摘要：随着经济和各行各业的快速发展，电力系统对发电侧的要求不断提高，调速器的运行可靠性摆在重要位置，调速器系统的设计一般要求电气、机械回路均具有容错能力，当调速器某些环节出现故障或失效时，仍能维持机组运行。多冗余高速开关阀加逻辑插装阀形式的调速器具有较强的抗油污能力和容错能力，在水电行业得到广泛应用。然而在液压设备出现故障时，若液压逻辑不够完善，电气回路的容错功能也将失效，可能导致水轮发电机组失控。
关键词：水电站调速器；常见故障；技术处理
引言
电站调速器的任务是不断地调节水轮发电机组的输出功率，维持机组的转速在额定转速的规定范围内。数字阀ＰＣＣ可编程智能调速器具有使用性能强和运行稳定的优点。经过近５年多的运行，电站调速器运行稳定，维护工作量小，降低了维护成本。
1水电站调速器作用
调速器的作用具体如下。1）能够使转浆式和冲击式水轮配合运转，彼此调节。2）能够对水轮发电机之间的负荷进行合理分配，以确保水电站发电机组的正常运行。3）能够启动水轮发电机组的快速手动和自动档，使得发电机组在其所受负载发生改变的情况下也能照常运转。4）能够维持发电机组转速正常，尽可能减小与额定转速之间的差距，保障水电站发电机组在正常功率范围内工作。
2调速器液压原理及高速开关阀故障逻辑
在机组正常运行中，其控制量通过开关量接口与智能功放板驱动液压随动系统的高速开关阀，最终实现对机组的调节与控制。改造后的调速器液压随动系统主要由高速开关阀、逻辑插装阀及其他辅助功能元件组成。桨叶第1－3路液压控制模块原理基本相同，开关阀开侧或关侧动作时，将驱动液控阀往相应方向动作，进一步控制插装阀A/D或B/C打开，调节桨叶开度;桨叶第4路有所不同，开关阀开侧或关侧动作时，不经过液控阀，直接控制插装阀A/D或B/C动作。在各回路设计中，1—4路对应不同的调节速度，依次加快。
3调速器操作过程
3.1调速器手动开机过程
调速器手动开机准备条件有：低压配电室低压柜内投入调速器交流电源，中控室直流馈电屏内投入调速器直流控制电源，调速器配电箱内投入油泵电源，调速器控制柜内投入交流电源，调速器控制柜内投入直流电源，接力器位置处于全关，打开调速器主油阀，退出锁定装置。调速器具备开机条件后，在调速器操作面板上，运行人员将“手动／自动”切换开关置于“手动”位置，触摸屏画面切换到操作显示画面。在调速器开机过程中，应注意观察调速器的参数，如果确认调速器开机，在操作面板上运行人员点击开机按钮，触摸屏画面显示开机画面，观察导叶开度、机组转速和机频等参数，机组转速稳定在额定转速。运行人员根据桨叶角度、渠道流量和水头变化，在调速器触摸屏操作显示画面上，需要重新设置４个参数。
3.2机组在运行中的负荷故障
发电机组若处于超负荷的工作状态，可能导致跳闸。产生这种故障的原因可能是发电机组处于超负荷的工作状态时，调速器也同步处于超负荷的工作状态，机组并网后，调速器会按程序将导叶开度快速增加一倍，达到满负荷开度值，系统频率指示断开，而调速器开度保持原样，将直接产生定子超电流的状况，进而导致跳闸。对于这种故障，要认识到它产生后果的严重性。
3.3调速器液压控制回路逻辑风险分析
多冗余高速开关阀加逻辑插装阀组控制形式中，理论上任何开关阀发卡后，只要有并联的其他开关阀动作正常，就能将导叶或桨叶调至目标开度，具体分析如下:1)任一开关阀任一侧卡在复归位置都没有关系，只要并联地其他开关阀相应侧能正常动作，桨叶或导叶总能够通过某一调节速度调至目标开度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆2)当慢速控制回路的开关阀任一侧卡在动作位置时，只要并联地快速控制回路的开关阀反向侧且能正常动作，桨叶或导叶也能够在某一调节速度下调至目标开度。3)当最快的第4路开关阀某一侧卡在动作位置时，将会出现较大的运行风险。当第4路开关阀开侧卡在动作位时，插装阀A/D打开，导叶将持续往开方向动作，系统将下指令减导叶开度，通过开关阀动作打开插装阀B/C，此时插装阀A/B/C/D都打开，压力油口P与回油口T直接接通，系统油压将迅速下降，随着控制系统失压，导叶和桨叶将陷于失控状态，这必然严重威胁机组的安全运行。同理，当导叶第4路开关阀关侧卡在动作位时，其后果也一样。与导叶控制回路类似，桨叶路也存在同样的逻辑风险。
3.4调速器手动停机过程
接到调度停机命令后，在调速器操作面板上，运行人员将“手动／自动”切换开关置于“手动”位置，触摸屏画面切换到操作显示画面。如果确认调速器停机，在操作面板上运行人员点击关机按钮，触摸屏画面显示关机画面，观察导叶开度、机组转速和机频等参数，直至导叶开度到全关为止，注意观察机组停机过程是否正常。机组停机后，运行人员关闭调速器主油阀，投入锁定装置。如果机组停机过程中剪断销剪断，导叶不能完全关闭，运行人员应将进水闸门快速落下，防止机组低速运行，损坏机组。
4调速器注意事项
为了保证调速器正常、安全运行，厂家调试人员现场设置的运行参数电站运行人员不得随意更改。电站水轮发电机组为手动调桨，机组开机前，运行人员需要根据水轮机运行效率曲线以及渠道流量，手动调整桨叶角度。机组具备开机条件后，运行人员在调速器操作面板上操作开机按钮。当机组转速稳定在额定转速，运行人员需要重新设置调速器运行参数；只有正确输入相应的密码，才能进入运行参数设置画面。运行人员需要重新设置启动开度、空载开度、二段拐点、空载电开限４个参数，二段拐点介于启动开度和空载开度之间。运行参数设置完毕，运行人员需按下固化参数按钮；固化参数只有在手动状态下才能完成。
结语
调速器的构成包括调节器、电液随动系统。调节器主要由电源、可编程计算机控制器（ＰＣＣ）、触模屏等构成。ＰＣＣ构成包括：ＣＰＵ模块、数字阀控制模块、Ａ／Ｄ转换模块、测频模块、开关量输入和开关量输出模块等。调速器在水电站中的主要作用是调节水轮机的导叶开度，控制水轮机进水量。并网前，调整机组转速，并网后，调整机组有功功率。
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论文作者:王刚,李悦,关建军
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/9
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