摘要：时代在进步，社会在发展，水电行业的发展也是马不停蹄。水轮机调速系统作为水电行业中重要的控制设备，对机组的整个发电过程有着深远的影响，并对水电站经济效益的提升，以及安全运行起着十分重要的作用。为此，文章简要介绍了水轮机调速系统的基本结构，对其应用进行了详细的分析，以及研究了水轮机调速系统故障维修的方法。
关键词：水轮机；调速系统；应用；故障维修
前言：近年来，水轮机调速系统随着各项技术如液压技术的广泛发展和广泛应用，得到了飞速的发展，各种调速器相继出现，调速系统的设计、功能和使用的灵活性也得到了相应的提升。机组的主要控制系统是水轮机调速系统，对水轮机调速系统的有效应用，在很大程度上促使机组的效率得以提升，保障其安全性的同时，经济效益也得以提升。然而，水轮机调节系统在实际生产和应用中，经常发生故障，为了充分、合理地应用该系统，必须将故障维修工作做好。
1分析系统的基本结构
在电厂中，水轮机调速器是关键的设备，调节作用不容小觑，在水电系统中，也是最主要的结构。调节器主要有两个部分，一是控制部分，二是执行部分。水轮机调速器能够依据电网负荷的变化，适当的调节电厂有功功率的输出。为了保证工频的稳定性，有必要将机组的速度控制在规定的范围内。作为调速器和调速器的控制对象，水轮机调速系统可靠运行直接影响着电能质量以及电网安全，此外，水轮机调速系统结构非常复杂，属于非线性非最小相位的系统。所以，有必要对水轮机调速系统进行研究，实现对系统性能的改进和优化。
2研究系统的应用
2.1系统的发展应用
在水轮发电机组中，水轮机调速系统是其关键的调控系统，对机组的功能及经济效益有着直接的影响。该系统随着科学技术的飞速发展，被广泛应用于水电行业中，水轮机调节系统在我国的应用经历了一系列发展阶段，水轮机调节器的发展和变化是其重要的体现。中国水轮机调速器发展经历的几个重要阶段有：纯机械液压、可编程电液，以及集成电路电液等调速器，还可以根据控制的规律进行分类，主要调速器的类型有：PID型、PD和PI型、智能型，以及变结构与参数的PID型等等。液压随动系统也逐渐地从多级液压系统升级为一级液压系统。上述所有变化为改革电厂调速器，以及调速器的选型营造了更多的机会。
2.2系统的工作原理
水轮机调节系统是由控制系统及水轮机控制设备组成的闭环系统。由测量元件测量有机轮的转速和功率等需要测量的参数，得到测量结果，然后与给定信号和反馈信号合成。水轮机调节系统主要由两种装置构成，一种是压力动作装置，另一种是压力产生装置，即该系统调节性能主要是利用机械液压装置来实现的。将压力罐注入高压气体，然后将压力油抽入压力罐，齿轮泵或螺杆泵是经常使用的设备。通常需要将空气充入传统的油压调速器中，将氮气充入高油压调速器中。在压力的作用下，气体被压缩，所需的压力会产生，作用在油面上，从而压力油形成，达到蓄能的目的。电液转换装置在电气控制信号的作用下，转换为机械位移，液压通过压力油的做功而放大以产生更大的力，在力的作用下接力器的开度变大，使导叶的开度以及浆叶的角度发生变化，以便调节导叶的流量，从而实现控制水轮机调节系统的控制机构。
3研究系统的故障维修
3.1运行阶段的故障特征
3.1.1在调试阶段，新调试器的故障
目前新开发的调试器有两种：一种是比例阀式调试器，另一种是液压锁式调试器。这两种调试器是基于普通的压力阀，进行改进和制造出来的，因此在调试阶段，普通压力阀出现故障时，这两种调试器也会出现故障。为此液压值不符合标准、线圈老化现象严重、比例放大器失效、插头元件接触不良等都是其常见的故障。
3.1.2在调试阶段，定型调速器的故障
在调试初期，定型调速器的故障概率很小。引起调速器故障的主要原因是异物进入管道和部件，泄漏发生在外部，运动不具灵活性等，以上问题解决起来相对容易一些。此外，如果在此阶段严格管理安装过程，基本上能够消除这些故障，并且可以大大降低甚至避免故障的发生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.1.3运行前期的故障
