摘要：在水电站中，水轮机调速器发挥着关键性的作用，其运行状态将影响着日常供电作业，同时也关系着水电站的综合效益。基于此，文章将以水电站水轮机调速器为研究对象，分析了水电站水轮机调速器运行中的常见故障原因，并给出了具体的处理建议，以供参考。
关键词：水电站；水轮机调速器；故障原因；处理方法
引言：在水电站水轮机调速器出现故障问题时，水电站运行系统机组的供电作业也难以正常开展，机组的重要作用也无法得到发挥，致使水电站企业的利益受到损失。由于水轮机调速器大部分时间都是在条件较差的环境下作业的，并且调速器对于水电站处理系统的影响是极大的，这也导致调速器装置长时间运行下，运行故障是时常发生的。总言之，这些运行故障会对水电站系统产生一定的影响。所以，想要保障水电站处理系统运行效率，就必须明确这些故障产生原因，从而采取有针对性的处理方法。
一、水电站水轮机调速器的作用
（1）能够满足转浆式、冲击式、混流式水轮机工作调节的需求；
（2）当水轮发电机组在电力系统的控制下工作时，调节器能够对水轮发电机之间的负载进行合理的分配，这样才能保证发电机组能够经济、正常的工作；
（3）能够使水轮发电机进行快速的手动以及自动启动，即便是发电机组所收到的负载发生变化时也能正常工作；
（4）能够保证水轮发电机的正常的转速，使其与额定转速之间的差距较小，保证了水电站发电机组能够按照一定的功率进行工作。
二、水电站水轮机调速器结构原理概述
以甲米河电站为例对调速器的结构及原理进行概述，该水电站调速器系统主要由五大部分组成：调速器电气柜、调速器机械柜、调速器液压操作及执行机构、调速器压油装置、测频装置。其中调速器电气柜包括：调速器电气柜主要由PLC、测频装置、显示触摸屏、输入板件、输出板件、接线端子、开关电源、切换把手等组成。调速器机械柜包括：调速器机械柜主要由伺服驱动器、液压操作及执行机构。液压操作及执行机构包括：伺服电机直线位移转换器、主配压阀、紧急停机电磁阀、双滤油器、两段关闭装置。油压装置包括：主要由调速器集油箱、压力油罐、压力油泵、压力油罐补气装置、压力开关、压力传感器、磁翻板液位计及管路阀门等组成。机组调速器测频回路有三路：一路为机组齿盘测速，一路为机端PT测频，另一路为母线PT测频。导叶控制原理是根据反馈值偏离给定值的偏差信号，微机调节器通过PID运算后的电信号经过伺服电机位移转换器转换成机械位移信号来调整导叶开度来改变进入水轮机的流量，从而控制水轮发电机组转速和出力。
三、水轮机调速器常见故障原因与处理方法研究
1、工作电源电压故障及其引发因素
在开展调速器调试工作期间，操作人员需要连接好交流电源与直流电源，确保其与调速器电源板装置的有效连接，但是有时在上电后会发现某些设备不能正常工作，进行测量后发现，电源板装置的输出电压远远低于正常的电压值，致使水电站水轮机调速器在电源电压方面发生异常情况。通过对交流电源与直流电源的连接操作进行研究发现，调速器工作电源发生故障的原因较为复杂，一般可分为两方面原因：其一是在交流电源与直流电源接入当中操作不够规范；其二是调速器电路电源板装置发生故障情况。
处理方法：针对工作电源处发生的电压故障，需要在调速器处理系统引入电源前期就开始对交流线路与直流线路开展全面的检测，掌握调速器装置与不同电源之间的连接情况，运行状态是否正常，保证线路的连接正常，合理控制电压等级。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其次，如若明确调速器电源属于交流或是直流，并且确认线路连接无误，那么就需要合理的判断调速器电路电源板运行状态，查看电路电源板装置是否存在断线故障，有无虚焊情况，针对不同问题采用不同的处理手段，合理控制调速器完成电源接入操作后的电压值。
