摘要：由于操作不当，和运行时环境的影响，造成水轮机调速器系统抽动故障，为了保证水轮机设备调速器系统中的抽动故障能得到有效解决，应认识到抽动故障的影响以及故障的特殊性，以全面的故障检查分析为基础，制定科学的故障应对处理方案。
关键词：水轮机；调速器系统；抽动故障；消除措施
引言
水轮机调速器因受到生产厂商的设计缺陷以及现场的运行环境等多种因素的作用，其在运行过程中，会相继发生机械液压系统抽动，这样不仅对水轮机调速器的稳定性能产生影响，也会对设备的使用年限造成一定的影响。该抽动故障的性质为偶发性，即使经过多次处理，还是无法对其进行有效根除，使得设备存在着较大的安全隐患。故水轮机调速器系统消除和防止产生的偶发性抽动关键所在，是通过水轮机调速器本身的相关性能加以完善，并优化其运行环境，而且注意在对水轮机调速器中，各种软硬件进行完善和合理调整的同时，为满足电网要求，其必须要达到国家规定的有关标准。
1水轮机运行阶段故障概述
目前的电力系统中有大量的水轮机设备，受到供电系统特殊需要的影响，水轮机通常需要在高负荷的条件下长时间运行，这也就对水轮机设备的实际性能有更高的要求。通常在水轮机设备运行一段时间之后，设备当中液压系统就会出现周期性、循环性的故障问题，当这种故障问题得不到有效处理的时候，就会引发更为严重的故障。通常在水轮机设备运行的发生故障时候，也会对设备当中的主阀部件以及引导阀部件的稳定性产生影响，最终导致这些部件出现不同程度的抽动，影响水轮机设备运行阶段的稳定性。水轮机设备的运行环境较为复杂这也导致水轮机设备的抽动故障出现频率较高，在水轮机进入使用现场的试运行阶，或者是进行水轮机设备安装以及改造的阶段当中，都有可能出现抽动类型的水轮机机械故障。
2水轮机运行阶段故障类型分析
水轮机设备是水力发电系统中的关键性组成设备，当水轮机正常的运行的时候，通常会利用内环类型控制系统对设备进行管理。而从水轮机设备的组成结方面来看，在其内部带有配压阀部件传感器，通过这一部件的正常使用，一旦配压阀部件在使用的时出现了故障，那么就能在第一时间被发现，并完成相应的信息转换工作，这样整个系统就能通过电子信号的连系下形成一个完整体系，这些电子信号就能被传输到设备的工作台，进而对这些信号进行有效的反馈或者是最终处理。其次，水轮机设备的运行环境当中也会存在较多的影响因素，运行环境所带来的影响主要会以未进行平衡调整工况问题为主。而水轮机当中调速器部件的主要构成材料为塑料材质，在设备高负荷运行状态下就会导致塑料出现较为严重的磨损，并且这种导电类型塑料在不断磨损的情况下，其导电能力也会有所下降，对设备正常运行产生不利影。最突出的表现就是导致设备在运行阶段平衡点的具体位置难以得到精准的控制，并在平衡点位置附近出现随机的抽动，这样也就会导致设备运行阶段发生抽动故障。最后，导致水轮机设备发生抽动故障的因素当中，控制设备的反馈信号处理效果也是重要影响因素的，当水轮机设备当中导叶部件产生的反馈信息波动频率过大的时候，也会导致设备在运行中出现故。在设备反馈机制中，导叶部件所产生的反馈信息会随着设备振动频率的变化而发生变化，当水轮机导叶部件的运行振动频率过大的时候，其所产生的信号也就是带有较大的波动，使水轮机内部控制系统难以进行有效的信息收集、整理，这也就会给水轮机设备的运行控制效果产生不利影响，并加剧了水轮机设备的抽动故障，而这也是水轮机设备主配压部件产生抽动故障的主要成因。
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3应对水轮机设备调速器故障的措施
3.1调速器故障应对措施概述
