楊宗學(xué)

（四川嘉陵江亭子口水利水電開(kāi)發(fā)有限公司，四川 蒼溪 628400）

淺析調(diào)速器常見(jiàn)的故障及分析處理

楊宗學(xué)

（四川嘉陵江亭子口水利水電開(kāi)發(fā)有限公司，四川 蒼溪 628400）

水輪機(jī)調(diào)速器的作用是保證水輪發(fā)電機(jī)的頻率穩(wěn)定、維持電力系統(tǒng)負(fù)荷平衡，并根據(jù)操作控制命令完成各種自動(dòng)化操作，是水電站的重要基礎(chǔ)控制設(shè)備。它的安全可靠程度對(duì)水輪發(fā)電機(jī)有著舉足輕重的影響。為此，運(yùn)行值班人員必須掌握調(diào)速器的一些常見(jiàn)故障及處理方法，以便在發(fā)生調(diào)速器事故時(shí)能正確快速有效地處理，縮短機(jī)組因事故停機(jī)的時(shí)間，保證機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

調(diào)速器；故障；分析處理

水輪機(jī)調(diào)速器作為水電廠的重要設(shè)備，與水電站能否正常發(fā)電的工作密不可分，一旦調(diào)速器出現(xiàn)故障，將直接關(guān)系到水輪發(fā)電機(jī)組乃至電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，影響電站的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益，因此保證調(diào)速器正常工作就顯得極為重要。由于水輪機(jī)調(diào)速器連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)，容易導(dǎo)致調(diào)速器出現(xiàn)誤報(bào)警及不報(bào)警故障，增加了發(fā)電機(jī)組的事故發(fā)生率。在運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)調(diào)速器故障，發(fā)現(xiàn)故障后能盡快從故障的現(xiàn)象中分析出原因，排除故障，恢復(fù)正常生產(chǎn)。本文結(jié)合工作實(shí)踐，對(duì)調(diào)速器運(yùn)行過(guò)程中常見(jiàn)的故障及處理辦法進(jìn)行探討。

1　調(diào)速器整機(jī)運(yùn)行故障

1.1自動(dòng)開(kāi)機(jī)不成功

現(xiàn)象：給開(kāi)機(jī)令后，開(kāi)限沒(méi)有打開(kāi)，或者開(kāi)限打開(kāi)，但機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)不到額定值。原因分析與處理：對(duì)于開(kāi)限沒(méi)有打開(kāi)的情況，多半是由于二次接線、開(kāi)關(guān)量板卡、D/A轉(zhuǎn)換器等存在問(wèn)題，但也有可能是CPU的問(wèn)題。應(yīng)檢查二次接線及微機(jī)調(diào)節(jié)器內(nèi)板卡，有損壞時(shí)必須及時(shí)更換新板卡。對(duì)于開(kāi)限已打開(kāi)的情況，則有多種可能，除了上述原因外，還可能是機(jī)組頻率測(cè)量或者電網(wǎng)頻率測(cè)量有問(wèn)題，應(yīng)檢查頻率測(cè)量環(huán)節(jié)；也有可能是由于水頭較低，原整定的空載開(kāi)度不能保證機(jī)組達(dá)到額定值，此時(shí)增大空載開(kāi)度并打開(kāi)開(kāi)限即可。

1.2機(jī)組空載運(yùn)行中過(guò)速

現(xiàn)象：空載運(yùn)行中轉(zhuǎn)速高于額定值，甚至出現(xiàn)過(guò)速保護(hù)動(dòng)作，緊急停機(jī)等情況。原因分析與處理：①導(dǎo)葉反饋斷線。此時(shí)導(dǎo)葉反饋無(wú)指示或者一直指在某一值，但接力器一直開(kāi)到全開(kāi)，造成過(guò)速。對(duì)此應(yīng)檢查反饋接線并恢復(fù)正常。②導(dǎo)葉反饋傳感器有偏差。此時(shí)若導(dǎo)葉反饋指示小于實(shí)際開(kāi)度，會(huì)造成空載轉(zhuǎn)速總是高出額定轉(zhuǎn)速。對(duì)此只要調(diào)整導(dǎo)葉開(kāi)度反饋傳感器，使實(shí)際開(kāi)度與反饋開(kāi)度指示值一致即可。③微機(jī)輸出故障。此時(shí)若微機(jī)數(shù)字顯示正常，而輸出模擬量指示為最大，可斷定是D/A轉(zhuǎn)換器故障，應(yīng)更換板卡處理。

