摘要：随着我国经济的快速的发展和社会的不断变化，人们在各方面的需求越来越高，人们日常生活工作的必须消费的电也面临同样的要求，为了保证电厂供电的安全可靠，其中重要一环，水轮机调速系统关乎供电可靠的半边天。已在实践中得到广泛应用的SWT-2000H型水轮机调速系统，采用了双微机双通道冗余控制结构，大大的提高了水轮机调速器系统在运行过程中的可靠性。但是在实际应用过程中，SWT-2000H型水轮机调速器系统的运行状况也存在许多的问题，为提高调速器系统的工作质量及水平，本文对SWT-2000H型水轮机调速器系统的运行状况进行了分析，并对其进行评价，总结其中存在的问题，提出有效的解决建议。
关键词：SWT-2000H型；水轮机；调速器系统；运行情况
我厂SWT-2000H型水轮机调节系统调速系统采用了SAFR-2000H系列水轮机调速器电气调节装置搭配ZFL-150/D型系列比例伺服阀控制的调速器液压柜构成。电气调节装置系统采用两套完全相同互为备用的可编程控制计算机（PCC）为核心构成，通过故障自诊断进行双机切换；搭配的ZFL-150/D型系列调速器液压柜已比例伺服阀为自动控制核心，具有伺服阀的高响应、高精度又具有比例阀的对油质的要求不高的特点。
一、SWT-2000H结构特点分析
1、调速器伺服回路非完全切换备用关系
电气调节装置以双套可编程控制计算机（PCC）为核心构成，两套之间的切换是由一智能切换继电器统一控制，液压控制系统由相对独立的两套智能综合控制模块控制（图1）。液压控制共有两路自动回路，其中一路伺服比例阀由主用油路切换阀控制，另一路伺服比例阀由备用油路切换阀控制，主用油路切换阀与备用油路切换阀在电气回路上形成互锁关系，主用油路切换阀为不带电不动作电磁阀，备用油路切换阀为带电动作电磁阀，无故障时，无伺服切换信号，主用油路切换阀及备用油路切换阀均不带电，形成主用油路切换阀所在伺服比例阀控制主配工作。当判定主用伺服比例阀发生故障（如阀卡涩）时，只能控制模块发出主用伺服比例阀故障信号到PCC，PCC进而向切换继电器发出伺服切换要求，同时使主、备用切换电磁阀带电，切除主用伺服比例阀，时备用伺服比例阀参与工作控制主配继续运行。
备用伺服比例阀回路只能在PCC判得主用伺服阀故障后，由控制系统切换为备用伺服比例阀工作，备用伺服比例阀回路在常年正常运行环境下一直处于备用状态，不参与主配实际控制。
2、压力油泵出口法兰设置在回油箱内
调速器系统搭配YZ-12.0-6.3型压油系统，系统结构紧凑，压力油管与回油箱紧邻布置，每台机组共配置两台压力油泵。回油箱空间相对封闭且狭小，布置于回油箱顶盖上的压力油泵电机部分在顶盖上部，油泵及泵的进出油管路均在回油箱内部，泵出口处与后端管路连接法兰布置于回油箱内部。
3、调速器测频模块信号干扰
SAFR-2000H系列水轮机调速器电气调节装置每套可编程控制计算机（PCC）频率信号输入由一个频率信号处理模块实现，该频率处理模块同时对网频、发电机机端残压测频以及齿盘测频共3路测频信号进行处理。
4、接力器行程传感器动滑块连接万向节
接力器行程采用了轨道滑块式导叶位移传感单元，两路导叶位移传感单元均安装于同一接力器端头处（图2）。传感器动滑块均连接在焊接于接力器活动杆端头的一角钢上，传感器滑轨共同安装于一固定底板上，该底板固定于接力器缸盖上。
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当接力器检修都需要将角钢切割，同时拆卸固定滑轨的底板，检修完成后焊接回装角钢以及固定滑轨的底板。由于底板安装的偏差和滑轨固定在底板上的偏移，以及接力器静态调试的疏漏，造成滑轨中心线与滑块实际运动中心线发生偏差。若偏差角度较大，则会造成在接力器全关位依造固定位置安装好的滑轨滑块在接力器杆带动滑块在滑轨上移动后，滑块受限于滑轨的实际位置与同角钢一起自由移动的位置间会产生一横向位移，因滑块与角钢采用一短杆连接（图3），短杆与滑块处采用万向节连接，有2维自由度，但是短杆在角钢处采用了固定螺栓连接，无自由度，当该短杆与滑块连接一端受限于滑块必须发生偏移时，必然在短杆与角钢连接的固定部位产生一与偏移方向相反的力矩，该力矩作用于短杆上位于与角钢连接处，随着导叶的每次开关，该力矩反复出现消失。长期的力矩产生又消失，使短杆这一部分金属很快发生金属疲劳而折断，很容易在下一次该设备检修更换前的运行期间而发生。
