摘要：随着我国经济的不断发展，电力供应需求也不断加大，为了满足日益增大的电力要求，我国政府近些年来采取各种措施进行水力发电站发电，而这些大型的水力发电站在日常供电过程容易出现机械故障等问题，本文不但介绍了某水电站WDST-100型调速器的结构和特点，而且针对这两种调速器的调速器抽动、自动水头功能未投入、调速器在线机频繁切换以及小网标志频繁动作等典型电气故障，维修人员深入分析其出现故障的原因，并提出合理科学有效的解决办法，从而保障水电站调速器平时维护和出现故障时采取有效办法并解决。
关键词：水电站；调速器；抽动；自动水头；频繁动作；电气故障
本文介绍的水电站调速器主要囊括调节控制器和机械液压系统，其作用是在发电站进行工作时保证水轮发电机频率稳定、维持电力系统负荷平衡，在此之外还可根据操作的控制命令进行自动停开机、负荷调节等自动化操作。随着科技的不断发展和进步，水轮发电机调速器不再需要人工看管可通过编程控制器等作为调节器，并且可以配合少量的外围信号电路从而做到调节，这类操作可以有效地降低故障率，但是也会偶尔出现异常故障现象，这种异常现象通常是因为由于信号线接触不良、程序设计考虑不足、产品寿命质量问题以及机械液压部件杂质堵塞造成的。在我国某寨水利枢纽的4台机组均采用长江控制研究所生产的WDST-100型调速器，这种调速器的控制部分是使用完全独立的交叉冗余配置。
1主配压阀抽动
1.1故障现象
这类调速器的控制部分容易出现问题，具体表现为3号机组调速器多次出现抽动现象，实地勘察出的结果就是主配压阀频繁上下动作；压油装置油压低信号频报，主泵启动频繁；大部分机组的功率在部分定值区域出现持续不断的波动。
根据实际数据所示可见调速器在抽动之前则为有功功率65MW，而调节功率则稳定保持在67.28%（转速波动尚在死区限制范围内），在出现抽动之后的调速器导叶则是维持在66.96%~67.84%范围内频繁开闭，从而导致机组转速在有功功率的状态下波动显著。为了解决抽动问题，维修人员通常会到现场进行紧急故障处理，处理方法为将发电机组调速器自动调速状态切换为机械手动运行，当切换为机械手动调速时抽动问题则可迅速消除，但是机械手动调速费时费力，并且调节精度较差，只有在紧急情况下才可采用该调速方式，应迅速处理自动调速器故障，从而保障后续工作顺利进行。
1.2原因分析
为了解决自动调速器故障问题，保障发电机组顺利运行，要针对其故障原因进行解决，维护人员要分析故障得到出现问题的原因。例如:通过不断试验对其调速器和比例阀进行交叉配置，得出调速器抽动问题出现原因主要为抽动现象由比例阀A相关部分引起。在这之中的导叶开度调节信号和协联控制调节信号在对应的比例阀驱动板处与导叶开度反馈信号作差，在有差值的状态下会出现驱动板对比例阀开机，或者会出现关机侧线圈励磁，而主配压阀接力器会向开机方向或者关机方向进行运动。另外在调速器抽动时平衡表会显示调节器输出和导叶开度反馈数据差异。而电机组机械部分在故障的状态下会出现平衡表单偏指示，电气部分在出现故障的情况下则会出现为零刻度两侧反复动作。而3号机组的调速器在抽动的状态下平衡器则会显示指针零刻度两侧来回摆动，因此抽动的主要问题则是出现在电液转换电气部分，在实际应用中为比例阀驱动板部分。
WDST-100型调速器当中的电液转换核心部件就是比例阀驱动板，该部分的主要作用就是将控制器调节信号和接力器位移信号的差值转换为控制比例阀动作的电信号，而且该部分涉及到开关机补偿、开度反馈信号调零调幅、放大倍数以及振动分量等关键参数，所以该部分在整个调速器运作当中起到至关重要的作用，大多数调解方式为人工调整电位器实现各参数整定，但是并没有制定良好的调整依据。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在实地勘探过程中则应通过观察其导叶开度反馈机构固定良好，并且要求接力器反应要求灵敏，测量实际数据精准；为了避免比例阀出现共振，要求三角波振动分量频率数据控制在253Hz，并且保持频率保持在100~500Hz的范围要求。也可通过触摸屏进行观察，可观察到调节器调节输出信号和导叶开度反馈信号偏差较大，远远超过0.5%规定范围。综上各种原因，抽动故障集中在比例阀驱动板开关机补偿部分。