1.3調(diào)負(fù)荷不正?；蛄镓?fù)荷

（1）現(xiàn)象：增、減負(fù)荷緩慢。原因分析與處理：此種情況是由于調(diào)節(jié)參數(shù)整定不當(dāng)，緩沖時(shí)間常數(shù)、暫態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)太大或比例增益太小而造成。這3個(gè)參數(shù)既影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度，又影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，應(yīng)在保證調(diào)節(jié)系統(tǒng)有穩(wěn)定余量的前提下，適當(dāng)減小緩沖時(shí)間常數(shù)和暫態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)或加大比例增益。

（2）現(xiàn)象：功率給定調(diào)節(jié)負(fù)荷時(shí)接力器拒動(dòng)，負(fù)荷不變。原因分析與處理：可能是電液伺服閥卡緊或接線斷開(kāi)、功率給定單元故障，致使功率變化的信號(hào)傳輸中斷，應(yīng)檢查電液伺服閥或功率給定單元并作處理。

（3）現(xiàn)象：溜負(fù)荷或自行增減負(fù)荷。所謂溜負(fù)荷，是指在系統(tǒng)頻率穩(wěn)定，也沒(méi)有操作功率給定或者頻率給定的情況下，機(jī)組原來(lái)所帶的全部或部分負(fù)荷逐漸會(huì)自行卸掉。原因分析與處理：①電液伺服閥發(fā)卡。電液伺服閥發(fā)卡是調(diào)速器溜負(fù)荷或自增加負(fù)荷的主要原因。若發(fā)卡于關(guān)機(jī)側(cè)，則造成全部溜負(fù)荷，導(dǎo)致導(dǎo)葉全部關(guān)閉；若是卡于開(kāi)機(jī)側(cè)，則使接力器開(kāi)啟，導(dǎo)致自增加負(fù)荷，直至開(kāi)限開(kāi)度為止。此時(shí)檢查電液伺服閥，并排除故障。②D/A轉(zhuǎn)換器故障。此時(shí)輸出減小或?yàn)榱?，機(jī)組溜部分或全部負(fù)荷；應(yīng)檢查、更換D/A轉(zhuǎn)換器板卡。③微機(jī)調(diào)速器CPU故障。造成數(shù)據(jù)錯(cuò)亂，可能引起溜部分負(fù)荷。此時(shí)必須排除CPU故障，必要時(shí)更換CPU。④微機(jī)調(diào)速器電源有接地現(xiàn)象，或者是電液轉(zhuǎn)換器線圈有接地。此時(shí)將造成微機(jī)調(diào)速器數(shù)字顯示變動(dòng)，同時(shí)引起接力器抽動(dòng)?？捎萌f(wàn)用表去逐個(gè)檢查排除接地現(xiàn)象。

1.4機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)的工況狀態(tài)不良

（1）現(xiàn)象：轉(zhuǎn)速上升過(guò)高。這種故障產(chǎn)生的原因可能是導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間值太大或?qū)~關(guān)閉規(guī)律不合理。鑒別方式是用示波器錄制甩負(fù)荷時(shí)的各種主要參數(shù)變化情況。處理方法是減小導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間值或調(diào)整導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律。

（2）現(xiàn)象：水壓上升過(guò)高。這種故障產(chǎn)生的原因可能是導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間值太小，導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律不合理，裝設(shè)的調(diào)壓閥動(dòng)作不靈。鑒別方法同上，并檢查配壓閥動(dòng)作情況。處理方法是增加導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間值，調(diào)整調(diào)壓閥的開(kāi)啟時(shí)間或靈活性，改善導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律。

