水电厂调速器常见故障的原因及处理方案探讨 王敏

水电厂调速器常见故障的原因及处理方案探讨王敏

发表时间：2019-01-25T15:22:56.997Z 来源：《电力设备》2018年第25期作者：王敏范永振

[导读] 摘要：调速器作为水电厂的重要设备，在水电厂的正常运行中起着关键性的作用。

（瑞丽江一级水电厂云南昆明 650000）

摘要：调速器作为水电厂的重要设备，在水电厂的正常运行中起着关键性的作用。它与水电站的正常发电是分不开的。一旦出现障碍将直接关系到水电机组乃至电力系统的安全稳定运行。因此，采用科学的方法对机械故障进行分析，并采取相应的措施确保调速器正常工作是非常重要的。

关键词：水电厂；调速器；常见故障；处理

调速器的作用是保证水轮发电机的频率稳定、维持电力系统负荷平衡，并根据操作控制命令完成各种自动化操作，是水电厂的重要基础控制设备。它的安全可靠程度对水轮发电机有着举足轻重的影响。为此，运行值班人员必须掌握调速器的一些常见故障及处理方案，以便在发生调速器事故时能正确快速有效地处理，缩短机组因事故停机的时间，保证机组的安全经济运行。

1水电厂调速器的作用

能够满足转浆式、冲击式水轮联合工作相互调节的需求；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；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；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，保证了水电厂发电机组能够按照一定的功率进行工作。

2水电厂调速器与调压阀控制系统动作原理

调速器与调压阀液压联动主要是靠调速器中的特殊配压阀来控制，特殊配压阀活塞同时控制调速器接力器和调压阀的关闭和开启，确保两者动作协调可靠。特殊配压阀中设有A、B、C、D共4个节流孔，各孔作用分别为A确定调速器和调压阀慢关时间，B确定调压阀快关时间，C为确定调压阀全开行程，D确定调速器快关和调压阀快开时间(如图1）。机组缓慢减负荷时，配压阀中活塞位移量≤h，压力油只进入接力器关闭腔P3，接力器P2腔接通回油，于是接力器向关闭方向移动，机组减少出力。此时调压阀操作油缸P5腔通回油，P4腔通压力油，调压阀始终处于关闭状态。当机组甩负荷时，如配压阀活塞向上位移超过h值，压力油进入调压阀油缸P5腔，迫使调压阀开启，此时P4腔产生的压力油与通过节流孔A的压力油一同进人接力器P3腔，使接力器向关闭方向快速移动。当机组负荷平衡时，配压阀活塞回到中间位置，机组和接力器就处于某一位置不动，而压力油通过节流孔A进入调压阀P4腔关闭调压阀（而开启腔通回油），调压阀向关闭方向缓慢移动直至全关。在机组甩负荷和紧急停机时，如果调压阀失灵拒动，机组只能通过节流阀A的少量压力油慢速关闭导叶，以保证引水管道压力上升不超过允许值。机组增负荷时主配压阀活塞下移，压力油进人接力器P2腔，接力器P3腔通回油，于是接力器向开启方向移动，机组增加出力。此时调压阀操纵油缸P4腔仍然通压力油，P5腔通回油，调压阀始终保持关闭状态。

图1 调速器与调压阀液压原理

3水电厂调速器的常见故障原因分析和具体解决措施

3.1调速器开机故障常见原因和解决措施

3.1.1调速器开机后机组频率偏小问题

水电厂的调速器开机后，受各种外界因素和人为因素的影响，一些水轮机的工作频率达不到要求。这也使得水轮发电机组的并网无法达到理想效果，令水电厂工作效率和质量都难以保证。产生这一现象的原因是水电厂调速器的原始设计结构不够人性化。特别是在水电厂水位较低的时候，调速器工作的水位值和实际情况下的水位值有一定的偏差，造成水轮发电机组空转，也使得来时候水电机组的工作频率达不到预期值。针对这一问题，我们要有针对性的对调速器的错误进行纠正，提高开机后的限定值，以此解决调速器开机后功率过小而影响水电厂发电质量的问题。

3.1.2调速器异常波动运行故障的解决

面对调速器的异常波动运行，建议从以下几个方面进行解决：

①深入分析和研究故障现象，给予科学的故障分类和判断，观察周边较为明显的现象，举个例子，可以针对导叶以及浆叶的开度、频率以及水位测量结果等进行全面分析，研究其是否处于正常范围，检查导叶主配阀是否存在卡阻问题等；②全面检查电气元件以及相关电气回路，可通过检查测频回路以及开关传感器等的运行情况，挖掘运行中存在的缺陷和不足。如果检查中发现调速器出现直接移位，转换器以及主配阀等出现卡阻的，应立即采取措施进行解决，确保设备能够实现正常运行。

3.2调速器抽动现象频繁发生

一般来说，发电厂调速器的抽动情况主要发生在发电机组空转、并网过程中和平衡状态下，抽动现象会直接影响到调速器对发动机组

的调节作用，使得发电机组不能够正常运转，也对整个电力系统的正常运转造成不小影响。并且，水电厂调速器时常伴随着主配压阀的大波动现象，这种波动现象持续时间较长，同时油泵启动次数也相对增多，这些现象同时发生，就导致发电机组的工作效率极其不稳定，容易发生危险。因此，发电厂调速器抽动现象多次发生后，要及时联系相关维修人员，立即对故障产生的原因进行分析，根据实际情况采取针对性措施，以解决故障，保持电力系统的稳定性。如果发现设备在回路的情况下出现强烈的电磁干扰现象并造成严重的串号问题时，此时维修人员要充分利用示波器进行仔细观察，并记录在案。还要立即准确的对示波器中投现出来的图形进行深入研究，对图案还要进行多层次全方位对比工作，逐渐恢复波形，使其恢复到正常状态。

3.3常压阀故障

水电厂正常运转过程中，会出现一系列故障，这其中，压油罐就经常出现故障现象，而导致压油罐出现故障的主要因素是常压阀故障。常压阀正常运转过程中，它的内腔活塞会产生错位移动，用这种方式来对常压阀的工作进行帮助。这是理想情况，然而有时候常压阀中的油质量过低，并且感压阀内置弹簧失效，这使得感压阀内腔活塞的正常移动发生问题。但与此同时，油泵仍然在继续工作中，依然在对水电厂调速器压油罐展开打油任务，从而导致调速器中压油罐的油压机过大，使水电厂调速器不能正常运作。另一种情况是，当油泵空载运行的过程中。此时油泵中的油压会急速降低，并且会持续长时间一直处于下降的情况。这种情况也会对水电厂调速器的正常运转产生影响，影响生产速度和效率。针对这种情况的发生，水电厂工作人员应该紧急采用常压阀自动调整模式，以此解决调速器压油罐的油位偏低或偏高情况。

结束语

综上所述，由于水电厂的重要性，所以搞好水电站水轮机调速器的调试与维护对于水电厂的发电工作很重要。因此积极强化人员素质，提高对调速器调试与维护的重视，对于保障我国水电站工作的顺利进行。

参考文献：

[1]黄宇，王佳荣.水轮机调速系统的线性自抗扰优化控制[J].系统仿真学报，2016，28(12):3033-3040.

[2]要亚斌，王利杰，邵丽娜.自抗扰控制器应用于水轮机调速系统的仿真分析[J].河北电力技术，2016，35(03):53-56.