羅定市七和水電站 527200

摘要：調(diào)速器是承擔(dān)著水輪發(fā)電機(jī)組啟停、頻率控制、負(fù)荷調(diào)整與分配等功能的關(guān)鍵設(shè)備，維護(hù)好調(diào)速器才能使發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定地運行，因此本文對水輪發(fā)電機(jī)調(diào)速器的維護(hù)與故障處理作了分析。

關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機(jī)；調(diào)速器；維護(hù)；故障處理

水輪機(jī)發(fā)電機(jī)調(diào)速器是通過調(diào)節(jié)機(jī)組導(dǎo)葉開度的大小來實現(xiàn)對水輪機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，而水輪機(jī)轉(zhuǎn)速是維持發(fā)電額定頻率的關(guān)鍵因素，我國電網(wǎng)允許的頻率范圍為（50±0.2）Hz[1]。此外，水輪機(jī)發(fā)電機(jī)調(diào)速器還是適應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷增減、承擔(dān)預(yù)定負(fù)荷分配、滿足發(fā)電機(jī)組自動或手動快速啟動以及正?；蚓o急停機(jī)需要的重要控制設(shè)備[2]?？梢?，水輪發(fā)電機(jī)調(diào)速器的維護(hù)與故障處理是水電站安全、可靠生產(chǎn)的基本保障，因此本文對有關(guān)內(nèi)容作了分析。

1 水輪機(jī)發(fā)電機(jī)調(diào)速器的維護(hù)管理

1.1 維護(hù)要求

前已述及調(diào)速器在水電站生產(chǎn)中的重要性，為了減少故障隱患并延長調(diào)速器設(shè)備無故障間隔時間及使用壽命，對運行值班人員提出了一定要求，其中包括認(rèn)真學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)調(diào)速器設(shè)備的監(jiān)視檢查與維護(hù)要領(lǐng)，必須按規(guī)定對調(diào)速器設(shè)備進(jìn)行運行狀態(tài)監(jiān)視、檢查和維護(hù)，交接班時必須對調(diào)速器設(shè)備狀態(tài)變化情況及需要注意的問題交代清楚。調(diào)速器的工作條件要求如下：（1）發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速擺動相對值，對中小型調(diào)速器≯0.3%～0.4%；（2）調(diào)速器環(huán)境條件為氣溫-5～40℃，相對濕度<90%，且不受酸、堿、鹽、爆炸性氣體、灰塵等影響；（3）調(diào)速器系統(tǒng)用油品質(zhì)需滿足相關(guān)要求，且油溫在10～50℃范圍內(nèi)；（4）調(diào)速器油壓裝置正常油壓范圍不得超過名義油壓的±5%，調(diào)節(jié)過程中油壓范圍不得超過名義油壓的±10%。

1.2 日常維護(hù)

