【摘要】在水輪機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)運(yùn)行當(dāng)中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)抽動(dòng)故障，引起這種故障的原因主要在于水輪機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在缺陷以及運(yùn)行環(huán)境不良等多種因素。抽動(dòng)故障的出現(xiàn)嚴(yán)重影響到水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行，使得水輪發(fā)電機(jī)組的功能受到影響。要想解決這種故障，就要對(duì)水輪機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)進(jìn)行全面的分析，并采取有效的措施，對(duì)故障進(jìn)行消除處理，從而保障水輪發(fā)電機(jī)組的平穩(wěn)運(yùn)行。本文就水輪機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)抽動(dòng)故障及其消除措施進(jìn)行了簡(jiǎn)要的探究，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】水輪機(jī)；調(diào)速器系統(tǒng)；抽動(dòng)故障；消除措施

由于部分廠商的設(shè)計(jì)存在缺陷，以及現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境的影響，使得水輪機(jī)調(diào)速器會(huì)出現(xiàn)抽動(dòng)問(wèn)題，嚴(yán)重影響到水輪機(jī)的運(yùn)行安全。這種抽動(dòng)故障屬于一種偶發(fā)性故障，在處理上具有一定的難度，無(wú)法對(duì)這種故障進(jìn)行有效的根除，使得設(shè)備的運(yùn)行安全無(wú)法得到保障，一旦這種故障爆發(fā)出來(lái)，造成極其嚴(yán)重的安全事故。因此，要注意對(duì)水輪機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)中的各種硬件和軟件進(jìn)行合理的調(diào)整，優(yōu)化水輪機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)，同時(shí)注意對(duì)水輪機(jī)運(yùn)行的環(huán)境進(jìn)行必要的考察，保證水輪機(jī)設(shè)計(jì)的安裝質(zhì)量，以使水輪機(jī)能夠正常的運(yùn)行。

1.水輪機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)抽動(dòng)故障分析

水輪機(jī)的抽動(dòng)故障主要是指機(jī)械液壓系統(tǒng)出現(xiàn)抽動(dòng)、引導(dǎo)閥及主配壓閥出現(xiàn)上下抽動(dòng)的問(wèn)題。有些水輪機(jī)調(diào)速器在運(yùn)行一段時(shí)間后，由于自身存在的安全隱患，容易出現(xiàn)抽動(dòng)故障。一般而言，水輪機(jī)調(diào)速器出現(xiàn)抽動(dòng)的頻率范圍在3-10Hz之間，并且抽動(dòng)的幅值在0.5-2.0mm之間。部分的相關(guān)維修人員會(huì)采用將主配壓閥傳感器重新移動(dòng)到中心位置，或者是更換主配壓閥傳感器，會(huì)使得抽動(dòng)問(wèn)題得到一定的改善，但是這樣的方法畢竟只能夠起到暫時(shí)的作用，仍然無(wú)法對(duì)抽動(dòng)故障進(jìn)行有效的根治。

2.引起抽動(dòng)故障的原因

2.1由圖1水輪機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以看出。水輪機(jī)調(diào)速器主配壓閥閥芯位移傳感器主要是用來(lái)進(jìn)行主配壓閥活塞的位移，其可以作為一種轉(zhuǎn)換的電氣信號(hào)，對(duì)調(diào)速器中傳輸?shù)男畔⒆龅郊皶r(shí)的收集和處理，從而依據(jù)傳輸?shù)男畔?duì)主配壓閥的位置進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)。如果水輪機(jī)在一種不平衡的環(huán)境下進(jìn)行運(yùn)行，水輪機(jī)中的主配壓閥位置沒(méi)有定期進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，則會(huì)使得水輪機(jī)調(diào)速器在運(yùn)行的過(guò)程中，出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象，這樣就會(huì)引發(fā)水輪機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)出現(xiàn)抽動(dòng)故障，這種故障的出現(xiàn)會(huì)造成水輪機(jī)中的調(diào)速器出現(xiàn)磨損的問(wèn)題，從而進(jìn)一步加劇了水輪機(jī)調(diào)速器的不平衡，使得機(jī)械液壓出現(xiàn)抽動(dòng)的故障，對(duì)水輪機(jī)的安全運(yùn)行造成極其嚴(yán)重的影響。

2.2水輪機(jī)導(dǎo)葉反饋信號(hào)的波動(dòng)頻率較大。也會(huì)造成水輪機(jī)調(diào)節(jié)器出現(xiàn)抽動(dòng)故障。在水電機(jī)組安裝容量一定的情況下，對(duì)水輪機(jī)調(diào)速器控制裝置進(jìn)行安裝，一般來(lái)說(shuō)，控制裝置主要被安裝在發(fā)電機(jī)層，其與導(dǎo)葉接力器管路足有10m以上的距離，這樣的長(zhǎng)距離，會(huì)使得機(jī)組在運(yùn)行的時(shí)候，所產(chǎn)生的振動(dòng)幅度相對(duì)較大，而振動(dòng)幅度的加大會(huì)使得輸出的信號(hào)受到干擾，從而無(wú)法連貫并且及時(shí)地進(jìn)行信息的輸出，從而造成了主配壓閥出現(xiàn)抽動(dòng)的現(xiàn)象。隨著振動(dòng)的頻率的變化，導(dǎo)葉反饋也會(huì)發(fā)生一定的變化，這樣就會(huì)使得控制系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行信息的收集，控制系統(tǒng)無(wú)法掌握內(nèi)部振動(dòng)的情況，無(wú)法對(duì)抽動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行有效的控制，從而使得抽動(dòng)進(jìn)一步的加劇，這就會(huì)引發(fā)水輪機(jī)調(diào)速器主配壓閥出現(xiàn)上下抽動(dòng)的現(xiàn)象，從而影響水輪機(jī)的運(yùn)行。