2、调速器异常波动运行故障
某水电站水轮机调速器处于手动运行状态时，水轮机组可获得较为稳定、高效的运行，一旦切换至自动运行状态，则调速器会出现导叶、浆叶频繁调节的现象，且幅度较大，严重时会出现导致发电机组停机的事故，对整个水电站运行处理系统产生严重影响。
水轮机调速器处于非自动运行状态时与自动运行状成下存在差异性运行特征，分析导致调速器机组波动与接力器异常性动作的主要原因不外两个方面：一个是电气方面，另一个是机械液压方面。其中电气方面包括：导叶或桨叶机械控制元件出现问题；导叶或桨叶开度、频率、水位等测量回路或是测量元件出现问题；孤网运行或电网频率波动大时调速器进入频率调节模式，导致机组频繁调节。机械液压方面包括：导叶或桨叶操作油外部管路出现较大漏油；桨叶操作油内部管路出现窜油或是导叶接力器内部有窜油；导叶或桨叶机械控制元件出现问题、主配阀卡阻等。
处理方法：第一步应当分析故障情况，查看其外观状态，如查看导叶或浆叶的开度和频率等方面的测量数据是否正常，导叶主配阀是否存在卡阻现象等；随后，需要对电气元件与电气回路进行检查，如对测频率回路、开度传感器及输入输出板件的状态检查。如若调速器直线位移转换器或主配阀存在卡阻情况需要立即处理，确保设备动作不存在异常现象，如果元件出现故障或损坏时应当立即更换或维修处理，进一步增强调速器系统的运行效率，从而保障水轮机发电机组的正常运行。
3、调速器导叶、桨叶故障及其引发因素
水电站调速器电气柜掉电后重新上电，导叶、桨叶及水头一直处于故障状态，将导叶、桨叶切换至手动运行状态，测电源模块未输出24V及5V电压，且信号反馈出现异常。分析上述故障原因如下：一方面可能是由于导叶反馈越限导致导叶转手动控制。导叶反馈是电流型信号，电流信号范围是4-20mA，当导叶反馈的数值大于或是小于该范围的时候就认为是故障。越低限这种故障一般是发生在导叶全关或者信号线脱线的情况下，由于电流信号的不稳定或者受到干扰，数值漂移、波动，使得真实数值小于判断的极限值而发故障信号。而越高限一般是通道故障造成，一般是短路或者受到大电流信号的干扰出现大的波动，使得数值超出20mA的电流上限值。一方面可能是由于叶反馈回路的原因。通过测量对地电压，发现导叶反馈24电源模块的负载侧有接地现象，检查电源接线后，采用逐步甩线的方式，缩小故障点的范围。
处理方法：对于越低限故障与越高限故障，可以从以下几方面采取措施：①应当加强对导叶反馈线的屏蔽处理，防止信号发生不稳定的情况；②需要对瞬间越线故障信号采取过滤处理方式，科学的修改导叶反馈故障相应的辨别程序，这样的方式可以有效的过滤部分干扰信号，让调速器在瞬间故障信号条件下不能立刻转换成手动运行状态；③做好接线的包扎处理，能够对上述故障问题起到积极作用，让信号恢复到正常状态下。
结语：水轮机调速器在水电站系统中发挥着极为关键的作用，对于水电站的运行状态也具有关键性的影响作用，是维护水电站系统正常运行的必要条件。在具体工作中，调速器会受到自身原因或是某些原因的影响，很容易出现故障故障，为此，相关工作人员有必要强化对设备的维护控制，及时找出调速器中存在的问题，深入调查问题原因，从而制定出最为科学的处理方案，提升发电站运行的可靠性。
参考文献
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[3]蒋志照,王珍明.水轮机调速器系统抽动故障及其消除措施[J].水电自动化与大坝监测.2012(02).
论文作者:陈飞
论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/9
标签：调速器论文; 水电站论文; 水轮机论文; 故障论文; 桨叶论文; 机组论文; 信号论文; 《基层建设》2017年第12期论文;