水电站水轮机调速器的检修与维护的研究

水电站水轮机调速器的检修与维护的研究

张文丹

新疆水发电力能源集团有限公司

摘要：水电站作为重要的能源供应设施，水轮机调速器作为其关键设备之一，对于保障水轮机的稳定运行至关重要。然而，长期运行和恶劣的工作环境可能导致调速器部件的磨损、污染和故障。因此，对水轮机调速器进行定期的检修与维护具有重要的研究意义和实际应用价值。文章通过对调速器的工作原理进行分析，以及对常见故障进行排查，总结了一些有效的维护与保养方法，提高了调速器的可靠性和稳定性。

关键词：水电站；水轮机调速器；检修；维护

前言

水电站是我国重要的清洁能源发电方式之一，而水轮机调速器是水电站中起到重要作用的控制设备。水轮机调速器的工作稳定性是水电站发电能力的保证，但是随着设备运营年限的增加，水轮机调速器会出现一些故障和问题，这些问题如果得不到及时的维护和检修，将会对水电站的发电产生不良影响。因此，文章将对水电站水轮机调速器的检修与维护进行研究，为水电站的稳定运营提供一些有效的保障措施。

一 水轮机调速器的工作原理

水轮机调速器是水电站中关键的设备，用于控制水轮机的转速，实现稳定的发电效果。调速器通过各种传感器测量水轮机的运行状态，例如转速、荷载、压力等参数。控制器接收传感器的输入信号，并将其与预设的目标值进行比较。根据比较结果，控制器会调整输出信号，控制水轮机的转速。水轮机调速器通常采用液压系统来实现调速控制。液压系统由液压元件、阀门和油路组成，通过控制油路中的压力和流量，调节水轮机的转速。水轮机调速器通常还配备了刹车器，用于在紧急情况下迅速停止水轮机的转动。以武汉长江设备控制所的水轮机调速器为例，调速器使用先进的数字化控制器，可以实时监测水轮机的运行状态，并根据需求进行精确的调速控制。调速器使用高精度的传感器，可以准确测量水轮机的转速、荷载和其他关键参数，保证调速控制的精度和稳定性。：调速器具有自动调整功能，可以根据外部环境和负载变化自动调整水轮机的转速，以实现最佳的发电效果。调速器配备了多重保护机制，可以及时检测到异常情况，并采取相应的措施，保证水轮机的安全运行[1]。

二 水轮机调速器常见故障及其解决方法

水轮机调速器在水电站运行过程中可能会出现各种故障，这些故障需要及时检修和维护，以确保水轮机的正常运行。某水电站的水轮机调速器出现了液压系统压力不稳定的故障。经过检查，发现是液压油品质量不合格，导致液压系统无法正常工作。解决方案是更换液压系统中的油品，清洗系统中的油路，确保流畅通畅。经过维修后，水轮机调速器恢复了正常工作，保证了水轮机的稳定运行。以下是关于水轮机调速器常见故障及其解决方法的详细阐述：

（一）传感器故障

传感器输出的信号与实际参数不匹配，或在运行过程中出现波动或漂移。传感器无法提供正常的输出信号，或者完全无法工作。解决方法是确保传感器接线牢固，接触良好，并检查连接器是否锈蚀或损坏。传感器可能会因为灰尘、污垢或油脂的积聚而导致故障，定期清洁传感器可以解决这个问题。如果传感器输出值与实际参数不匹配，可以进行校准调整。校准工具和方法根据具体类型的传感器而异，可参考制造商提供的操作手册。如果传感器无法修复或已经失效，需要更换新的传感器。确保选择适当型号和规格的传感器，并进行正确的安装和校准[2]。

（二）控制器故障

控制器无法对传感器的输入信号做出正确的响应，或者输出信号不符合预期。控制器在运行过程中突然停止工作或重新启动。解决方法为确保控制器的电源供应正常，检查电压稳定性和电缆连接。对控制器的参数进行检查和校准，确保其适应实际负载和运行条件。如果控制器使用固件进行控制，检查并更新最新版本的固件，以修复已知的问题或提供改进的功能。尝试对控制器进行复位操作，重新启动控制器并恢复其正常工作状态。如果控制器严重损坏或失效，可能需要更换新的控制器或继电器。