（3）現(xiàn)象：轉(zhuǎn)速與水壓同時(shí)升高過(guò)大。這種故障產(chǎn)生的原因可能是水輪機(jī)與實(shí)際水頭不適應(yīng)，調(diào)壓閥動(dòng)作不正常。導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律不合理。鑒別方法同上，并核算水輪機(jī)適應(yīng)的水頭。處理方法是調(diào)整調(diào)壓閥，改變導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律。

2　調(diào)速器電氣部分故障

（1）現(xiàn)象：微機(jī)運(yùn)行異?；蚬收蠠袅?。原因分析與處理：有備用機(jī)組的應(yīng)切至備用機(jī)組；公用部分故障或無(wú)備用機(jī)組的可切換至手動(dòng)運(yùn)行；一般對(duì)微機(jī)故障采取更換板卡進(jìn)行排除。

（2）現(xiàn)象：機(jī)頻消失，中控室有調(diào)速器故障信號(hào)出現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)有機(jī)頻故障信號(hào)。原因分析與處理：由于機(jī)組測(cè)頻回路斷線或測(cè)頻元件損壞等造成該故障。若發(fā)生在開(kāi)機(jī)過(guò)程中，則應(yīng)立即停機(jī)或改手動(dòng)方式開(kāi)機(jī)；若發(fā)生在并網(wǎng)過(guò)程中，則應(yīng)切至手動(dòng)運(yùn)行，盡快處理。

（3）現(xiàn)象：電調(diào)柜電源消失。原因分析與處理：如果是電調(diào)柜電源消失，則應(yīng)檢查備用電源是否投入，若主、備電源同時(shí)消失，則應(yīng)將調(diào)速器切至手動(dòng)運(yùn)行，查明失電原因，并恢復(fù)送電。

3　調(diào)速器機(jī)械部分故障

（1）現(xiàn)象：主配壓閥卡死。原因分析與處理：可能由于油路內(nèi)有水銹住、油內(nèi)有臟東西卡住、輔助接力器裝配不良或上下不同心等造成?？勺魅缦绿幚恚哼M(jìn)行油的凈化和過(guò)濾。重新裝配，使主配壓閥和輔助接力器相互同心。

（2）現(xiàn)象：位置反饋電位器故障。調(diào)速器位置反饋電位器包括導(dǎo)葉反饋電位器和柜內(nèi)元件位置反饋電位器。位置反饋電位器的故障可能導(dǎo)致機(jī)組過(guò)速和自動(dòng)調(diào)節(jié)不穩(wěn)的現(xiàn)象，其原因和處理方法如下：①鋼帶斷開(kāi)。這種情況必須重新更換鋼帶。②電位器與鋼帶活動(dòng)脫節(jié)。必須檢查固定精密電位器軸的螺釘，并將其鎖緊。③電位器接線斷開(kāi)。應(yīng)檢查接線，重新連接。

4　結(jié)語(yǔ)

調(diào)速系統(tǒng)是水電廠極其重要的部分，它運(yùn)行的可靠性對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行產(chǎn)生重要影響。在實(shí)際運(yùn)行中，水輪發(fā)電機(jī)的很大一部分故障是由調(diào)速系統(tǒng)引起或調(diào)速系統(tǒng)故障造成的。為此，運(yùn)行值班人員必須加強(qiáng)對(duì)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)備的密切監(jiān)視，掌握調(diào)速器的一些常見(jiàn)的故障及處理方法，并做好事故預(yù)想，多組織相關(guān)的事故演練，提高運(yùn)行值班人員處理事故的能力。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的定期維護(hù)工作，不斷提高其運(yùn)行的安全可靠性。

[1]張昌兵.水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)[M].成都：四川大學(xué)出版社，2015.

[2]蔡維由.中小型水輪機(jī)調(diào)速器的原理調(diào)試與故障分析處理[M].北京：中國(guó)電力出版社，2006.

TK730.4+1

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1672-5387（2016）11-0052-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.11.019

2016-09-07

楊宗學(xué)（1986-），男，助理工程師，從事水電站運(yùn)行工作。