劉仁亮

（黑龍江牡丹江水力發(fā)電總廠，黑龍江 牡丹江 157000）

1 概況

蓮花電廠4號機組的調(diào)速機在2008年9月進行了更換改造，將用了十幾年的環(huán)噴式電液轉(zhuǎn)換器淘汰，更換為武漢四創(chuàng)自動設(shè)備有限公司制造的步進電機式BW（S）T-PLC型調(diào)速器。BW（S）T-PLC型雙可編程微機調(diào)速器是以施耐德可編程控制器（PLC）為控制核心，以無油電轉(zhuǎn)作為電液轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，以機械液壓系統(tǒng)作為執(zhí)行機構(gòu)，組成的一種新型微機調(diào)速器?？朔四壳安竭M式調(diào)速器存在的缺陷，真正實現(xiàn)了電液轉(zhuǎn)換機構(gòu)不用油、斷電自保持、全數(shù)字化、免維護、可靠性和調(diào)節(jié)品質(zhì)高。

2 事件經(jīng)過

2010年5月13日早上5時23分，4號機組啟機，在啟機空載過程中，出現(xiàn)了電調(diào)故障，調(diào)速器A、B套測頻故障，過速PT及齒盤115%事故配壓閥動作，PT過速150%等報警信號，電子開關(guān)分合等工況。通過現(xiàn)場查看，發(fā)現(xiàn)4號機組在停機狀態(tài)時平衡表顯示為0.3，正常情況下機組處于備用狀態(tài)時，平衡表應(yīng)該為負值。檢測調(diào)速器導(dǎo)葉反饋與監(jiān)控系統(tǒng)接力器行程電量不一致，而后進行了調(diào)速器和外接信號發(fā)生器的測頻回路檢查，調(diào)速器觸摸屏上顯示的機頻信號與信號發(fā)生器所發(fā)出的信號一致，說明測頻回路正常。機組空載試驗，調(diào)速器收到開機令，但導(dǎo)葉無反饋，平衡表顯示依然為0.3，機組手動停機，再次空載情況依舊。運行人員將調(diào)速器切為機手動，手動開機導(dǎo)葉開度為11.7，機組頻率在46.5左右，切回自動位置，查看調(diào)速器PID輸出有數(shù)值，但機組頻率與導(dǎo)葉反饋無變化，切為電手動后動作減開度把手，機組頻率與導(dǎo)葉無變化，后導(dǎo)葉機手動開機，機組一切正常，機組停機后平衡表顯示為-1.1。

3 事件分析及處理

采用監(jiān)控系統(tǒng)對當時調(diào)速機運行中的各項采樣值進行分析，為了能詳細清晰地表述，選取一張正常運行狀況下的調(diào)速機參數(shù)采樣值截圖，以及一張故障狀況下的調(diào)速機參數(shù)采樣值截圖，進行比對說明，見圖1、圖2。

圖1中，紅色線為倒水機構(gòu)導(dǎo)水葉開度的換算值，即接力器行程值。藍色線為調(diào)速機PID綜合放大輸出值，即步進電機驅(qū)動模塊的開入量。黃色線為調(diào)速器以外的采樣設(shè)備報送的接力器行程值，它與紅色線互為校對。它們都對藍色線PID輸出作出一致趨勢反映，隨著藍線變化而變化。

圖1 調(diào)速機正常運行參數(shù)采樣值

圖2 調(diào)速器異常運行參數(shù)采樣值

圖2中參數(shù)的顏色設(shè)定與圖1相同。從圖2中可以看出以下幾點：

（1）紅色線互校于黃色線，證明兩處采樣設(shè)備有足夠的可信度，采樣值可以作為可靠的分析依據(jù)。

（2）圖中兩次出現(xiàn)反趨勢運動現(xiàn)象。第一次反趨勢出現(xiàn)在調(diào)速機分段開啟導(dǎo)葉的減速開啟段，可見開度是此時開始背離指令的，并且可見此時機構(gòu)已脫離指令的控制，出現(xiàn)了處于手動態(tài)才有的關(guān)向運動狀況。經(jīng)判斷應(yīng)是PID減小輸出的趨勢速率到S2時，對應(yīng)原有導(dǎo)葉打開速率S1，產(chǎn)生了一個遞減的速率差值s，致使電機響應(yīng)s值向關(guān)側(cè)向運動M，以減小導(dǎo)葉的打開速率，因步進電機的反饋發(fā)卡而沒能在第一時間饋送實際步進位置值-M，去平衡掉這個趨勢M，導(dǎo)致電機向關(guān)向過運動。并由于導(dǎo)葉的逐漸關(guān)小，導(dǎo)致其后PID逐漸加大輸出趨近于N，由N對應(yīng)的電機步進值也就逐漸由關(guān)向轉(zhuǎn)為開向，間接地平衡掉速率差值帶來的電機向關(guān)側(cè)向運動趨勢，并逐漸轉(zhuǎn)為開向趨勢。

（3）紅黃兩色（以下稱為反饋線）明顯滯后于PID輸出，圖例時間換算顯示為7～9 s。由此分析，PID每一次換向都是需要達到極值后才能調(diào)動電機隨動，經(jīng)判斷可能為機械液壓隨動系統(tǒng)或步進電機反饋系統(tǒng)的系統(tǒng)故障。因此，更換了步進電機并且重新調(diào)整步進電機的零點位置，重新啟機到空載后，機組運行正常。

4 結(jié)論

調(diào)速器系統(tǒng)是一個離散的魯棒系統(tǒng)，它的調(diào)控量具有實時性和不可預(yù)知性，因此，它的故障也具有一定的隨機性，因而為調(diào)速機故障的分析與處理帶來了一定的難度。在實踐中發(fā)現(xiàn)以監(jiān)控系統(tǒng)為依托、以歷史庫加數(shù)據(jù)分析為手段的調(diào)速機故障鑒定方法，具有檢查方便、數(shù)據(jù)精確、狀態(tài)顯示直觀等特點，對于快速確定故障點，進而解決故障有非常大的幫助。