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        水輪機調(diào)速器抽動故障及消除措施

        2017-04-29 00:00:00劉軍
        水能經(jīng)濟 2017年1期

        【摘要】:就目前發(fā)展而言,我國水輪機建設(shè)發(fā)展速度較快,并在規(guī)模及技術(shù)上都有了顯著地提高,可以說我國水輪機的制造發(fā)展技術(shù)已經(jīng)達到世界先進水平的行列。但是也應(yīng)該看到其存在的不足,文章主要針對水輪機調(diào)速器等方面的問題進行簡要的分析與總結(jié),并結(jié)合實際情況,找出發(fā)生問題的原因所在及提出了合理化的解決方案,供相關(guān)人員參考。

        【關(guān)鍵詞】水輪機;調(diào)速器;抽動故障;消除措施

        引言

        水輪機調(diào)速器抽動故障,對整個水輪機操作的影響較為明顯,嚴(yán)重時還會引起其他故障,而且抽動故障具有偶發(fā)性、突發(fā)性的特征,增加了調(diào)速器的運行壓力,進而為水輪機的運行埋下安全隱患。為了提高水輪機的性能,確保水輪機的運行能夠達到國家的標(biāo)準(zhǔn),由此提供穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的電能。

        一、引起抽動故障的原因

        引起水輪機調(diào)速器抽動可以從兩種情況進行分析,第一種情況,孤立電網(wǎng)運行機組,這種水輪發(fā)電機組的出力受孤立電網(wǎng)用電負(fù)荷的影響非常大,孤立電網(wǎng)用電負(fù)荷變化大,發(fā)電機組的出力要跟隨其變化,此情況下,水輪機調(diào)速器要保持機組出口發(fā)電頻率在50Hz(我國電網(wǎng)工頻標(biāo)準(zhǔn))左右,調(diào)速器調(diào)節(jié)頻繁,抽動非常大。第二種情況,并網(wǎng)運行機組,這種水輪發(fā)電機組的出力,由水電站自身水利因素和電網(wǎng)調(diào)度的控制,網(wǎng)頻非常穩(wěn)定,基本保持50Hz不變(變化不超過+0.2Hz),調(diào)速器調(diào)節(jié)相對較小,此情況下,調(diào)速器波動主要由其自身性能決定。下面主要分析第二種情況引起水輪機調(diào)速器抽動的原因及其消除措施。

        (1)水輪機調(diào)速器主配壓閥閥芯位移傳感器主要是用來進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,對調(diào)速器中傳輸?shù)男畔⒆龅郊皶r的收集和處理,從而依據(jù)傳輸?shù)男畔χ髋鋲洪y的位置進行有效的監(jiān)測。如果水輪機在一種不平衡的環(huán)境下進行運行,水輪機中的主配壓閥位置沒有定期進行有效的調(diào)節(jié),則會使得水輪機調(diào)速器在運行的過程中,出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象,這樣就會引發(fā)水輪機調(diào)速器系統(tǒng)出現(xiàn)抽動故障,這種故障的出現(xiàn)會造成水輪機中的調(diào)速器出現(xiàn)磨損的問題,從而進一步加劇了水輪機調(diào)速器的不平衡,使得機械液壓出現(xiàn)抽動故障,對水輪機安全運行造成極其嚴(yán)重影響。

        (2)水輪機導(dǎo)葉反饋信號的波動頻率較大也會造成水輪機調(diào)節(jié)器(改為調(diào)速器)出現(xiàn)抽動故障。在水電機組安裝容量一定的情況下,對水輪機調(diào)速器控制裝置進行安裝,一般來說,控制裝置主要被安裝在發(fā)電機層,其與導(dǎo)葉接力器管路足有10m以上的距離,這樣的長距離,會使得機組在運行的時候,所產(chǎn)生的振動幅度相對較大,而振動幅度的加大會使得輸出的信號受到干擾,從而無法連貫并且及時地進行信息的輸出,進而造成主配壓閥出現(xiàn)抽動的現(xiàn)象。隨著振動的頻率的變化,導(dǎo)葉反饋也會發(fā)生一定的變化,這樣就會使得控制系統(tǒng)無法進行信息的收集,控制系統(tǒng)無法掌握內(nèi)部振動的情況,無法對抽動現(xiàn)象進行有效的控制,從而使得抽動進一步加劇,這就會引發(fā)水輪機調(diào)速器主配壓閥出現(xiàn)上下抽動現(xiàn)象,從而影響水輪機運行。