生产必须在调试成功后才能开始，也就是说运行前期。在运行前期，水轮机调速器故障主要是管道反复被工作油冲洗，部分密封件也会漏油。同时，部件的工作状态不太稳定，油的清洁度也大大降低。随着运行时间的不断延长，调速系统的故障率在中期内显著降低，系统部件在最佳工况下进行运行。
3.2.3运行后期的故障
在调速器进行运行的后期，经过一段长期的工作以及各种负荷的作用，零部件会出现的问题会存在很大的差异。这一阶段的主要故障表现为故障率明显上升，内外泄漏严重，效率逐渐下降，油泵频繁启动。所以，有必要对失效部件进行更换同时更新，定期对水轮机调速器系统进行全面检查，科学合理地修复受损部件，并对经济因素进行充分考虑。
3.1.3调试器运行期间的故障
故障原因包括工作油液反复清洗、部分密封件漏油、较低油液清洁度、部件运行不稳定。系统各部件当运行到中期时，工作状态将达到最佳，故障率将大大降低。经过一段时间的运行，由于负载条件和工作频率的不同，各部件将产生不同的问题。主要故障有：内外泄漏严重、效率低、油泵启动频繁、故障率提高等。运行后期应进行综合检查，及时更换故障部件，严格科学地进行维修。
3.2调速系统的故障维修
3.2.1保持好油液的功能及清洁度
在工作时使用油液是水轮机调速器，现阶段46汽轮机油为使用的油液，随温度的变化，油液粘度的变化程度会很大。低粘度会增加磨损和泄漏，高粘度会增加管道的损耗。因此，必须对油品的性能和洁净度进行管理，及时处理油罐内层脱落，对管道的锈蚀和粘砂进行及时清除。
3.2.2对泄漏问题进行合理处理
调速器的高速动态特性使得在一定范围内难以避免液压冲击，这也是泄漏的关键原因，因此必须及时、合理地对泄漏问题进行处理。及时发现和找出问题，及时检查泄露情况，将维修保养工作做好。
3.2.3对调速器的使用期限进行延长
调速器的使用寿命和可靠性与周围环境和使用情况密切相关。为了改善调速器的使用条件和工作环境，延长调速器的使用寿命，必须进行大量的维护和管理。
3.2.4对初期故障进行及时处理
在初期阶段，水轮调速器的故障程度比较大。大部分故障的出现原因是由设计和安装错误造成的。发现和解决这些错误需要很长一段时间，所以，应特别注意初始故障。
3.2.5将偶发故障处理好
在运行中，调速器发生事故是正常的，并且是难以预测的。为了避免此类事故的发生，必须在各个阶段进行定期检查并掌握维修信息。当发生意外故障时，必须冷静、认真、沉着地对待，并找出解决办法。
3.2.6对相关人员的维修知识进行加强
调试器故障维修管理水平直接受到维修人员的知识和技能水平的影响，虽然现如今在技术和知识水平方面，我国维修人员有了很大的提高，但仍然还有大部分维修人员的技能和知识水平较低，导致维修工作相对落后，给调速系统的正常运行造成严重的影响。因此，有必要不断培养维修人员的技能和知识，以提高其综合素质，确保维修工作可以正常运行。
结束语：
在国民经济发展的过程中，水电产业是其关键动力来源，因此水轮机调速系统要适应时代的发展，并持续发展。在创新水轮机调速系统的过程中，虽然旧的问题得到了有效的解决，但是新的问题仍然会出现，这就要求相关人员对水轮机调速系统进行不断研究和优化。
参考文献：
[1]陈帝伊，杨朋超，马孝义，孙在涛.水轮机调节系统的混沌现象分析及控制[J].中国电机工程学报，2011（14）.
[2]何里，孟佐宏.水电机组一次调频功能关键问题的分析与探讨[J].湖南电力，2011（02）.
论文作者:黄发
论文发表刊物:《电力设备》2018年第35期
论文发表时间:2019/5/27
标签：调速器论文; 水轮机论文; 系统论文; 故障论文; 压力论文; 工作论文; 液压论文; 《电力设备》2018年第35期论文;