劉欽+牟亮+王繼承+劉思+王永洪

【摘 要】本文主要針對調(diào)速器系統(tǒng)液壓系統(tǒng)A/B機(jī)切換閥故障，總結(jié)出液壓系統(tǒng)處理思路、事件原因，總結(jié)調(diào)速器液壓系統(tǒng)故障的特點(diǎn)，以及調(diào)速器系統(tǒng)改進(jìn)的建議，以期為同行提供參考。

【關(guān)鍵詞】切換閥；故障；比例伺服閥

0 引言

水電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行，與每一個機(jī)電設(shè)備的良好性能有著重要關(guān)系。調(diào)速器作為水電廠重要設(shè)備之一，其性能穩(wěn)定性對水電廠的設(shè)備運(yùn)行有著直接影響。文章針對電廠調(diào)速器液壓系統(tǒng)故障實(shí)例，對故障進(jìn)行了總結(jié)與分析，并提出相應(yīng)的解決措施與辦法，以期為同行提供有益借鑒。

1 事件簡述

錦東電廠調(diào)速器控制系統(tǒng)完成手動開機(jī)試驗(yàn)、自動開機(jī)，在機(jī)組空載方式下，#3機(jī)調(diào)速器完成A/B套控制模式切換試驗(yàn)、故障模擬試驗(yàn)、空載擾動試驗(yàn)，以及B機(jī)空載擺動試驗(yàn)，試驗(yàn)均正常。B機(jī)空載擺動試驗(yàn)完成，“B機(jī)主用”、“自動”方式下切至“A機(jī)主用”、“自動”，運(yùn)行約10s左右，檢修人員發(fā)現(xiàn)#3機(jī)調(diào)速器控制系統(tǒng)報(bào)出“A機(jī)比例伺服閥故障”、“導(dǎo)葉側(cè)大故障”，同時(shí)切至由“A機(jī)主用”切至“B機(jī)主用”。

2 初步原因分析

針對上述現(xiàn)象，初步分析故障原因有以下兩種：

（1）A機(jī)比例伺服閥閥芯發(fā)卡，導(dǎo)致比例伺服閥無法執(zhí)行控制系統(tǒng)開出信號；

（2）比例伺服閥與主配放大板閉環(huán)故障，導(dǎo)致控制系統(tǒng)開出控制信號，導(dǎo)致比例伺服閥接受的控制信號只接收到12mA控制信號，以致比例閥在中間位。

3 檢查過程

（1）比例伺服閥檢查：機(jī)械人員拆卸并檢查A機(jī)比例伺服閥內(nèi)部無異物，閥芯均正常。電氣人員分別測量A/B機(jī)比例伺服閥線圈值阻均為200Ω，且與檢修期間測量值一致，初步判斷比例伺服閥正常。

（2）初步判斷A機(jī)比例伺服閥正常，將A/B機(jī)比例伺服閥互換，進(jìn)一步檢查：A機(jī)電手動開關(guān)導(dǎo)葉，均無法動作，B機(jī)電手動開關(guān)導(dǎo)葉正常。從而確認(rèn)互換前的A機(jī)比例伺服閥正常，將故障點(diǎn)放在主配放大板環(huán)節(jié)上。

（3）將A/B套放大板互換， A機(jī)電手動開關(guān)導(dǎo)葉，均無法動作，B機(jī)電手動開關(guān)導(dǎo)葉正常。從而確認(rèn)互換前的A機(jī)比例放大板正常。

（4）已排除比例伺服閥和放大板的可能，將故障可能性放在控制系統(tǒng)的程序以及硬件回路上。

（5）檢查A機(jī)控制系統(tǒng)比例伺服閥通道：靜態(tài)測量A機(jī)比例伺服閥通道電流值：12mA，控制系統(tǒng)內(nèi)部開出正常；通過程序強(qiáng)制A機(jī)比例伺服閥通道碼值，檢查程序內(nèi)部碼值與通道輸出電流值轉(zhuǎn)換正常；

（6）拔出A機(jī)比例伺服閥插把，通過程序強(qiáng)制方法，輸出4mA、12mA、20mA，測量比例伺服閥插把電流值與程序開出一致；

（7）重新拆卸A機(jī)比例伺服閥（比例伺服閥控制插把不拆卸），通過程序強(qiáng)制方法，輸出4mA、20mA控制信號，通過比例伺服閥油孔觀察閥芯向開、關(guān)方向動作均正常；