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二、SWT-2000H型水轮机调速器系统运行中的异常分析及处理方法
1、调速器伺服回路非完全切换备用关系
在设备投产初期曾经发生机组并网带负荷运行时调速器不稳定，主配频繁大幅度动作，调速器自身故障判断机制未检测有异常，突然在一次电网负荷调整后机组有功负荷下降接近空载，而后恢复正常。后续检查分析得出，负荷大幅异常下降时主用伺服比例阀控制主配工作，该伺服比例阀发生发生快速造成导叶快速关闭，而后PCC判得伺服比例阀故障，切换至备用伺服比例阀工作，调速器重新调整导叶至监控系统负荷给定要求，该主用伺服比例阀在拆洗后工作正常。
2、压力油泵出口法兰设置在回油箱内
该型压油系统设备运行中发生其中一台油泵工作正常，切至另一台油泵运行时压力油罐亦可泵油，只是泵运行较长时间后，油泵停止运行，压油控制系统报该油泵故障而后自动切除该泵运行。检查分析得调速压油系统结构比较紧凑，回油箱空间相对封闭，布置于回油箱顶盖上的压力油泵电机部分在顶盖上部，油泵及泵的进出油管路均在回油箱内部，在泵出口处与后端管路连接法兰在机组运行中发生泄漏，泄漏压力刚好导致该油泵不能将压力油罐泵油至设定的停泵压力，仅靠泵运行延时判定该油泵故障，切除该泵运行，但此时却不具备处理该法兰条件，造成单一油泵长时间在异常状况运行不具备恢复正常运行条件，致使主设备在汛期长期带病运行，带来极大的风险。
3、调速器测频模块信号干扰
一台机组在空转运行时，其中一套电气控制装置报出机频采样故障，现场检查该套电气控制系统的机频不停跳变，另一套运行正常。后经多次检查测试分析，故障原因系机组空转时机端电压残压较低同时因与网频及齿盘测频共用同一测频模块受到干扰所致。此时较低的机端残压刚好大于电气控制系统设定的机端电压残压阈值，电气控制系统空转调节参考机频切换为机端残压，机端残压受干扰无法稳定，调速器判定机频采样故障。
4、接力器行程传感器动滑块连接万向节
在实施更换改造前，2台次机组发生机组运行中导叶反馈故障，调速器总故障退出自动运行，单机有功不可调进而单机AGC退出运行，现场检查其中一路导叶位移传感器动滑块远离其固定角钢，现场临时将连接杆断裂的动滑块与接力器杆端头角钢捆扎，调速器故障复归，正常减负荷停机。检查分析得在2台机组上各发生1次其中1路接力器行程传感器动滑块与角钢连接的连接杆端部螺杆断裂故障，断裂时机组均带一定负荷，接力器在一较大开度，减负荷时因连接杆已完全断开，传感器动滑块不再受到接力器杆牵引移动而保持在连接杆断裂时的位置，调速器一减负荷关闭导叶，两路传感器动滑块便不再同步移动，调速器电气控制系统判定导叶反馈故障，闭锁调速器自动调节。
三、结语
我厂SWT-2000H型水轮机调速器系统自投运以来，以其优异的调节性能及基本完善的冗余安全性能，大大提高了机组的安全自动化水平和运行人员的劳动生产率，基本运行状况良好，对整个电厂的安全生产运行起到了重大作用。
参考文献：
[1] 沈祖诒 水轮机调节（第三版）. 中国水利水电出版社. 1998
[2] 刘忠源，徐睦书 水电站自动化（第三版）. 中国水利水电出版社. 1998
论文作者:赵定林1, 宋腾2
论文发表刊物:《基层建设》2016年19期
论文发表时间:2016/11/29
标签：调速器论文; 水轮机论文; 油泵论文; 角钢论文; 滑块论文; 故障论文; 油路论文; 《基层建设》2016年19期论文;