水电站水轮机调速器的调试与维护

水电站水轮机调速器的调试与维护

廖肇鸿

浙江仙居抽水蓄能有限公司 浙江 仙居 031000

摘要：如果水轮机调速器存在故障问题，导致水轮机无法正常应用。并且，在水电站运行过程中，设备出现故障问题是无法避免的，而这些问题的出现也是不能预测的，尤其是水轮机调速器，做好水轮机调速器维护工作是非常必要的。通过加强水电站水轮机调速器调试和维护管理，可以有效保证水轮机调速器运行安全，减少水轮机调速器故障问题出现。

关键词：水电站；水轮机调速器；调试；维护

1水轮机调速器研究现状

在水力机组历史发展过程中，一开始人们最先采用机械液压调速器。当时因为社会需求较小，大部分水电站都使用的水力发电机组单机容量较小，水电站所带负荷也相对孤立，没有过多复杂的调节环节，机械液压调速器在当时取得了较为优良的调节效果。随着工业生产的日益增长以及人们需求的不断变化，单机容量较大，所带负荷复杂的中大型水电站成为水电事业的主流，从而对调速器的灵敏度、快速性、准确性提出了更高的要求，机械液压调速器在这种情况下的调节效果往往不能够准确、及时地对机组进行控制，逐渐被社会所淘汰。到了上世纪70年代，微机调速器的出现提升了水轮机调节系统的这一性能，当时科学家们围绕微机调速器展开了大量研究。我国于上世纪80年代在电液调速器的基础上自主研发出了第一台微机调速器，紧接着又研发出了单调节微型调速器和双调节微型调速器。调速器在水轮机调节系统中起着至关重要的作用，其本身的参数组合很大程度上决定着水轮机调节系统的稳定运行与用电质量。

2水电站水轮机调速器的调试

2.1充水前调试

充水前调试的内容如下：①紧急停机与复归工作是否正常；②手动/自动切换的正确与切换角度；③手动/自动切换时导叶实际开度是否存在变化，要求是无变化；④开机、并网、调相、甩负荷、模拟停机时调速器状态转换及各种状态工作是否正常；⑤调节模式切换过程与切换精度是否准确；⑥调试最大出力限制线及启动开度校准；⑦各种模式的手动切换是否灵活；⑧电源消失前后接力器变化幅度是否存在变化，要求是无变化；⑨事故与故障信号动作是否正确，要求正确；⑩静特性试验时调速器转速是否存在死区和非线形度，要求不允许出现死区与非线性度；⑪对步进式电液转换器试验并测绘电液转换器的静特性曲线，测定步进式电液转换器的工作范围和死区。

2.2充水后调试

充水后调试的内容如下：①检查并调试手动开机与停机时开机、停机过程及指示灯指示方式；②检查并调试自动开机停机时开机、停机过程的速度、平稳度及开机、停机时间；③调查并调试调速器的运行参数，调节至运行参数保持最优状态；④检查并校验调速器在空载运行时调节的质量；⑤检查并调试调速器在带负荷状态下对水轮机的调节及运行情况；⑥检查调速器在甩负载试验下的运行参数及品质；⑦检查并调试紧急停机状态下调速器的运行状态及调节要求。

3水电站水轮机调速器的维护

3.1及时更换和维修部件

在水轮机调速器故障检测的过程当中，相关人员应该在了解水轮机调速器零部件原件的特征基础上，了解电子部件结构的详细构成，针对设备结构得多各方面进行综合分析，从而科学解决水轮机调速器当中存在的故障。在这个阶段重点应该是重视设备产生出水故障时产生的影响，分析设备故障的主要原因，以设备故障为出发点进行清除处理。因为水轮机调出新运行的过程当中，存在很多设备对系统影响。因此在处理水轮机调速器故障的时候，应该从细节方面入手，积极完善设备的系统软件，优化设备部件，同时分析设备的硬件故障，优化设备的硬件系统。如果设备出现抽动故障，是由系统的原因导致的，因此，重视设备抽动故障的系统控制原因，在处理抽动故障的时候，应该积极优化硬件设施和软件系统，从控制系统方面入手来加强系统的控制能力。另外，检测水轮机设备的过程当中，如果发现存在故障，基本反馈信息都会在导叶部件位置产生，在发生故障的时候，应该分析水能机调速器的重要部件，对于存在的故障，相关人员及时进行维修。