        二、水輪機調(diào)速器抽動故障及消除措施

        1、設(shè)置壓緊行程

        設(shè)置壓緊行程主要是針對水輪機調(diào)速器的主閥結(jié)果,在水輪機調(diào)速器安裝或調(diào)試時采取壓緊行程方式。設(shè)置壓緊行程的處理措施,必須在停機的狀態(tài)下才能完成。例如:在水輪機調(diào)速器設(shè)置壓緊行程時,設(shè)置主閥伺服控制信號,維修人員主動控制伺服信號,以此來平衡信號波動,待運行信號平穩(wěn)后,即可防止主配壓閥的閥芯抽動,有利于提升調(diào)速器的運行性能。壓緊行程是水輪機調(diào)速器解決抽動的基本方法,也是最簡單的調(diào)控方法,此類方法僅應(yīng)用在主閥引起的抽動故障中,需要由專業(yè)的維修人員進行設(shè)置操作,控制信號的同時,促進信號波動平衡,尤其是信號波動頻率,避免影響調(diào)速器的性能,一方面改善水輪機調(diào)速器的壓緊行程,另一方面優(yōu)化主閥的運行與控制,排除調(diào)速器抽動故障的影響。

        2、修改水輪機調(diào)速器數(shù)字閥控制和優(yōu)化參數(shù)

        為最大程度上減少或者避免水輪機調(diào)速器系統(tǒng)信號的震蕩及變化,可借助延時停止調(diào)速器數(shù)字閥輸出的方式。對水輪機調(diào)速器參數(shù)的優(yōu)化,可采用增強PID算法。參數(shù)優(yōu)化后,需及時在主閥數(shù)組中,將此偏差進行剔除,從而使被調(diào)節(jié)的量近乎于設(shè)定的目標(biāo)值。需加以重視的是,水輪機調(diào)速器會在參數(shù)變化緩慢的情況下,產(chǎn)生比例和微分通道近乎于不起作用的現(xiàn)象,可通過對調(diào)速器的參數(shù)進行進一步調(diào)節(jié),以實現(xiàn)水輪機調(diào)速器功能穩(wěn)定、防止抽動故障發(fā)生的目的。

        3、濾波處理

        (1)空載狀態(tài)下的濾波處理,此狀態(tài)的濾波處理較為簡單,維修人員調(diào)整主配壓閥,調(diào)整后可以過濾掉影響輸出信號的干擾波,為主配壓閥信號傳輸提供非干擾的環(huán)境,保障主配壓閥信號準(zhǔn)確,才能排除干擾源的影響,防止調(diào)速機(改為調(diào)速器)抽動;(2)運行狀態(tài)下的濾波處理,不受增減信號的干擾,維修人員在濾波處理方面,先將比例伺服閥控制中的信號做清零處理,再根據(jù)調(diào)速器的抽動狀態(tài),實行濾波處理,采取非頻率調(diào)節(jié)的方法,直至伺服閥的工作狀態(tài)達到穩(wěn)定,既可以解決調(diào)速器的抽動故障,又可以延長比例伺服閥的使用壽命,體現(xiàn)了濾波處理的效益和效率。

        4、更換導(dǎo)葉反饋及安裝位置與主配壓閥閥芯位移傳感器

        水輪機導(dǎo)葉反饋安裝于導(dǎo)葉接力器支座上。其采用直線電位器的形式,在開機后,導(dǎo)葉反饋的振動幅度比較高,反饋信號就容易產(chǎn)生波動現(xiàn)象,這樣就使水輪機調(diào)速器產(chǎn)生抽動障礙。故借助改變導(dǎo)葉反饋裝置的形式,在把機械轉(zhuǎn)換裝置安裝于水輪機層,從而有效的避免了振動問題干擾。依據(jù)差動變壓器的工作原理,該類位移傳感裝置,利用套在線圈中的鐵芯在管內(nèi)的移動,以達到對位移測量的目的。通過更換位移傳感器,主閥閥芯位移傳感器平衡點易磨損的問題就得到了有效解決,并且從使用情況觀察,水輪機調(diào)速器長期運行的要求能到完全得到滿足。

        結(jié)語

        由于水輪機調(diào)速器系統(tǒng)是一套自動控制系統(tǒng),某一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,就有可能使整個調(diào)速器系統(tǒng)不穩(wěn)定。因此,需要結(jié)合多方面因素進行綜合分析,逐步完善水輪機調(diào)速器性能,以提高自動控制設(shè)備的可靠性,在保證水輪機調(diào)速器系統(tǒng)本身可靠穩(wěn)定運行的同時,滿足水輪機調(diào)速器的標(biāo)準(zhǔn),達到電網(wǎng)的響應(yīng)要求。

        參考文獻:

        [1]蘇劍.水輪機調(diào)速器抽動故障及消除措施[J].黑龍江科學(xué),2015,02:54+63.

        [2]林繁鑫.水輪機調(diào)速器系統(tǒng)抽動故障及其消除措施[J].科技與企業(yè),2015,09:238.

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