电位器为接触式不能满足运行要求；④2号机组调速器油路或液压元件有堵塞或摩擦增大；⑤2号机调速器反馈电位器输出不正确。对照上述可能造成调速器抽动的原因进行逐条分析，可采取以下相应的措施进行排除和检查：①电气测频回路有电磁干扰信号串入问题，可经示波器观察并记录2号机组调速器测频回路输入、输出波形进行对比分析，如果发现波形正常无其他干扰信号窜入，就可以排除信号造成调速器抽动。②2号机组周围有较大震动，造成主配反馈装置因震动而输出异常：可以通过对现场的检查核实，如果发现2号机组周围震动并不大。调速器控制柜在机组运行期间柜内震动较小，主配反馈装置固定部分固定良好，就可以排除因震动造成的调速器抽动。③2号机组调速器主配反馈电位器为接触式不能满足运行要求。如果确定为这一缘故，就有必要选择替代品，从根本上有效的避免接触式电位器易产生的磨损偏差。

2.2调速器压油罐故障分析

2.2.1感压阀故障

若感压阀弹簧发卡，或油质较差阻塞了感压阀内腔活塞移动，油泵持续向压油罐打油，使压油罐油压过高。反之，若感压阀弹簧发卡，或油质较差阻塞了内腔活塞移动时，油泵保持空载运行，致油压持续下降，造成压油罐油压过低。

2.2.2补气阀故障

压油罐操作油压由中压气和油共同产生。若压油罐在自动补气完成后，补气阀自动关闭不严，则会引起压油罐持续补气现象，造成压油罐油压过高。

2.2.3系统漏油

同时伴随压油罐油位低的现象，调速器常见漏油部位是接力器漏油。其主要原因有：安装过程中存在缺陷，管路相互之间出现配合不紧，密封安装不正确；密封圈质量不好，使用寿命短。针对上述现象，我们可以采取以下措施：①感压阀故障是造成压油罐油压、油位异常的主要原因，也是水电厂调速器发生最频繁的故障。对于感压阀故障引起压油罐油压异常的处理，我们采取对常闭阀门进行调整等技术手段，保证油压不升高或偏低。②压油罐补气系统故障也是引起压油罐油压、油位异常的主要原因。对于这种故障应通过故障信号的报警和加强巡视等手段，及时发现及时解决。③为了减少压油泵的故障率，水电厂油压装置控制系统可使用PLC控制系统，压油泵的主、备用切换操作自动完成，并且设置了每次停机后油泵切换一次，减少了每台泵的运行时间。④油质较差会引起电液转换器或主配压阀发卡，因此，应定期对调速器油进行过滤，以减少赃物。

3、水电站调速器常见故障的检修方法

3.1调速器抽动的检修

调速器抽动的原因，可能是受到电磁信号的干扰、周围环境的异常震动、反馈电位器接触不良或输入有误，以及液压元件或输油管路磨损阻塞过大造成的。在排查的过程中，要先对电磁干扰信号进行监测，看调速器受其影响是否显著；如果不是，就要看水电站的周围有没有施工的工地或较重的机车通过，引起接力器的异常抽动；不是的话就继续看反馈电位器的情况如何，如果是因为接触不良，受到较大的震动，会发出异常的信号，加大调速器的抽动速度，如果是因为输入有误，调节以下各项的数据参数即可；到这个步骤，如果还是没有异常，那多半就是液压元件和输油管路出了问题，需要更换零件。

3.2感压阀和补气阀的检修

感压阀和补气阀异常，最明显的特征是压油罐油位的下降或罐内压力的不稳定现象，致使调速器无法正常工作。检修的方法可以对感压阀进行技术调整，卸下重新组装，然后调整合理的位置和松紧程度，这个过程经验比较重要。补气阀是通过信号进行检测，在检测系统内部，如果出现问题故障，检测系统会自动报警，然后采取相应的措施，以避免出现更大的麻烦。

3.3调速器漏油的检修

调速器压油罐一般都会安装自动检测装置，与计算机相连，可以检测出漏油的位置，多数的故障都会出现在接力器上。检修时要查看接力器的零件是否完好无损，然后转动一下，看连接是否松动，如果都没有问题，那可能是油的品质的原因，一些劣质的油含有大量的杂质，堵塞了接力器的孔隙，使油不能正常通过而向外渗出，可以将油过滤一下，除去其中的大部分杂质，还要定期疏通输油管路，这样就可以有效地改善漏油现象。

4、结语

调速器与调压阀是水电站发电的重要关键辅助设备，对它们存在的问题及提前判断处理是至关重要的，对其故障的排除迅速与否，直接关系着电站的安全运行和经济效益。

参考文献：

［1］徐晋贡.高坝洲水电厂调速器的改进建议［J］.湖北水力发电，2006（03）.

［2］蒲瑜.大型水轮机调速器故障与处理［J］.水电站机电技术，2007（03）.