水电厂调速器系统故障处理研究

水电厂调速器系统故障处理研究

芦伟翟爱元

（华能澜沧江水电股份有限公司650200）

摘要：水电厂作为我国电力行业的重要组成部分，为社会经济的发展与稳定作出了重要的贡献。近年来，随着对水电厂设备的改造，各单位都引入了大量新的技术与设备。因此，对这些设备的维护工作难度也越来越大。调速器在水电厂设备中具有举足轻重的意义。基于此，文章结合笔者的工作实践，简述水电厂机组调速器系统以及机组运行期间因调速器原因造成的故障，分析其原因，提出相应的处理方法，并进行处理。

关键词：调速器；系统故障；故障分析

引言

某水电厂机组自调速其改造投产以来，设备运行情况良好，各项技术指标基本能满足要求。但调速器系统仍然发生几起故障，虽然未造成严重后果，对机组及电网系统还是造成了一定的影响。为了保证机组及系统的安全运行，本文对调速器系统故障进行了调查与分析，最后总结出原因与预防方法以杜绝类似故障重复发生，防患于未然。

1水轮机微机调速器的控制系统

1.1系统结构

水轮机在实际工作中，受到很多因素的影响，为了保证水轮机的调速系统可以正常工作，我们对其系统的结构、组成等内容进行分析研究。水轮机的控制系统由水轮机控制设备、被控制系统组成，其中被控制系统为引水系统、水轮机、发电机等。水轮机的控制系统主要是对被控制设备的参数与给定量之间的偏差进行检测，并在一定的特性条件下，进行主接力器形成偏差转换的一些装置设备组合，为此称之为水轮机控制设备。水轮机控制系统中的测量元件将系统机组的频率、功率等相关的参数测量出来，并与给定的信号、反馈信号进行综合之后，在相关的处理之后，形成信号综合点。水轮机微机调速器，具有可靠性、操作力大、机械惯性等特点，水轮机微机调速器系统，可以充分的利用自身的特性和优势，为各项生产工作服务。

1.2调节模式

在水轮机微机调速器工作过程中，采用的调试控制模式为：第一，PID调节模式。PID控制调节有很多的优势，其结构简单、参数容易整理、且有很好的适应能力，所以在水轮机微机调节器中得到广泛的应用，也是当前水轮机调节系统的控制方式。第二，变参数PID调节模式。在实际的工作中，水轮机调节系统本身具有时变、不确定性的一个非线性系统，使用变参数的方法进行PID控制，对相关的参数进行调节，进而促进水轮机微机调节系统可以在不同的情况下进行优化运行。在其控制的过程中，采用的方法有模糊控制、自适应控制、人工神经网络控制等。

2故障发现

故障1：2008年4月20日，运行人员接调度令开某号机组，运行人员在中控室监控系统的上位机进行远方操作，某号机组启动后转速迅速上升，在极短的时间内转速≥140%，机组过速保护装置运作，该机组自动进行事故停机。但在停机过程中紧急停机第一次动作失败，再自动进行第二次紧急停机动作后导叶全开以上信号复归。在第三次紧急停机动作后导叶全关，机组转速＜95%，在经历三次紧急停机动作后，紧急停机成功执行，经检查未发现明显问题。故障2：2008年4月24日，运行人员在开同一台机组时发现，和4月20日故障相似，机组启动后转速迅速上升，在极短的时间内转速≥140%，运行人员迅速采取紧急停机动作、落进水口闸门动作和自动停机令动作。但第一次、第二次和第三次紧急停机动作全部无效，直至第四次紧急停机动作后导叶全开以上信号复归。在第五次紧急停机动作后导叶全关，机组转速＜95%，在经历五次紧急停机动作后，紧急停机才成功执行。

3水电厂调速器常见技术故障及处理

3.1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。

3.2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。

3.3注意设备维护

首先，调速器集油槽油化验不合格时，维护人员在收到化验单后2天内应完成滤油或换油工作；其次，在油化验正常的情况下，维护人员每年至少要对调速器集油槽进行一次滤油工作；第三，调速器滤网前后压差应作为维护人员日常设备巡检的重点项目之一。当压差超过0.2Mpa时，维护人员应通知运行人员切换滤网，并于当日对堵塞滤网进行清洗。由于静态时油压差可能不大，应该完善调速器滤网前后压差超标告警流程的设置工作，保证在线监视。要求实现当滤网前后压差超过0.2Mpa时，中控室监控画面应有告警信号。

结束语

水轮机微机调速器作为一个重要的控制元件，与水电站、水电厂的工作有着密切的联系，水轮机微机调速器的正常工作，可以为水电站、水电厂的正常工作提供保障。针对水轮机微机调速器工作中产生的故障进行处理，对社会和水电站、水电厂均有重要的意义，所以针对水轮机微机调速器的工作现状，将其性能、功能等提升，提高其稳定性和可靠性，为其正常工作提供保障。

参考文献：

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