3.2电源故障维护

水电站水轮机调速器在运行时，交流电源和直流电源会采取直连方式与其电源板装置连接，但是在实际运行中，一部分设备并不能够正常运行，其电源板装置的输出电压与正常运行情况下的输出电压有较大偏差，此种情况即为工作电源电压故障。具体分析两种电源的接入过程后得知，导致此故障的基本原因具体展现在两个方面：直流、交流电源在接入过程中操作不当；水轮机调速器电路电源板装置本身质量不能得到保证。针对水轮机调速器工作电源电压故障问题，需要在将调速器处理系统引入工作电源前，结合水轮机调速器的真实运行情况，对交流、直流线路进行全面的检测，查看水轮机调速器与电流线路的连接和运行是够正常，确保线路连接的正确性，电压等级处于合理范畴内。若调速器的电流线路连接正确，但是电压等级超出合理区间范围，则需要进一步检测水轮机调速器的运行情况，检查电路电源板装置是否存在元件损坏、断线等问题，如果发现上述问题或者其他技术性问题，应该按照相关的解决办法及时处理，确保水轮机调速器在工作时获得在合理范围内的稳定电压。

3.3桨叶故障维护

导致桨叶故障问题的因素在于，叶反馈回路存在故障问题。对于该现象，通过测量对地电压，发现导叶反馈24V电源模板负载存在接地状况，在对电源接线情况进行检测以后，采取逐步甩线方式，缩小故障范畴。通过甩线得知，送去监控的传感器24V电源处于接地状态，把电源线甩出以后，故障信号和24V电源模板恢复正常运行状态，把电源线甩出以后，再测量接地情况，确定接地点中端子箱到导叶传感器之间的电缆存在接地现象，通过检查电缆走线情况得知，接力器锁定的电缆之间存在磨损现象，导致24电源线芯暴露在外，和接力器外观接触，导致反馈信息存在异常。通过对接线包扎处理以后，可以将上述问题处理，让信号可以快速恢复正常。此外，对于越低限故障及越高限故障问题，需要采取以下方式进行处理。首先，加大对导叶反馈先处理，防止信号之间存在不稳定现象。其次，对于瞬时越限故障信号问题，及时采取过滤处理方式，而对于导叶反馈故障辨别流程，需要结合实际情况进行适当调整，通过该方式能够降低对信号的干扰，让水轮机调速器在遭受瞬时故障信号时，不会及时更改为手动运行状态。最后，通过采取接线包扎处理方式，能够防止桨叶故障问题的出现，让水轮机调速器可以正常运行。

3.4发电机组运行故障维护

调速器出现故障的具体表现：发电机组运行负荷过大，导致跳闸。出现这种故障的主要原因：发动机组在运行时承担的负荷过大，调速器也会如此；并网后的机组对导叶开度的限制值会被调速器放到最大化，机组频率会出现不稳定现象，调速器导叶开度稳定的情况下，电流量会迅速增大，便会导致跳闸。故障维修处理方法：发电机组运行操作人员的具体操作办法可以处理这一故障，负荷超出限制值时，机组操作人员可以在许可范围内加大额定值，可以有效控制事故进一步发生。稳定之后在第一时间与生产商取得联系，获取调试器程序更改办法，要迅速解决故障才能让事故发生在可控范围内。之后可以安装超负荷报警系统，一旦出现问题可以及时做出处理，避免不必要的损失。

4结束语

为确保调速器调试的可靠性，调速器应在水轮机上采用多种方法试验，检查各项功能在水轮机运行下是否正常，与系统其他设备的协调性是否正常。若检测到调速器性能及功能异常，及时做检修处理。日常要做好调速器的定期维护。维护通过日常巡视、定期检查加强开机过程、并网过程与停机过程的状态监控，及时发现异常，按照操作规范处理。

参考文献

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[2]王文庆,杨楠.基于改进遗传算法的PID参数整定研究[J].计算机与数字工程,2018,46(12):2603-2606.