摘要：在水轮机调速器系统运行当中，有时会出现抽动故障，引起这种故障的原因主要在于水轮机调速器系统设计中存在缺陷以及运行环境不良等多种因素。抽动障碍会影响水轮发电机组的使用，使其不能正常的发挥作用。
关键词：水轮机；调速设备；抽动故障消除
在水轮机的运行阶段中，由于设备设计缺陷或者运行环境中一些因素的影响，导致水轮机设备在运行的时候可能会出现抽动故障，这一故障不仅会对设备运行的稳定性造成影响，同时也会对水轮机设备运行造成损害，缩短设备的运行寿命。需要水轮机管理人员做好水轮机抽动故障的应对工作，保证水轮机的运行性能。
一、水轮机调速器系统抽动故障分析
水轮机的抽动故障主要是指机械液压系统出现抽动、引导阀及主配压阀出现上下抽动的问题。有些水轮机调速器在运行一段时间后，由于自身存在的安全隐患，容易出现抽动故障。一般而言，水轮机调速器出现抽动的频率范围在3-10Hz之间，并且抽动的幅值在0.5-2.0mm之间。部分的相关维修人员会采用将主配压阀传感器重新移动到中心位置，或者是更换主配压阀传感器，会使得抽动问题得到一定的改善，但是这样的方法毕竟只能够起到暂时的作用，仍然无法对抽动故障进行有效的根治。
二、引起抽动障碍的原因
1.调速器的系统构成原因。从水轮机的速度调节器的构成上可以看出，它的主配压力阀门的自动感应器的作用，就是推动主配压阀的活塞进行移动，还可以作为一种变换的信号，对速度调节器中要承接和传递的信息进行收纳分类，在此基础上，对主配压力阀门所处的方位进行准确的监察。
2.所处环境的影响。当在一种非正常的环境中使用水轮机时，如果在一定时间范围内没有对主配压阀所处的位置进行及时、准确的调整，那么在水轮机正常使用的过程中，速度调节器就会出现不稳定到现象，这样也会诱发水轮机系统出现抽动的障碍。在这种情况下出现抽动障碍，会损害水轮机内部系统，使水轮机的速度调节器不能正常运作，从而使机械的液压处也出现抽动障碍现象，这让水轮机无法在绝对安全的范围内进行工作，同时也减少了水轮机调速器的使用寿命。
3.水轮机导叶反馈信号的波动幅度频率大。在对水轮机组进行安装时，一定要检测好它可以容纳的空间范围，再安装水轮机的速度调节器，保证调速器的控制系统能够正常的工作。一般情况下，它的控制设备通常位于电源层，与导叶的距离较远，所以机组在工作的过程中产生的振幅较大。可振幅一旦增大就会干扰传递出的信号，使信息无法及时、准确、连续的传递出来，是主配压阀出现抽动故障的原因之一。导叶的反应会随着振幅的波动而变化，这种情况下，控制设备就不能对信息进行采集归纳，不能了解系统内部的变化，同时也就无法准确的控制系统内部的抽动障碍，导致抽动故障更加严重，这就是使主配压力阀出现上下抽动的现象的原因，妨碍水轮机的正常工作。
三、应对水轮机设备调速器故障的措施
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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其次，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。
2.设置水轮机调速器主阀的压紧行程。水轮机调速器在进行安装、调试的过程中，对水轮机调速器主阀行程的压紧需在停机运行状态下进行，给调速器设置一个较小的主阀伺服控制信号，通过对信号的控制，进而平衡了信号的波动频率，有效的防止主配压阀阀芯的抽动。
3.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。
4.水轮机调速器进行滤波处理。当水轮机机组处于空载的状态下，可通过对调速器主配压阀进行调整，过滤影响主配压阀的干扰信号，从而有效的避免水轮机调速器抽动障碍的发生。当水轮机组在运行的状态下，此时既没有增减信号优无非频率调节，将比例伺服阀控制信号进行清零，该措施对水轮调速器稳定性能有很大程度上的提高，保证了水轮机机组与伺服阀的工作性能，延长了使用年限。
四、消除措施
在水轮机调节器出现抽动故障时，要注意对水轮机调节器系统进行全面的分析，确定水轮机调节器系统出现抽动的原因，从而根据造成抽动故障出现的原因采取针对性的消除手段，例如，造成水轮机调节器系统出现抽动故障的原因为控制系统出现问题，则需要采取的消除措施就是对程序进行有效的修改，逐步的完善水轮机调节器系统的性能。而如果硬件上出现了问题就需要对硬件进行及时的调整或更换，比如导叶反馈出现问题，就需要对导叶反馈的安装方式进行改进，选择更加稳定的安装位置，以减少出现磨损的现象。在对造成水轮机调节器出现抽动故障的原因进行全面的分析后，要采取具体的措施对抽动故障进行消除，主要的措施包括以下几个方面：
1.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。
2.修改数字阀控制和优化参数。在数字阀调节进入开度死区时，延时停止数字阀输出，延时时间可在人机界面设置。采用增强PID算法，并分别对比例伺服阀和数字阀控制状态下的调节参数进行优化，尽量减少或避免调速器的抽动，保证调节顺畅。
3.更换导叶反馈及安装位置。导叶反馈采用直线电位器形式，安装在导叶接力器支座上，因此，开机后导叶反馈振动较大，反馈信号出现波动，使调速器发生抽动现象。通过改变导叶反馈装置形式，并将机械转换装置安装在水轮机层，避免了振动干扰。
4.更换主配压阀阀芯位移传感器。根据差动变压器工作原理，将位移传感器套在线圈中的铁芯在管内移动，能实现位移测量。通过更换为该非接触式位移传感器，较好地解决了主配压阀阀芯位移传感器平衡点易磨损的问题，完全能够满足水轮机调速器长期运行的要求。
要对水轮机从多个角度进行探究，结合不同的方面、不同的要素进行全方位的分析，先完善水轮机的速度调节器的理论概念，同时在应用的过程中结合新的理念，提高水轮机的使用效能，增加它的安全性，在水轮机的速度调节器正常稳定的工作的前提下，优化整个水轮机组，达到电网的响应要求。
参考文献
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[2]刘艳.水轮机调速器抽动故障及消除措施[J].科技创新与应用,2016.
[3]木倩.水轮机调速器抽动故障及消除措施[J].城市建设理论研究，2016.
论文作者:何国斌
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/18
标签：水轮机论文; 调速器论文; 故障论文; 调节器论文; 设备论文; 信号论文; 反馈论文; 《电力设备》2019年第9期论文;