新疆金辉华业建设工程有限公司 新疆乌鲁木齐 830000
摘要：水轮发电机是水电站的发电设备，是为发电站创造良好效益的关键。在水轮发电机组中，调速系统的正常与否，决定着整个机组运行的正常与否。因此，我们必须重视水轮机调速系统的故障分析，并采取必要的措施，进而保证水电站安全、稳定、经济地运行。当今，由于微机型调速器具有调节灵敏度高、实现功能灵活方便、维护容易、可靠性高、可实现自动化等优点，我国大中型水电站已普遍选用微机调速器。本文从微机型调速系统入手，主要针对水轮发电机组中调速系统故障进行分析，并提出了相应的处理措施。
关键词：水轮发电机组；调速系统；故障分析；处理措施
1导言
水轮发电机是一种将水的动能转化为电能的发电装置。在水轮发电机的工作过程中，起主要作用的环节之一就是水轮机调节。调速器可以调节机组转速，使机组在电网的频率质量要求内运转，并维持水轮发电机组功率与负荷功率的平衡。调速器是水轮发电机组的关键自动化控制设备之一，担负着水轮发电机组的开机、并网、停机、增减负荷、调相调频、紧急停机、分段关闭等任务。
2水轮机微机型调速器系统的常见故障及处理措施
2.1机组开机后，转速达不到额定值
这是水轮发电机组常见的故障之一。当水轮发电机组出现这一故障时，应从两个角度考虑分析。
水头监测值不准确的原因。当水头监测值比实际水头值高的时候，就会导致机组的空载开度比实际值小，从而导致转速达不到额定值。如果问题的原因在此，就可以通过调整水头监测值的方式解决。进水口拦污栅阻塞的原因。如果进水口拦污栅发生严重堵塞，就会导致水轮机实际工作的水头低于需要的水头，同样也会导致机组的空载开度比实际值小，从而导致转速达不到额定值。如果问题的原因在于此，短时间内可以采取增大空载开度的方法解决。但是如果想从根本上解决此问题，还是要及时清除阻塞物。
2.2水力发电机组在并网发电运行时溜负荷
所谓溜负荷是指在系统频率稳定，也没有操作减负荷的情况下，机组原先所带的负荷全部或部分自行卸掉。首先,我们要仔细分析、甄别、验证是否存在下述列举的原因，然后逐一采取相应的措施。
其发生可能的原因与相应的处理措施主要有：
2.2.1在中控室无操作信号的情况下，机组LCU自行向调速器发减有功脉宽调节信号或通信下发的功给值降低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
该原因导致的溜负荷是不会恢复到原有负荷的，应从监控系统的机组LCU、二次回路入手处理误发信号的问题。
2.2.2人工转速死区=0或太小、永态差值系数bp太小、人工开度死区Ey太大。
若是这种原因，溜负荷后，间隔一定时间，机组还能恢复原有负荷；可以适当增加Ef、bp，同时减小Ey。
2.2.3机频测量模块受到干扰或发生故障。对测频模块回路采取抗干扰措施或修复/更换测频模块。
2.2.4转桨式机组的协联或轮叶随动系统存在问题。重新调整协联关系，修复并调整轮叶随动系统。
2.2.5导叶接力器或主配位移反馈不正常。调整、修复位移反馈环节各组件/模块。
2.2.6水位传感器故障。修复水位传感器。
2.2.7主接力器串腔。调整或更换主接力器活塞环，并经过1.25倍额定工作油压的耐压试验合格。
2.2.8调速器液压机械柜液压元件故障。检查处理调速器液压机械柜内手自动各液压元件卡涩、中间接力器窜腔的问题。
与溜负荷相对应，机组在并网发电运行时自行增负荷的故障，其原因和解决方法与上述分析类似，但方向相反。
2.3水轮机调速系统主接力器抽动问题
经常出现的抽动现象为：在机组开机和空载的状态下，导叶快速往返位移。这种位移一般伴有响声且幅度大，表现为高频率快速抽动。水轮发电机调速器主接力器抽动会影响调速器的正常调节，导致调速器系统油温升高，加速液压油的劣化和液压密封件的老化甚至失效。当出现主接力器抽动的现象时，可以采取以下解决措施。
2.3.1控制阀阀芯卡在偏关侧或偏开侧。此时开机侧线圈或关机侧线圈虽有控制电压，而接力器却只能一直向关机方向或开机方向运动。此类故障在清洗或者更换相关控制阀后可恢复正常。