日常巡視檢查時，重點檢查以下項目：（1）觀察機(jī)組轉(zhuǎn)速、導(dǎo)葉開度等參數(shù)，分析判斷機(jī)組運行狀態(tài)是否正常；（2）檢查機(jī)組頻率與電網(wǎng)頻率是否一致，并根據(jù)有功功率的變化判斷機(jī)組運行是否正常；（3）檢查當(dāng)前運行水頭與顯示水頭是否一致，若人工設(shè)定水頭與實際運行水頭不符應(yīng)進(jìn)行調(diào)整；（4）調(diào)速器進(jìn)行動態(tài)調(diào)節(jié)時，應(yīng)對照機(jī)組轉(zhuǎn)速、導(dǎo)葉開度、平衡表顯示值、機(jī)組負(fù)荷之間的關(guān)系，以分析判斷是否存在故障；（5）經(jīng)常性地觀察調(diào)速器“手動/自動”運行方式，以判斷調(diào)速器是否存在故障；（6）根據(jù)調(diào)速器運行參數(shù)調(diào)整變化情況，判斷調(diào)速器運行的穩(wěn)定性及參數(shù)匹配性；（7）進(jìn)行特定操作時，應(yīng)注意觀察接力器鎖定狀態(tài)，這些操作包括正常開機(jī)、正常停機(jī)及故障緊急停機(jī)等；（8）觀察調(diào)速器電氣柜內(nèi)元件是否正常，有無接線斷開現(xiàn)象；（9）觀察調(diào)速器機(jī)械柜內(nèi)元件是否正常；（10）觀察接力器油缸、油管路、閥門是否存在滲漏現(xiàn)象，接力器油缸鎖定位置是否恰當(dāng)，閥門狀態(tài)是否正確；（11）保持工作環(huán)境清潔，做足防塵、防水、防潮措施；（12）調(diào)速器定期換油，正常情況下每年應(yīng)換油1次，新裝或大修后應(yīng)2個月內(nèi)換油1次；（13）調(diào)速器油壓裝置濾油器應(yīng)每周清理1次，如果濾油器前后壓差超過0.2MPa時應(yīng)立即清理；（14）每周應(yīng)對調(diào)速器工作油泵與備用油泵倒換1次，避免備用泵長期不用而出現(xiàn)故障；（15）每月應(yīng)至少檢查1次事故停機(jī)電磁閥動作情況，防止動作失靈；（16）定期對比分析相關(guān)檢測數(shù)據(jù)與廠內(nèi)試驗數(shù)據(jù)的差異，以判斷調(diào)速器是否存在故障隱患。

2 水輪機(jī)發(fā)電機(jī)調(diào)速器的常見故障處理

2.1 因調(diào)速器導(dǎo)致的整機(jī)故障

（1）自動開機(jī)失敗。先檢查開限有沒有打開，若沒有打開可檢查二次接線、微機(jī)調(diào)節(jié)器板卡有沒有問題；若開限已打開而轉(zhuǎn)速不夠，可進(jìn)一步檢查頻率測量環(huán)節(jié)以及水頭是否較低。（2）空載過速。檢查導(dǎo)葉反饋有無斷線、反饋傳感器是否存在偏差、微機(jī)D/A轉(zhuǎn)換器是否存在故障，對最后一種情況應(yīng)更換板卡處理。（3）調(diào)負(fù)荷不準(zhǔn)或溜負(fù)荷。故障現(xiàn)象為增減負(fù)荷卡滯、接力器拒動、負(fù)荷自動減載或加載。對增減負(fù)荷卡滯，可檢查或重新整定參數(shù)。對接力器拒動，可檢查電液伺服閥、功率給定單元并作處理。負(fù)荷自動減載或加載，可檢查電液伺服閥、D/A轉(zhuǎn)換器、調(diào)相令節(jié)點、微機(jī)CPU、微機(jī)調(diào)速器電源接地、機(jī)組運行點等，并作相應(yīng)處理。

2.2 機(jī)組并網(wǎng)時轉(zhuǎn)速和出力擺動

如果調(diào)速器質(zhì)量不佳或發(fā)電機(jī)組性能較差，可能出現(xiàn)運行不穩(wěn)定的情況，并表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速和出力周期性的擺動、非周期性擺動兩種情況。對于周期性的擺動，可能由電網(wǎng)頻率波動引起，也可能是發(fā)生了某種共振，如轉(zhuǎn)子電磁振蕩或機(jī)組引水管道水壓波動與調(diào)速器發(fā)生了共振。通過示波器錄波比較導(dǎo)葉接力器位移波形與電網(wǎng)頻率波形，如果一致可判斷為由電網(wǎng)頻率波動引起，這種情況應(yīng)重新整定調(diào)速器參數(shù)。共振也可通過錄波比較來分析，如調(diào)速器波形與共振源波形一致可判定故障性質(zhì)，解決辦法是通過改變緩沖時間Td來調(diào)整調(diào)速器自振頻率。對于非周期性的擺動，可能由于多臺并列運行機(jī)組調(diào)速器參數(shù)整定不合理引起（如轉(zhuǎn)差系數(shù)bp整定值太小而緩沖時間Td相差較大），或水輪機(jī)空蝕引起效率突然下降，亦或油壓漂移引起。參數(shù)整定不合理應(yīng)重新整定參數(shù)，水輪機(jī)空蝕引起的擺動是偶然性的，可加強(qiáng)監(jiān)視調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)趨穩(wěn)過程。油壓漂移引起的擺動必須更換電液伺服閥來解決。

