水电站调速器常见故障技术处理探索 武江

水电站调速器常见故障技术处理探索武江

发表时间：2019-11-07T15:32:44.773Z 来源：《电力设备》2019年第14期作者：武江[导读] 摘要：调速器是水电发电机组必备的设备之一，起着调节发电机转速，维持系统频率稳定的重要作用。

（青海黄河水电公司龙羊峡发电分公司）

摘要：调速器是水电发电机组必备的设备之一，起着调节发电机转速，维持系统频率稳定的重要作用。调速器常发生一系列的故障，一旦出现故障无法正常工作，系统的稳定运行将面临一定的挑战，并网的发电机组也可能面临脱网的风险，故研究调速器故障的处理方法具有实际的应用价值。基于此，以下对水电站调速器常见故障技术处理进行了探索，以供参考。

关键词：水电站调速器；常见故障；技术处理

引言

调速器是水电站进行机组出力调节的重要设备，也是大型水电站中自动化控制的关键设备之一，其基本任务是供水轮发电机组稳定地以额定转速运行，在机组负荷变化或其他外扰作用下，保证机组的转速变化不超过一定的范围，并能迅速地稳定在新的工况下运行。此外调速器还具有对机组进行正常的控制操作，保证机组安全、经济运行等功能。 1调速器必须满足的条件（即稳定性）

当水轮发电机组转速与设定值差距较大时，调速器需要做出对应的反应行为，同时还必须具备一个能随时发作的恢复力来使调速器恢复到初始状态。产生这种恢复力的核心零件是离心调速器中的弹簧。这种有恢复力的调速器被称作静态稳定的调速器。但静态稳定的调速器也可能在调节过程中表现出动态不稳定性。例如，由于调节行为过度而产生反向调节的情况，实际调节行为会产生一个振荡过程。动态稳定的调速器就是使这种振荡能够快速衰减的调速器，动态不稳定的调速器是不能保证水轮机组正常工作的。在水电站调节系统中增加阻尼可以起到提高动态稳定性的作用。调节系统中的阻尼，如运动中的摩擦，会降低调速器的灵敏度。当被控制轴的转速与设定值产生微小偏差时，调速器无法做出对应行为。通常，机械式调速器的不灵敏性大概是其设定值的1%。但是，灵敏性过高的调速器也会由于机组正常运作过程中周期性的速度波动而做出不该做的调节行为。 2调速器的功能

2.1调速器的设计

根据用电用户小和水电运行环境的特殊要求，将针对常规调速器的不足之处，使得调速器具有更完善的功能和独特的性能。并网功能：调速器能根据指令(机旁操作或遥控系统作)自动开机，采用闭环控制方式启动，机组转速上升迅速平稳，自动达到空载开度当机组到达空载开度后，自动准同期控制系统即能精确调控机组频率跟踪网频，并具有相角控制达到每分钟至少可提供6次以上过周期并网点的机会，使机组并网更迅速平稳运行。

2.2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 2.3调节有功功率

我国大多数水电站机组都是并入电网，长期带固定负荷运行的机组并网后，转速已被电网拖入同步状态，故不需继续调频，其主要操作是调节有功功率。调速器具有开环调功及闭环调功两种方式，所用的执行机构又是数控电液随动系统，具有定位精度高，带自锁装置不溜负荷等特点，从而使整个调节有功功率的过程达到迅速、平稳、精确的水平。 3常见故障原因分析和处理方法

3.1开机前调速器无反应

该故障的主要表现形式为：在初开始和开始的中期，光字牌无法处于最小位置，调速器对光字牌的调节无效。产生这种故障的原因可能是调速器的马达产生故障，也可能是螺丝脱落。马达故障和螺丝脱落很可能是由于水电站发电机在运转过程中的震动造成的。需要确定马达中脱落的螺丝位置，操作将其固定，并且随时或者定期重复检查该螺丝是否还有脱落风险。若检查出还是不牢固，必须采用胶水或其他措施来紧固螺丝，或者换新的螺丝。

3.2开机后机频无显示

故障现象当发动机正常工作时,调速器的显示器上无显示.这也是常见的故障。原因分析:机频信号出现故障处理方法:针对机组所传递的信号进行全面地检查,看看信号的传递是否发生线路中断或者信号传递出现故障的现象,如果出现问题,应及时更换或解决。

3.3调速器的抽动频繁

调速器抽动的原因是由于工作机组的自动平衡系统调节，多台机器并网运行的功率过大或者是工作机组空载运行的受力不均匀等，导致的导叶接力器振幅周期运动过快而剧烈的抖动，影响调速机的正常运行，严重时会令水电站的工作机组暂停，影响水电站的正常运作。如果发现调速器在工作中，工作机组运行功率不断跳跃浮动、压油泵启动异常频繁、调压阀不停的上下起伏运动等不正常的现象发生，一定要暂停运行，进行检修工作，以免带来更大的影响和损失。故障处理方法：调速器抽动的原因，可能是受到电磁信号的干扰、周围环境的异常震动、反馈电位器接触不良或输入有误，以及液压元件或输油管路磨损阻塞过大造成的。在排查的过程中，要先对电磁干扰信号进行监测，看调速器受其影响是否显著；如果不是，就要看水电站的周围有没有施工的工地或较重的机车通过，引起接力器的异常抽动；不是的话就继续看反馈电位器的情况如何，如果是因为接触不良，受到较大的震动，会发出异常的信号，加大调速器的抽动速度，如果是因为输入有误，调节以下各项的数据参数即可；到这个步骤，如果还是没有异常，那多半就是液压元件和输油管路出了问题，需要更换零件。

3.4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。此时，技术人员可以将额定载荷最大化，并同时操作将定值降到最低限，防止问题趋于严重，也可以询问厂家能否对调速器进行自行更改。若此类故障再次发生，可以通过报警装置获得超载信息，以便及时处理故障，减小损失。

3.5开机后机频波动较大

故障现象:开机后,发电机组的转速波动较大,但是机组的频率并没有发生变化,或者出现在较大的范围内上下变化,使得机组不能实现并网。原因分析:出现上述情况的原因是电源的模块发生了变化,它经过变换器将电源变为十SV和十24V,如果在此期间.电源不能稳定的转换,这样就会造成调速器的显示屏上没有变化。有时也可能因为调速器的滑块带动推拉杆至控制环传动导叶转动部件受到卡阻,从而影响调速器的工作。如果此时调速器接力器接到开或关的命令,但是在实际中导叶开度会之后一段时间.这样就会导致再次增大开或关的命令,进而导致机组的参数不能稳定在一定的范围内,不能实现机组的反复运动。处理方法:测量电源变换单元线路板中输出的电源是否为十SV,如果电源低于十SV,这时就必须重新更换模块然后重新启动,清除电机组内部的杂质,从而实现电机组转速的稳定,降低波动性。

结束语

可以看出调速器是水电站发电的重要组成部分,它虽然是辅助元件,但是在实际的工作中能够凸显其作用.如果调速器出现问题,必须及时处理,只有这样才能将由此带来的损失降至最低,从而实现水电站安全、经济、有效的运行。

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