（8）檢查至此，將比例伺服閥及以上的所有控制環(huán)節(jié)全部檢查，并未發(fā)現(xiàn)問題所在。

4 原因確認(rèn)及處理

A/B套切換閥閥芯靠左側(cè)的密封面損壞后，致使脫落的鐵屑卡在閥芯與閥體間，造成A/B套切換閥只能向右側(cè)的B套比例伺服閥切換而無法切換至左側(cè)的A套比例伺服閥，進(jìn)而導(dǎo)致A套比例伺服閥與A/B套切換閥之間油路不通或油路不暢造成A套比例伺服閥無法正常調(diào)節(jié)。因此調(diào)速器控制系統(tǒng)在“B機(jī)主用”方式下能夠正常工作，但由“B機(jī)主用”切至A機(jī)主用時(shí)，比例伺服閥及控制系統(tǒng)已切至A機(jī)主用，但切換閥未切換至A機(jī)主用油路。故而導(dǎo)致控制油路無法從比例伺服閥進(jìn)入主配控制腔，從而無法執(zhí)行控制系統(tǒng)的控制信號。

5 調(diào)速器液壓系統(tǒng)故障特點(diǎn)

液壓系統(tǒng)故障將直接表現(xiàn)在液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)主配壓閥上或?qū)~開度上，因此將以兩者的現(xiàn)象來表示液壓系統(tǒng)故障特點(diǎn)：

（1）控制系統(tǒng)開出開、關(guān)導(dǎo)葉控制信號，導(dǎo)葉實(shí)際未動作；

（2）控制系統(tǒng)在開、關(guān)導(dǎo)葉控制信號信號消失后，導(dǎo)葉仍持續(xù)向開或者關(guān)方向動作，直至導(dǎo)葉全開或者全關(guān)；

（3）控制系統(tǒng)開出開、關(guān)導(dǎo)葉控制信號，導(dǎo)葉僅能向開方向動作或者關(guān)方向動作；

（4）控制系統(tǒng)開出開、關(guān)導(dǎo)葉控制信號，導(dǎo)葉動作速率明顯慢豫動作速率。

6 事件的思考

調(diào)速器系統(tǒng)涉及液壓回路和控制系統(tǒng)兩個不同領(lǐng)域，同時(shí)也分屬機(jī)械和自動化兩個班組進(jìn)行管轄。自動化班組對調(diào)速器液壓回路不了解，機(jī)械班組員工對調(diào)速器控制回路不了解。而調(diào)速器系統(tǒng)液壓系統(tǒng)故障的特點(diǎn)是報(bào)警以及影響結(jié)果表現(xiàn)在控制系統(tǒng)，而液壓系統(tǒng)本身的故障概率小、且難發(fā)現(xiàn)。由于各專業(yè)本身的局限性，在處理問題時(shí)形成以比例伺服閥為分界點(diǎn)的處理思維，比例伺服閥檢查沒有問題時(shí)，更多的容易將問題確認(rèn)在控制系統(tǒng)上。

7 建議與改進(jìn)

本次故障的閥塊是廠家自主加工件，未使用采購的成熟閥體代替。廠家的自主加工件在材質(zhì)方面還不滿足設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行需要，在后期考慮采用成熟品牌的產(chǎn)品。

錦東電廠的切換采用兩個先導(dǎo)閥和切換閥的設(shè)計(jì)目的，是為了能夠使用動作接點(diǎn)開出切換閥動作信號，而切換閥動作信號送入控制系統(tǒng)未參與實(shí)際控制，僅僅作為顯示。為了閥組狀態(tài)顯示而多增加一個液壓閥塊，多一個故障環(huán)節(jié)，此種設(shè)計(jì)思路得不償失。建議在后續(xù)設(shè)計(jì)時(shí)，可采用成套自帶閥芯動作檢測的一體化閥組。

優(yōu)化調(diào)速器系統(tǒng)液壓系統(tǒng)故障判斷邏輯，目前錦東電廠調(diào)速器控制系統(tǒng)的液壓故障判斷僅通過導(dǎo)葉給定與導(dǎo)葉反饋偏差、導(dǎo)葉速率、控制方式來進(jìn)行故障判斷，此種故障判斷方式對液壓系統(tǒng)的故障涵蓋還不夠全面。控制系統(tǒng)可將比例伺服閥的反饋信號、主配的反饋信號、以及切換閥位置信號接點(diǎn)信號送入程序內(nèi)部，通過比例伺服閥反饋信號范圍判斷、比例伺服閥的反饋信號與主配的反饋信號的趨勢判斷等方式細(xì)化液壓系統(tǒng)故障報(bào)警。

【參考文獻(xiàn)】

[1]蘇劍.水輪機(jī)調(diào)速器抽動故障及消除措施[J].黑龍江科學(xué).2015（02）.

[2]吳亮.水輪機(jī)調(diào)速器的技術(shù)及選型研究[J].科技展望.2015（18）.

[3]王業(yè)凌.青溪水電廠水輪機(jī)調(diào)速器改造[J].水電站機(jī)電技術(shù).2005（06）.

[4]高振華，張治宇，張建時(shí)，王彩森.在水輪機(jī)調(diào)速器開發(fā)中應(yīng)重視標(biāo)準(zhǔn)液壓件的應(yīng)用[J].液壓與氣動.2002（02）.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]