2.3 機(jī)組甩負(fù)荷時的故障

如甩負(fù)荷后轉(zhuǎn)速太快，這可能是導(dǎo)葉關(guān)閉時間不合適，可分析錄波參數(shù)變化來分析判斷，可調(diào)小導(dǎo)葉關(guān)閉時間參數(shù)Ts來處理。如水壓太高，可能是導(dǎo)葉關(guān)閉時間參數(shù)Ts太小所致，通過錄波結(jié)果并檢查配壓閥動作進(jìn)行判定，可調(diào)大Ts來處理。若轉(zhuǎn)速和水壓同時升高太大，可能是水輪機(jī)與實際水頭不相適應(yīng)，可通過調(diào)整調(diào)壓閥、改變導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律來解決。

2.4 其他故障分析處理

（1）功率故障，由調(diào)速器功率變送器故障或互感器PT、CT斷線引起。故障特征是故障燈亮，并網(wǎng)后工作在功率模式時會切換到開度模式。解決辦法是修理變送器或檢查PT、CT接線。（2）功率給定故障，由遠(yuǎn)方功率模擬量信號故障引起。故障特征是故障燈亮，并網(wǎng)后工作在功率模式時會切換到開度模式。解決辦法是檢查端子有無遠(yuǎn)方模擬量信號（4～20mA）送達(dá)。（3）水頭故障，由遠(yuǎn)方水頭模擬量信號故障引起。故障特征是故障燈亮，采用自動水頭模式時會切換到手動水頭模式。解決辦法是檢查端子有無遠(yuǎn)方模擬量信號（4～20mA）送達(dá)。（4）齒盤測頻故障，由接近開關(guān)與齒盤距離太大或接近開關(guān)斷線引起。故障特征是故障燈亮，并且齒盤測頻顯示50 Hz。解決辦法是檢查接近開關(guān)與齒盤距離是否合適，檢查接近開關(guān)接線有無問題。（5）殘壓測頻故障，由殘壓測頻整形板故障或互感器PT斷線引起。故障特征是故障燈亮，并且殘壓測頻顯示50 Hz。解決辦法是更換殘壓測頻整形板或檢查互感器PT接線。（6）機(jī)頻故障，由測頻回路熔斷器熔斷或測頻元件損壞所致。故障特征是中控室顯示調(diào)速器故障，現(xiàn)場顯示機(jī)頻故障。開機(jī)過程中出現(xiàn)應(yīng)改為手動開機(jī)模式；并網(wǎng)過程中出現(xiàn)有容錯功能調(diào)速器仍可繼續(xù)運行，否則應(yīng)改為手動運行模式。

3 結(jié)語

目前，中小型水電站水輪發(fā)電機(jī)組機(jī)械調(diào)速器或電液調(diào)速器大都已被微機(jī)調(diào)速器取代。微機(jī)調(diào)速器具有結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)越、操作方便的特點，但受到多種因素影響，微機(jī)調(diào)速器也會發(fā)生各種故障，所以要加強(qiáng)維護(hù)并針對故障特征進(jìn)行有效處理，以確保水電站安全可靠地生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 白中狀.沖擊式水輪機(jī)調(diào)速器維護(hù)及故障分析處理[J].云南水力發(fā)電，2014，30（1）：117-118，131.

[2] 武守華.基于水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速器的故障研究與維護(hù)分析[J].水電與抽水蓄能，2015（15）：9-10.