摘要：水电厂是关系到国家可持续发展战略的重要基础设施，也是我国的主要的发电方式之一，所以其运行的安全与稳定具有极其重要的作用。在水电厂水轮发电机组中，调速器是直接关系到整个发电系统运行稳定性的重要设备之一，所以在日常工作中，运行维护人员应加强对调速器的检查与维护，发生故障时应采取正确的措施进行及时处理，确保水电厂的正常运行。
关键词：水电厂、水轮发电机组、调速器维护、故障处理
引言：在水电厂水轮发电机组实际运行期间，为了确保其安全工作，一定要深入开展对调速器的维修控制和故障处理，提高对调速器的常规维护力度，可充分了解一些常见故障的实际状态，可通过状态科学的分析出调速器的故障原因，并且进一步的采取科学的解决方案，为水电厂的安全和可靠运行提供必要保障。
1调速器的运行故障
1.1调速器抽动故障及检修
调速器抽动的原因是由于工作机组的自动平衡系统调节，多台机器并网运行的功率过大或者是工作机组空载运行的受力不均匀等，导致的导叶接力器振幅周期运动过快而剧烈的抖动，影响调速机的正常运行，严重时会令水电站的工作机组暂停，影响水电站的正常运作。如果发现调速器在工作中，工作机组运行功率不断跳跃浮动、压油泵启动异常频繁、调压阀不停的上下起伏运动等不正常的现象发生，一定要暂停运行，进行检修工作，以免带来更大的影响和损失。
1.2感压阀和补气阀故障及检修
感压阀或补气阀是调速器的调节装置结构，如果发生故障，调速机在运行的过程中会存在安全隐患，一旦内部储存的能量过多而无法释放，对于工作人员的人身安全威胁较大，不要小看小小的零部件，在水电站的正常运行中占有着重要的成分。如果发生故障，会表现为油泵加压现象异常，罐内油压因过高而发生爆裂的危险，或是形成负压使得罐体变形，难以继续使用，增加了水电站的运行成本。
1.3调速器漏油故障及检修
压油罐是调速器的动力装置，如果在运行中出现异常，供油不及时，影响了调速器的调节机制，对水电站的工作不利，降低了水电站的运行效率。压油罐出现故障，其表现为罐口或接力器有渗油迹象，不及时处理会造成大量的油外泄，导致压油罐内部的油位降低，对调速器的油量供给不足，影响水电站的工作。
1.4水轮机过速故障及检修
水轮机转速超过名牌规定的额定转速，则出现过速事故，当机组转速升高至某一定值以上（一般超过额定转速的140%以上），水轮机转动部分离心力急剧增大，引起水轮机摆度与振动显著增大，发生水轮机调速器失控，造成水轮机转动部分与固定部分的碰撞，甚至事故不断扩大而损坏更多部件，所以必须有效地防止发生机组过速故障。当机组出现过速的时候，切莫心慌，应保持冷清，沉着应对。
1.5工作电源电压故障及检修
水电站在调试调速器的过程中，工作人员应对交流电源以及直流电源进行有效连接，促使其与调速器电源板装置连接起来，然而上电后可能会有部分设备无法正常运行，通过测量可见，电源板装置的输出电压明显低于正常电压值，导致水电站水轮机调速器在电源电压方面出现异常。
1.6调速器导叶、桨叶故障
水电站调速器电器柜断电后再次上电时，其导叶以及浆叶等始终处于故障状态，将导叶以及浆叶调整到手动运行状态，对电源模块没有输出的电压进行测量，可发现信号反馈存在异常。究其原因，主要是因为导叶反馈越限，造成导叶转变为手动控制状态。导叶反馈属于电流型信号，电流信号最小为4mA，最大为30mA，如果导叶反馈的具体数值不处于该范围内就会出现故障。该类故障通常是在导叶全部关闭或者信号线处于脱线状态时发生的，因为电流信号存在波动，或者限号受到外界的影响和干扰，常常处于不稳定状态，数值容易发生漂移，导致真实数值常常比常规极限值低，这种越低限故障由此发生，带来故障信号。其次，越高限通常是由通道故障引发的，在很多情况下是因为短路问题或遭受大电流信号干扰，引发严重波动，导致数值比20mA这个最高值大。另外，导叶以及桨叶故障也有可能是因为叶反馈回路方面的问题引发。
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2水轮发电机组调速器的故障处理
一般情形下，调速器的运行系统都具备监测装置开展跟踪监测工作，然而若是系统发生了故障，监测装置就会自动发出信号报警。其故障解决措施有以下几点：
2.1手/自动切换故障
相关的故障情况：调速器手/自动切换操作无法实现。解决措施是：查看手/自动切换油阀是否未到位；对接线采取检查；对压力继电器检查和调整、修复。
2.2导叶开度反馈故障（也称随动故障）
故障情况：故障指示灯发亮；模拟量的输入模块中的指示灯发亮；人机界面反映的和实际机械位移不符。故障的解决措施是：对位移传感器及接线进行检查；检查比例阀放大板、相关的比例阀及液压系统。
2.3自动空载时机组频率和接力器发生摆动故障
周期性摆动：
故障解决方法：可将调速器切至手动，若摆动还在，则说明和调速器无关；恢复自动后依次切除励磁系统、同期装置，若摆动依然存在，说明是水头原因。若摆动消除，则是励磁和同期的问题。调速器自身原因有接力器反应时间常数Ty值过大或过小；PID调节参数不合理；导叶接力器反馈机构或接力器至导水机构死区过大；测频信号源周期性波动。
（1）调速器反馈系统存在非线性或位移反馈传感器在某区域接触不良。解决方法；重新进行整机静态特性测试，检查非线性和传感器工作情况，找出具体原因。
（2）调速器伺服系统油路中存在空气。解决措施：在停机和关闭主阀情况下手动操作开、关几次排空气。
2.4齿盘的测速故障
在设备工作期间，齿盘的测频将表达出相对的数据值，通常是在50赫兹。齿盘运行不畅，或者测速感应装置与齿盘的距离较大，测速装置损坏、断线时，调速器不工作。其故障情况是：测速表计无显示或显示最大值；调速器在机组频率低或高时不动作（有时出现调速器不开机）。故障的解决措施是：对接线进行检查；检查安装距离。
2.5机组自动开机后转速达不到额定值
机组自动开机后出现转速不符合额定值的情况：机组在自动开机后，转速不满足额定转速，对各种调速器，可能有各种因素：A水头监测值不规范或水头人工设定值不科学：若是水头监测值或水头人工设定值超过实际水头值时，将引起自动按水头整定的空载开度低于实际的空载开度，从而导致机组开机后，转速不满足额定值（对微机调）。对此处理办法一般是要调整水头监测的科学性；设置的人工水头值，应结合具体的水头科学整定。B进水口拦污栅出现堵塞情况：进水口拦污栅出现堵塞，导致水轮机运行期间水头下降，引起整定的空载开度低于实际的空载开度，使得机组开机后转速不满足额定值。
结束语：水电厂是利用水能来进行发电的综合工程设施，不仅具有发电功能，通常还具有防洪、灌溉、航运等作用，其主要的发电动力装置为水轮发电机组，对水电站系统的正常运行起着至关重要的作用，而对水轮发电机组的运行进行调节、控制及保护的重要辅助设备就是调速器，调速器一旦发生故障会直接影响水轮机组的正常运行，所以分析和研究水轮机发电机组调速器的维护措施和故障处理措施就显得十分必要。
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论文作者:余凡
论文发表刊物:《电力设备》2019年第24期
论文发表时间:2020/5/6