2.3.2随动系统死区补偿过大，调节值变动时，使接力器出现过调，导致抽动。此类故障在重新设定死区补偿值可恢复正常。
2.3.3引导阀中位偏离。此类故障处理的方法是：将调速器系统切至“电手动”运行方式，用百分表监测主接力器的位移方向，之后根据其位移方向重新调整引导阀中位并固定。修后的主接力器必须能停留与任一导叶开度而无漂移。
2.4压油泵频繁启动问题
2.4.1调速器压油泵效率过低造成的异常。
2.4.2调速器压油泵组合阀中安全阀异常，导致压油泵出油口的压力油未达到设定值，安全阀就开启将油排到集油槽。
2.4.3调速器压油泵出油口排油阀关闭不严或者压油罐排油阀关闭不严导致的异常。
2.4.4调速器系统用油设备，包括主接力器、导叶锁锭、轮叶随动系统的插装阀等窜油引起的不正常。将所有可能的原因考虑在内之后，就要对水轮发电机调速系统进行全方面检查和调整。
2.4.5观察压油泵打油情况。检查清洗压油泵进口滤网；如果是压油泵自身的原因，应该将其解体检修或整体更换。
2.4.6重新调整组合阀的安全阀设定值。
2.4.7检查调速器压油泵出油口排油阀、压油罐排油阀是否关闭严密。如果发现关闭不严，要及时更换阀门。
2.4.8检查调速器系统各用油设备，终止窜油情况的发生。
如果以上措施仍旧没有解决调速器油泵频繁启动的问题，则可以考虑调速器导叶和桨叶是否存在主配调节频繁的问题。如果确实存在该问题，可以采用调整主配，清洗和更换阀套的方式解决。当然，也不排除电气因素造成的油泵频繁启动问题，这个时候就要通过检查油泵启动设定值是否存在跳变，检查电气调频回路、检查位移传感回路是否存在问题等方法来解决了。
3水轮机调速系统日常运行维护建议
水轮发电机调速器在水电站中作用至关重要，想要避免水轮机调速器的频繁故障，只能更加注重调速器平时的检查与维护。
3.1调速器运行的技术要求
调速器在应保证机组在各种工况和运行方式下的稳定性。在手动空载时机组转速摆动的相对值要介于正常值之间：大型调速器小于等于±0.2%，中型小于等于±0.3%，小型小于等于±0.4%。
3.2水轮机调速系统运行的日常维护
在调速器日常使用过程中，要注意对调速器进行定时维护，具体内容包括：做好工作环境保护工作，避免灰尘进入调速器；做好防水防潮工作，避免水分腐蚀调速器，降低调速器寿命；做好引导阀活塞的日常监控和管理，保证活塞能够灵活运动；检查反馈装置，确定反馈装置及传动结构正常运作；及时更换调速器用油，保证至少两个月更换一次，同时做好滤油器的每周清洁；定期检测电气部分有关单元，防止电磁阀动作失灵。
结束语
当调速器系统出现故障时，要根据机组运行状况、调节过程，认真分析故障前后的有关测量参数、信号指示及其变化情况和系统故障记录，以合理确定检查的重点和步骤，达到快速处理故障、消除隐患、确保机组安全运行。虽然本文主要分析了水轮发电机调速器的各种故障和解决方法，但是我们应该认识到，再有经验的维修也比不上健康地持续运转。我们在使用发电机组的机械设备时，除了掌握一定的维修经验和技巧之外，也要重视调速器系统的日常维护，只有这样才能从源头上避免故障的频繁发生。
参考文献
[1]张晓辉,唐杰阳,逯俊杰,毛成钢,王伟.浅析水轮发电机组的调速器调节模式[J].水电厂自动化,2016,(01):39-41.
[2]覃继良.水轮机微机调速器控制原理调试及故障处理分析[J].科技创新与应用,2015,(28):149.
[3]蔺义,徐奇泽,杨广林.夏季空气湿度对电站微机调速器开度的影响[J].小水电,2014,(02):56-57+63.
论文作者:王茂源
论文发表刊物: 《建筑学研究前沿》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/30
标签：调速器论文; 机组论文; 水轮发电机论文; 水轮机论文; 油泵论文; 系统论文; 故障论文; 《建筑学研究前沿》2017年第10期论文;