3.消除措施

在水輪機(jī)調(diào)節(jié)器出現(xiàn)抽動(dòng)故障時(shí)，要注意對(duì)水輪機(jī)調(diào)節(jié)器系統(tǒng)進(jìn)行全面的分析，確定水輪機(jī)調(diào)節(jié)器系統(tǒng)出現(xiàn)抽動(dòng)的原因，從而根據(jù)造成抽動(dòng)故障出現(xiàn)的原因采取針對(duì)性的消除手段，例如，造成水輪機(jī)調(diào)節(jié)器系統(tǒng)出現(xiàn)抽動(dòng)故障的原因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，則需要采取的消除措施就是對(duì)程序進(jìn)行有效的修改，逐步的完善水輪機(jī)調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的性能。而如果硬件上出現(xiàn)了問(wèn)題就需要對(duì)硬件進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整或更換，比如導(dǎo)葉反饋出現(xiàn)問(wèn)題，就需要對(duì)導(dǎo)葉反饋的安裝方式進(jìn)行改進(jìn)，選擇更加穩(wěn)定的安裝位置，以減少出現(xiàn)磨損的現(xiàn)象。

在對(duì)造成水輪機(jī)調(diào)節(jié)器出現(xiàn)抽動(dòng)故障的原因進(jìn)行全面的分析后，要采取具體的措施對(duì)抽動(dòng)故障進(jìn)行消除，主要的措施包括以下幾個(gè)方面：

3.1設(shè)置壓緊行程。水輪機(jī)在停運(yùn)期間，要注意對(duì)電氣壓緊行程進(jìn)行合理的設(shè)置，可以設(shè)置一個(gè)負(fù)電壓來(lái)對(duì)主配壓閥信號(hào)進(jìn)行控制，通過(guò)控制信號(hào)，可以平衡信號(hào)的波動(dòng)頻率，使得水輪機(jī)在停運(yùn)期間能夠不受信號(hào)的影響，而出現(xiàn)抽動(dòng)故障。

3.2修改數(shù)字閥控制和優(yōu)化參數(shù)。在數(shù)字閥調(diào)節(jié)進(jìn)入開(kāi)度死區(qū)時(shí)，延時(shí)停止數(shù)字閥輸出，延時(shí)時(shí)間可在人機(jī)界面設(shè)置。采用增強(qiáng)PID算法，并分別對(duì)比例伺服閥和數(shù)字閥控制狀態(tài)下的調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，盡量減少或避免調(diào)速器的抽動(dòng)，保證調(diào)節(jié)順暢。

3.3更換導(dǎo)葉反饋及安裝位置。導(dǎo)葉反饋采用直線電位器形式，安裝在導(dǎo)葉接力器支座上，因此，開(kāi)機(jī)后導(dǎo)葉反饋振動(dòng)較大，反饋信號(hào)出現(xiàn)波動(dòng)，使調(diào)速器發(fā)生抽動(dòng)現(xiàn)象。通過(guò)改變導(dǎo)葉反饋裝置形式，并將機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置安裝在水輪機(jī)層，避免了振動(dòng)干擾。

3.4更換主配壓閥閥芯位移傳感器。根據(jù)差動(dòng)變壓器工作原理，將位移傳感器套在線圈中的鐵芯在管內(nèi)移動(dòng)，能實(shí)現(xiàn)位移測(cè)量。通過(guò)更換為該非接觸式位移傳感器，較好地解決了主配壓閥閥芯位移傳感器平衡點(diǎn)易磨損的問(wèn)題，完全能夠滿足水輪機(jī)調(diào)速器長(zhǎng)期運(yùn)行的要求。

4.結(jié)語(yǔ)

由于水輪機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)是一套自動(dòng)控制系統(tǒng)，某一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，就有可能使整個(gè)調(diào)速器系統(tǒng)不穩(wěn)定。實(shí)際上，水輪發(fā)電機(jī)組的工況不同、水輪機(jī)調(diào)速器所選用的某些器件不合適都有可能造成調(diào)速器系統(tǒng)不穩(wěn)定。因此，需要結(jié)合多方面因素進(jìn)行綜合分析，逐步完善水輪機(jī)調(diào)速器性能，以提高自動(dòng)控制設(shè)備的可靠性，在保證水輪機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)本身可靠穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，滿足水輪機(jī)調(diào)速器的標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到電網(wǎng)的響應(yīng)要求。

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