水电站调速器常见故障及其维修检修处理策略探讨

水电站调速器常见故障及其维修检修处理策略探讨

马文波

四川华电西溪河水电开发有限公司，四川 西昌 611130

摘要：水电站调速器因为其特殊的工作性质及场所，在日常运转中容易出现各种故障且故障种类繁多，但大多数故障都是可以通过定期维护和检修来避免。这就要求相关工作人员在日常工作中一定要加强责任心和职业素养，提高对水电站调速器检修与监控的重视程度。本文通过对水电站调控器的概念及日常运行过程中出现的故障进行分析，进而提出相关维修检修的策略。

关键词：水电站；调速器；水轮机组；故障；检修；策略

引言：

随着我国改革开放进程不断加快加深，中国社会已进入全新的发展周期。在举国上下全力建设现代化社会的时期，国民经济持续快速增长、工业现代化进程日益加快，人类社会活动对于自然资源的大量索取，对于自然环境的持续破坏，导致目前生态环境严重失衡，大气污染、碳排放超标、能源供应紧张、粮食和水资源短缺等一系列环境和资源问题正在制约着人类社会发展。为了解决能源危机、改善生态环境、促进人与自然和谐可持续发展，南水北调、西气东输、新能源的研发和应用等政策孕育而生，随着多项针对资源合理利用开发及环境保护的政策措施颁布，我国社会经济发展进入了全新时代。在新的时代背景下，低碳环保，可持续发展，大力发展绿色清洁能源，无疑有着非常重要的战略性意义。水力发电作为最为环保的能源获取方式，因为其具有环保性、可持续性特点，被越来越重视。

1 调速器的概述

调速器顾名思义起着调节速度的作用，水电站的调速器就是对于水电站进行机组发电的水轮机进行调速的设备，也是水电站实行自动电气信息化控制的重要设备。调速器维持着水轮发电机组稳定运转，保证机组在恒定工作窗口运行。当发电机组受到外界因素干扰，产生负荷变化的时候，调速器能保障发电机组的转速变化维持在阈值之内，保护发电机组、水轮机及其他设备，维持发电系统频率正常。水电站调速器根据工作原理的不同，可分为机械式、气动式、液压式、机械气动复合式、机械液压复合式和电子式等多种形式。但目前应用最广的当属机械式调速器，因为其结构更为简单。

2 水电站调速器常见故障分析

水电站调速器是水电站水轮机组的重要组成设备，对发电机组正常安全运行起着保驾护航的作用。但长期高负荷、长时间地运行，水电机组调速器难免会出现故障。水电站调速器常见的故障如下：

2.1调速器失灵

调速器失灵一般是由于电气元件损坏或者故障而产生，一般表现为光字牌发生位移或柴油机故障。光字牌位移一般发生在机组运行之前，因为光字牌发生了位移，导致脱离了调速器的控制，因而致使调速器失灵，其出现的原因有多与马达有关，马达在发电机组运行中，因为长时间震动，导致马达零件松动脱落，进而容易引起电路板短路或者电容器故障。柴油机运行故障就比较明显了，机组开机启动后，柴油机无法启动，检查设备上的运行数据，也都没有异常，导致调速器失去作用。

2.2调速器欠速或过速

调速器欠速主要是发电机组水轮机负载增加导致，发电机组水轮机若处于超负荷的工作状态，极容易跳闸。过速则是由于发电机组水轮机负载突然减少，导致调速器来不及做出响应。当机组水轮机转速超过额定转速，导致水轮机离心力突然变大，引起水轮机摆动幅度显著增大，由于负载突然减少，水轮机调速器失控，水轮机因为没有外力抵消其动能，极易造成水轮机的转动部分发生位移，一旦位移的距离超过临界点，就会与固定部分碰撞事故，而损坏整个水轮机机组设备。

2.3调速器的振动异常

调速器的振动异常故障通常表现是调速器频繁抽动。在水电站发电机组并网运行过程中，有的机组出现空载运行，有的则出现功率过载，工作机组的自动平衡调节系统受力不均，导致接力器震动幅度过大，从而产生震动异常。当然，也有可能是因为调速器内部的机械部件，如轴承磨损、齿轮磨损导致调速器的运行不稳定，从而产生较大的振动。水电站发电机组运行中，如果出现设备运行功率不断产生变化，压油泵的启动不正常，调压阀压力不稳定等异常现象，一定要停机进行检查维修，以免对整个发电机组设备造成损失。

3 水电站调速器常见故障维修检修处理策略

因为水电站调速器在整个机组发电系统中发挥着重要作用，且其发生故障的频率并不低，因此对于水电站调速器常见故障维修检修的处理策略就显得格外重要。

3.1调速器失灵处理策略

调速器失灵一般是电气元件出现故障导致，对于光字牌位移调速器故障的检修，应当首先检查调速器马达，打开机盖后检查固定螺丝是否脱落；如果螺丝没有问题，那就继续检查是否有其他金属元件脱落，导致电路短路；最后将调速器内所有电气元件都检查一遍，检修完成后，若调速器还是无法恢复，那就要考虑是不是其他部分的问题了。对于柴油机无法启动的调速器故障检修，还是应当检查调速器，看是否因为电气高速限位制动螺丝错位或者脱落了，从而导致了电路短路。将电气高速限位制动螺丝复位或者安装上，进而保证其不管是满载状态还是空载状态，都能正常运行。

3.2调速器欠速或过速处理策略

对于机组欠速故障，一定要重视其产生的严重性后果。若发生欠速故障，维修人员应及时采取止损措施，应立即将额定荷载值调至最大，然后将运行荷载值降至最低；若该类型故障再次发生，则需要联系生产厂家人员过来维修，必要情况下则需要更换；对于机组过速故障，在水轮机组运行过程中，如果负载突然降低甚至消失，应立即查看过速保护设施，若水轮机过速保护设施有异常，应立即紧急手动停机，情况危急时，还需要即刻关闭机组主阀，直至水轮机转速降至额定数值之下。另外，如果调速器故障发生在机组设备刚刚启动或者停机时，从而引起的水轮机过速，此时即使转速还没有达到临界值，那也应该立刻关闭水轮机主阀和进水阀门。

3.3调速器震动异常处理策略

出现调速器震动异常，可能是发电机组受到外来信号的干扰导致功率出现波动，破坏机组运行平衡；也可能是周边环境因素影响电位器出现接触不良；还可能是机械内部零件出现磨损导致机组运转阻塞；在停机检修过程中，首先应该检查周边环境及电磁波信号是否异常，观察周边是否有大型施工设备或者大型信号干扰源；其次再看电位器是否正常，如果是因为电位器接触不良，产生异常状况，将相关组件重新组装后，把参数重新设定启动即可；如果前面的因素都排除了，那肯定就是机械内部的轴承磨、齿轮等零件出现问题，需要及时停机，开机检修，仔细查看各个部件，更换磨损或者损毁的零件。

4 结论

水利发电站因为其绿色环保且能够产生更大的发电量而被广泛应用和大力推广。电力系统的负荷并不固定，当水电站被并入电网后，要随时根据电网的负荷做出调整，调速器就是发电机组用以维持系统正常功率，并让系统频率可以保持稳定的设备，可以毫不夸张地说，水电站并网运行离不开调速器。但是由于水电站调速器的工作环境复杂和工作时间长的特性，水电站调速器的故障也是时有发生。这就要求水电站工作人员认真严谨、及时准确检修和维护发电机组，保证水电机组稳定高效运行，保障水电站正常运转，维护国家财产不受损失。

参考文献：

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