1.3故障处理
为了解决调节器出现抽动的故障问题，维护人员要根据实地现场当中比例阀A驱动板所对应的开关补偿器电位器向进行适量的方向调整并且减小补偿，则会降低抽动问题的产生，在调速器正常工作状态下各项数据参数和是导叶开度波动范围大幅缩小，3号机组也会按照指定顺序进行稳定运作，遍布会出现故障时的抽动问题。其次，不但要将开关补偿器电位器向进行适量的方向调整，还要不断配合放大倍数电位器一起调试。大多数情况下则是先提示好死区在提升放大倍数，若果系统抽动问题不在出现便可不断提高放大倍数。
2自动水头未投入
2.1故障现象
在进行轴流转桨式双调节机组进行调解的过程中，其中的导叶和桨叶之间要按照最为协调的联动控制方式进行调整，不断提升水轮机的高效运新区域宽度，从而保障水轮机组具有最高的运行效率。协调联动控制方式便是将水头信号和导叶开度同时运行从而保障桨叶开度。一直以来，大多数情况下，水头测量回路往往会出现较为严重的差异，维护人员往往只能根据实地数据进行水库上下游水位值手动修改调速器侧水头值参和协调联动控制桨叶和导叶，但是手动控制并不能保障调速系统对水头值的精准把握，这种问题的产生不能及时的反映出机组实际工作水头变化，这种问题导致机组长期偏离最优工况运行。
2.2原因分析
通过对数据进行分析从而做出设计，该水电站水轮机工作往往是由测取水轮机蜗壳进口压力与尾水管出口压力后计算而得。而在现实应用中机组在建成并投产发电成功之后便会由于水库泥沙含量偏大导致的各机组蜗壳进口压力和尾水管出口压力测量管路被泥沙不同程度淤堵，从而降低各设备之中的压力表输出数据和实际设备工作当中的压力不相符，初始设计当中的水头测量方式由于和实际应用差异较大并不能为机组调速器实地运行提供精准水头数据参考，所以要采取相关办法得到实际压力信息。
2.3故障处理
为了得到水头实地数据参考，要改变以往的数据获取方式，通过机组拦污栅后水位和下游水位在机组LCU（现地控制单元）中相减从而得到实际应用当中的水头信号，这种新型的水头信号采集方式是根据实际应用得出的，在这当中，机组拦污栅后水位的液位传感器到发电机组的接线回路，而发电站当中的下游水位则是通过全场公用的LCU进行信号采集，另外各发电机组的LCU通过企业监控互联系统进行传输并对下游水位值实时控制从而做出水头数据分析，当水头信号分析完毕后便将设计初期的模拟输出信号和调速器参数进行实时调整。在实际应用运行完毕后得出结论显示发电机组水头信号的采集过程是通过零物质条件进行修改，从而降低了人工修改水头数据的繁琐工作，从而提升了工作效率，降低了能源消耗。
结论
综上所述，随着我国经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，对电力供应也提出了新的要求，国家政府为了满足日益提升的电能需求，在近些年来修建了大量水力发电站，而水轮机调速器是水电站的重要基础控制设备，该调速器的稳定运行保障了发电机组的顺利平稳工作，维护人员要根据实例水电站调速器的电气故障进行问题分析，从而得到解决办法和方案，并且为后续发电工作和其他发电站出现类似问题提供解决故障的参考数据。
参考文献
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论文作者:张永甜
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/9/2
标签：调速器论文; 水头论文; 机组论文; 信号论文; 故障论文; 水电站论文; 数据论文; 《基层建设》2019年第11期论文;