水电站调速器的调试、维护和故障判别

水电站调速器的调试、维护和故障判别
摘要：在水电站中，其设备繁多、操作复杂，水轮机调速器是实现自动控制、调节系统的核心部件之一，其性能、运作情况直接关系水电站的正常运行。

本文
针对水电站调速器调试冯作、日常维护以及常见故障判断处理进行研究，以为维
持水电站的运转工作提供借鉴。

关键词：水电站调速器；调试；维护；故障判别
引言：水轮机的运转中，调速器是一个十分关键的环节。

为确保使用中的机
组运行状况，必须对其进行调整和处理，从而为机组在运行期间的正常工作提供
相应的支撑与保障。

一、水轮机调速器
水轮机调速器是水轮机的重要部件，其结构复杂（例如图1 ）。

它是实现其
调节功能的重要部件，往往由两部分组成，即调节能力和并网能力。

调节能力在
调速器运行时起到调整作用，调整水轮机的流量、速度和功率，使机组的运行功率、流量和转速达到一定的数值，保证机组工作稳定性和安全性。

在使用过程中，技术人员会通过计算机程序，将指令发送给水轮机，然后通过安装在水轮机调速
器中的网络系统，根据收到的命令，自动地改变水轮机的运转。

在水轮发电机组
的实际工作中，采用并网功能可以使机组的正常工作达到最大程度，同时也可以
保证电站的安全、稳定。

图1 PCC强驱动、力反馈集成式水轮机调速器
1.
调试
在实际运行中，对于调速器的具体的调整和实施，通常可以分为实验和检测。

对于水轮发电机组的调速，要结合实际的情况进行详细的调整。

针对具体目标进
行实际安排，保证调试结果需求相符。

在特定的调试阶段，要对机组的试运行，要事先进行试验。

这个试验由两部
分组成，即静态试验和动态试验，针对不同的检测与分析对象。

（一）静态试验
静态试验主要目的是检测转速是否正常。

通常在汽轮机充满水之前，进行调速，以确保发动机的各项性能指标满足水轮机的工作需要。

安装完毕后，对电机进行充油和电路电路的检测，确认无误后，才能进行调
速器的静态测试。

调节器的静态性能，是指在平稳状态 F时，调节器的速度 n （或频率 f）与扭矩冲程 Y的对应关系，y= f （n）是由测量调节阀的静态性能
来决定调节器的转速死区，校验永状态偏差因子，从而对调节器的制造、安装
或大修的品质进行全面的区分[1]。

（二）动态试验
在对水轮机进行动态实验的时候，应在水轮机充水后进行实验，其目的是为
了测试其品质和特性，以防止出现问题或不合格，从而保证水轮机的稳定运行。

动态试验 (充水后试验) 是对调速性能进行检验，确保在突发载荷下，机组
能达到调整保障和确定的动态指标，了解系统在瞬时的工况、调整参数的变动幅度、影响因素的影响，找到系统的优化参数，提高系统的稳定和可靠性，确保设
备的设计和维修资料，确保设备的安全。

主要内容有：（1）对手动开机和停机时的开机、停机过程及指示灯的显示
模式进行检验和调整；（2）调试机组停机时的速度、平稳度及开机、停机时间；
（3）调查并调整调速器的操作参数，维持最佳操作参数；（4）检验和检验调速
装置在空载时的调整质量；（5）检验和调整调速装置在有负荷时的调整和工作
状况；（6）在甩负荷测试中的调速及性能。

甩负荷测试通常分为四个阶段：甩
负荷25%,50%,75%,100%，从低至高顺序依次进行。

甩25%的负荷，既要检验固定
停机次数，又要检测转速的上升比、压力的升高速度、调整时间，并对下一次甩
出的负载进行预测，以便确定所选择的调整参数是不是最优的。

甩50%、75%负载，其目标是对其变动趋势进行研究。

在达到100%额定负载的情况下，电机转速上升率、蜗壳水压上升率、尾水管真空度、关机时间、过渡过程的调节时间都应满足
相应要求。

（7）检查并调整应急停机状况下调速器的运行状况及调整要求[2]。

在试验中，通过对试验的全流程及结果，对使用中存在的问题进行了逐项的
剖析和判定，确保调速器在使用过程中的品质。

（三）检测
水轮机组的运行检查也是水轮机组的一个主要环节，对机组进行检查，可以
让机组的工作人员对机组的运行情况有一个全面的了解，同时也可以对机组的各
个部件进行检查，确保机组的运行。