在开展水轮机设备故障检测以及应对的时候，要能对水轮机设备进行全面的分析，从设备的组成结构、电子部件特性等方面入手，在了解水轮机设备调速器部件特点的基础上进行科学的机械故障应对。在这个阶段中尤其要能注意到抽动故障对设备运行所产生的影响，以故障成因为出发点对故障进行处。由于在水轮机运行当中可能会导致设备出故障的因素较多，因此在对水轮机故障进行处理的时候也需要从多个方面入手，对设备的硬件系统以及设备的软件系统进行优化完善。如果在对水轮机设备抽动故障检查中发现导致设备故障的成因源自于控制系统，那么在处理设备抽动故障的时候就要从内部控制系统方面入手，对控制系统进行优化，强化系统的控制能力。其次，如果在设备检查阶段中发现设备故障主要源自于导叶部件反馈信息质量的问题，那么这一类故障多是由与水轮机硬件方面问题所引起，那么在故障处理阶段要能及时的维护或者更换设备部件。
3.2设置压紧行程
水轮机在停运期间，要注意对电气压紧行程进行合理的设置，可以设置一个负电压来对主配压阀信号进行控制，通过控制信号，可以平衡信号的波动频率，使得水轮机在停运期间能够不受信号的影响，而出现抽动故障。
3.3修改水轮机调速器数字阀控制和优化参数
为最大程度上减少或者避免水轮机调速器系统信号的震荡及变化，可借助延时停止调速器数字阀输出的方式。这样就确保在调速器调节顺畅的基础上，做好对抽动障碍的预防工作。对水轮机调速器参数的优化，可采用增强PID算法。参数优化后，需及时在主阀数组中，将此偏差进行剔除，从而使被调节的量近乎于设定的目标值。需加以重视的是，水轮机调速器会在参数变化缓慢的情况下，产生比例和微分通道近乎于不起作用的现象，可通过对调速器的参数进行进一步调节，以实现水轮机调速器功能稳定、防止抽动故障发生的目的。
3.4更换导叶反馈及安装位置与主配压阀阀芯位移传感器
水轮机导叶反馈安装于导叶接力器支座上。其采用直线电位器的形式，在开机后，导叶反馈的振动幅度比较高，反馈信号就容易产生波动现象，这样就使水轮机调速器产生抽动障碍。故借助改变导叶反馈装置的形式，在把机械转换装置安装于水轮机层，从而有效的避免了振动问题干扰。水轮机在实际运行中，主配压阀阀芯的行程非常小，从提高控制精度方面考虑，对直线位移传感器有效行程的选取原则，即不能与实际动作行程差距较大，但一般较小行程的直线位移传感器多属于导电塑料电阻轨型。以现场实际需要为依托，可将主配压阀阀芯位移传感器用非接触式的反馈装置来进行替换。依据差动变压器的工作原理，该类位移传感装置，利用套在线圈中的铁芯在管内的移动，以达到对位移测量的目的。通过更换位移传感器，主阀阀芯位移传感器平衡点易磨损的问题就得到了有效解决。并且从使用情况观察，水轮机调速器长期运行的要求能到完全得到满足。
结语
水轮机调速器有其自身的系统特点，它是一套自动控制系统，倘若其中的一个环节产生障碍，就很可能会引起整个水轮机调速系统的不稳定。实际工作中，应结合多方面的因素，以引起调速器在运行中产生故障的原因为出发点，逐步对水轮机的调速器的性能加以完善，提高自动控制设备的可靠程度，保障水轮机调速器能够在安全可控的范围内运行。
参考文献:
[1]魏守平.水轮机调节[M].武汉：华中科技大学出版社，2016.
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[4]魏守平，罗萍．数字式电液调速器的微机调节器[J].水电自动化与大坝监测，2016，27（3）.
论文作者:蒙开军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
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