（三）液压系统故障

液压油温度超过正常范围，可能导致液压系统过热和润滑不良。液压系统存在泄漏，可能导致液压压力异常下降和部分机构无法正常工作。液压油中杂质过多，可能导致液压阀和其他液压元件卡阻或失效。解决方法是确保液压油温度在正常范围内，检查散热器、冷却塔等散热设备是否正常工作。检查液压系统各个连接点、密封圈和管路是否出现泄漏，修复或更换受损的密封件。定期更换液压油，确保液压油的质量和性能符合要求，并在更换时注意彻底清洁液压系统。对阀门、泵等液压元件进行清洗，去除沉积物和杂质，确保液压元件的正常运行和泄漏防止。如果液压阀出现损坏或失效，需要进行修复或更换。注意选择合适的液压阀，并进行正确的安装和调试[3]。

三 水轮机调速器的维护与保养

水轮机调速器，作为水电站中的重要设备，需要进行定期的维护和保养，以确保其运行的稳定性和可靠性。水轮机调速器的维护与保养的具体内容有以下几点：

（一）定期检查与清洁

定期检查调速器的各个部件，包括传感器、控制器、液压系统和刹车器等，确保其工作状态正常。清洁调速器及其周围环境，清除灰尘和杂物，保持良好的通风和散热条件。在某水电站中的水轮机调速器定期检查中，发现一台水轮机的调速器传感器表面积累了一层粉尘，导致传感器信号不准确。操作人员使用软布擦拭传感器表面，将粉尘清除，然后重新连接传感器线路，并进行校准。经过处理，传感器恢复了正常工作，调速器能够准确测量水轮机转速。

（二）润滑与保护

定期给调速器的关键部位施加润滑油，如轴承和齿轮等，避免因摩擦而引起的过度磨损。根据水轮机调速器的使用要求，确保使用合适的润滑剂，并遵循正确的液压系统操作步骤，以延长调速器的使用寿命。定期检查并更换润滑系统中的滤芯，以保持液压油的清洁度。在一个水电站的调速器润滑与保护过程中，发现一台水轮机调速器的齿轮系统出现了异常噪音和摩擦增大的情况。经过检查，发现齿轮润滑油已经污染且过期，无法提供充分的润滑保护。解决方案是将齿轮润滑油全部更换为新的，并清洁齿轮系统中的滤芯和管路，确保液压油的清洁度。随后，对调速器进行测试，噪音问题得到消除，齿轮摩擦回到正常水平。

（三）校准与调整

   定期校准传感器和控制器，以确保其准确测量水轮机的转速和其他关键参数。根据需要，对调速器进行定期的调整和校验，保证其输出信号与实际需求相匹配。在一座水电站中，发现水轮机调速器在负载变化时反应迟缓，无法实现期望的转速控制。经过仔细检查和测试，工程师发现需要对控制器进行参数的精细调整。他们根据实际负载变化情况，逐步调整控制器的增益、积分时间和微分时间等参数，以提高调速器的响应速度和稳定性。随后，进行了一系列的测试，包括负载的上升和下降过程中的转速变化测试。经过调整后，水轮机调速器能够更准确地控制转速，并满足负载变化的要求。

（四）故障诊断与维修

定期进行故障诊断和维修，及时排除故障，避免故障扩大，确保调速器的正常运行。建立完善的故障日志和维护记录，记录每次维护的过程和结果，以便下次维护时参考和分析。在一座水电站中，调速器出现了故障，导致水轮机转速异常。经过检查和故障诊断，发现这是由于调速器的液压系统故障所导致的。工程师进一步分析液压系统的具体问题，发现问题在于液压油中的杂质和堵塞所导致的液压阀失效。他们更换液压油，并使用滤芯等滤波装置来减少杂质和颗粒的进入。更换故障的液压阀，并对液压系统的其他部件进行了清洁和检查。进行调速器的液压系统和传感器的校准，并对控制器进行参数调整。

四 结语

水电站水轮机调速器的检修与维护对于水电站发电的稳定运行非常重要。在本文中，我们提出了一些有效的维护和保养方法，旨在提高调速器的可靠性和稳定性。同时，我们总结了一些可能存在的故障和问题，并提供了相应的解决方法。这些措施将有助于水电站管理人员及时保养和修复水轮机调速器，提高水电站的电网稳定运行能力。

参考文献

[1]程爱民. 水轮机调速器调试与维护措施分析[J]. 集成电路应用,2022,39(12):180-181.

[2]朱晓黎. 水电站水轮机调速器的检修与维护[J]. 设备管理与维修,2022,44(10):70-71.

[3]李演军. 谈水电站水轮机调速器的检修与维护[J]. 百科论坛电子杂志,2021,51(19):568.

[4]黄波. 浅析水轮机调速器的维护与故障检修[J]. 百科论坛电子杂志,2021,9(16):3041.

[5]缪新建. 浅谈水电站水轮机调速器的检修与维护[J]. 水电站机电技术,2020,43(9):34-36. DOI:10.13599/j.cnki.11-5130.2020.09.012.