对水轮发电机组的调速有手动和手动两种，
两种方法可以得到不同的测试结果。

若检查时发现有故障的调速器，应采取更换
故障的附件或调速器，维修等方法解决。

三、维护
水轮机组的调速维修是机组的日常管理工作中的一个关键环节，也是保证机
组充分发挥其应有的作用。

在机组运行期间，机组必须定期或不定时地组织专门
的维修工作，其中的维护工作主要有液压装置维护、清洗维护、润滑维护等[3]。

油压设备是水轮机组的主要动力部件，有关工作人员从油量、油压等各环节
对其油压进行检查，从而保证其工作的顺利进行。

在进行调速器维护工作的时候，主要应该对水轮机调速器的装置进行数据监测，时刻对装置内的油量油压
油温等数据进行检测。

由于水轮机组的结构较为繁琐，其内部元件的摩擦力也会对机组的运行造成
一定的不利影响。

因此，为了保证水轮机的正常运行，有关人员在维修的同时，
还需要对其内部的零件进行润滑，减少零件的摩擦力，减少水轮机的摩擦力，从
而保证机组的运行效率。

水轮发电机的安装过程中，固件和电气插件的紧固程度非常重要，一旦松动，就会影响到响水轮机的正常工作，很可能导致变频器的失效，因此要经常检查固
件和电子插头，防止松动。

当调速器运行的过程中，当粉尘、昆虫等干扰到调速器的运行时，必须经常
清洗调节阀，防止当运行时对调节阀的运行造成影响。

此外，在使用的过程中，
需要有专门的人员来进行维修和监督，以保证调压器的正常工作，保证系统的正
常工作。

四、故障判断及处理
1.
机组负荷故障
（1）机组负荷突降至零，并维持空载运行或此开度与输出功率不符。

这是
由机组断路器误动作、导叶反馈断线或反馈漂移等引起的。

可对断路器辅助接点
采取可靠接触的措施，重新校对导叶反馈的零点和满度。

（2）机组超负荷运行，跳闸。

调速器在负荷调整的情况下，在机组进入电
网后，调速系统会把叶片的开度上限提高到100%，造成发电机负载过载（定子过流）。

当达到满载负载时，应把调节阀的极限开度降至稍大于全负载的开度，以
防止设备故障的进一步恶化。

并与生产厂商联络，请求变更调速程式，以达到自
适应的目的，在机组负荷及机频损失的情况下，以网路频率做为机频，以稳态运
转[14。

（二）接力器漏油及漏水
调速系统总供油不足，导致调速压力油罐气体比例增加，导致调压阀门关闭
不到位，调速装置的动作抽动，油液变成乳白色。

此为继电器两边的油封和连
接阀门的密封损坏所致，必须及时更换密封件。

（三）发电机故障
如果发生故障，比如三相负荷失衡、励磁设备不稳等，则会导致机组的不稳，这种不稳往往随着负荷的增大而加剧。

若启动时，若其转速已达额定转数，继电
器未励磁时，继电器仍能保持稳态，一旦励磁时，升压不稳，显然是由于发电机
及励磁装置的缘故。

（四）信号源故障
在许多小型水电厂中，采用与其共轴式的永磁机作为调速的频谱信号。

若永
磁铁的主轴与主轴的共心度不合，会引起永磁机的电压力和频率周期性变化。

此外，若使用 Pr作为频率信号的时候，可能会因为 Pr自身质量而出现故障题，
比如无屏蔽线、未接地等等。

解决上述问题的办法就是把调节阀改成人工操作，
并观察其有无波动[5]。

1.
结束语
水轮机在电厂的生产中占有举足轻重的地位，对其安全与稳定产生重要的作用。

水轮机组的调速系统如果出现故障，将会造成机组的不稳定，甚至出现危险，因此必须加强对机组调速的调整和维修，以确保机组正常运行与使用。

参考文献：
1.
杨俊，向泽毅，丁立川，等.水电站水轮机调速器的调试与维护 [J].设备管
理与维修，2019（4）：86-88.
2.
刘志平. 水电站调速器常见故障技术处理探索[J]. 通信电源技术, 2019,
36(7):106-107.
3.
刘建. 水电站水轮机调速器的调试与维护[J]. 山东工业技术, 2017(7):149.
4.
刘洋. 水电站水轮机调速器的调试与维护[J]. 电气技术与经济,
2021(1):49-51.。