浅析水轮机调速器常见故障及处理

浅析水轮机调速器常见故障及处理

廖肇鸿

浙江仙居抽水蓄能有限公司 浙江 仙居 031000

摘要：水力发电作为水能利用中极为重要的环节之一，已经成为我国电力行业的重要工程。水力发电不仅不会破坏环境，还可以大量节省能源。水轮机调速器作为水电厂中极为重要的一部分，如果出现任何故障，都会给电厂带来直接的损失。所以，我们要更加全面的了解水轮机调速器的常见故障，研究制定合理的故障解决方法，保障水轮机能够平稳、高效的正常运转。

关键词：水轮机调速器；常见故障；处理措施

1水轮机调速器概述

调速器的目的是用来调整机组的转速，通过控制转速来保证机组频率在允许变化范围之内，水轮机调速系统在整个控制过程中相当于一个闭环控制系统。一个控制效果良好的调速器可以保证机组频率时刻跟踪负荷的变化进行调节以确保电力系统的稳定性和良好的电能质量。水轮发电机组调速器的最主要的作用是无论发电机处于空载或者带负载时都能调整机组转速使其在给定值范围之内，在并网成功以后调速器的另一个作用主要是根据功率的变化对系统频率进行调节，通过自动调节同样使得系统频率维持在50HZ附近。综上所述，研究出一个控制性能优良的水轮机调速器不仅对于电网稳定性调节至关重要还可以确保优良的电能质量。水轮机调速系统的调速器包含控制装置，指示部分，仪表盘。调速器是水轮机调速系统的核心起着对系统稳定调节的作用。目前市面上广泛使用的调速器包括机械液压调速器，电气液压调速器和微机调速器，其中最为先进使用最为普遍的当属微机调速器，微机调速器控制起来简单，易操作并且具有很好的调速效果，他主要由微机控制系统以及液压随动系统两部分组成。控制系统的主要作用是对发电机组的转子转速进行监控，并将输入与输出信号之间的偏差信号传给液压随动系统，液压随动系统收到这个输入信号以后根据实际情况相应的对自己的液压转换器的位移进行调节，以改变导叶的开度，控制进入水轮机的水流量大小进而控制其对导叶的冲击力，以此来达到控制水轮机转速的目的。

2水轮机调速器常见故障及处理

水轮调速器是水电厂中不可或缺的一部分，对水力发电正常运行有着直接影响，和水电站是否可以正常运行有着密切关联。如果水轮机调速器发生任何问题，都会给水电站运行带来直接影响。所以，应该给予水电站水轮机调速器故障问题高度注重，结合当前常见的水电站水轮机调速器故障，采取相关对策进行处理，从而确保水电站水轮机调速器可以稳定运行。

2.1电源电压故障

在水电站水轮机调速器运行中，相关人员需要对交流电源和直流电源采取直接连接方式，让其和水轮机调速器电源板装置相连接，但是在通电以后，一些设备依旧不能正常运行，通过测量得知，电源板在输出电压上和正常电压值比较存在差异，使得水轮机调速器在电源电压异常的情况下发生故障问题。具体探究得知，交流电源和直流电源在实际操作中，造成水轮机调速器电源电压故障的因素比较繁琐，具体展现在两个方面：一个是交流电源和直流电源在连接过程中，缺少操作技能保障，另一个是水轮机调速器电路电源板存在质量问题。针对水电站水轮机调速器工作电源产生的电压故障问题，应该在水轮机调速器处理系统中引入工作电源之前，需要结合水轮机调速器运行情况，做好交流线路和直流线路检测工作，对水轮机调速器和各个电源之间连接情况进行交流，查看两者连接是否稳定，运行是否正常，保证线路连接没有错误，把电压等级控制在合理范畴内。并且，如果可以明确水轮机调速器电源为交流电还是直流电，保证路线连接没有异常现象，则需要对水轮机调速器电源板运行情况进行检测，检测电路电源板装置是否存在断线状况，是否出现虚焊问题。如果存在上述问题，应该及时采取相关对策进行处理，保证水轮机调速器完成电源接入工作以后，把电压值控制在预期范畴内，减少水轮机调速器电源故障的出现。

2.2导叶故障

如果水轮机调速器电器柜在掉电以后重新通电，导叶以及水头一直处于停止运行的故障状态，这时将导叶调节至非自动运行状态，同时测量电源模块的输出电压并发现电压异常，此时调速器的导叶发生故障。发生此故障的原因有两方面：一方面可能是因为导叶反馈的电流信号低于或者超出电流信号范围（4mA-24mA），此时认定为故障。导致此类型故障产生的因素分为越低限和越高限两种：越低限的产生一般是由于信号线脱线或者导叶关闭所导致；大电流信号导致的大幅度波动可能会导致越高限。另一方面可能是因为导叶反馈回路断落或者发生故障的原因，此故障可能是由于某个元件中的反馈线路断开或者元件整体发生损坏，导致反馈回路中断或者接地，使得故障灯亮起，反馈信号出现异常。针对于越限现象的处理方法为：对施用于反馈回路的导叶反馈线做预先处理工作，做好信号屏蔽处理，保证信号能够稳定的输送；其次，结合实际情况，采用过滤处理等方式，辨别越限故障信号，减少干扰信号的接收量，让水轮机调速器在接收到瞬间故障信号时不会立即将操作系统改为非自动调节状态。针对于导叶反馈回路问题的解决办法为：首先要通过逐步甩线的方式确定故障点的范围，然后通过测量接地确定故障点，最后为对故障点接线进行包扎处理解决问题。

2.3压油泵频繁启动问题

水轮机调速器油泵启动频繁现象的存在不仅浪费了电站的资源能源，而且还会缩短液压设备的使用寿命。发生油泵频繁启动的问题可能是因为调速器压力油泵的效率比较低、调速器压力泵组合阀安全阀异常，造成油泵出口压力油压力达不到设定额度，安全阀将油排到集油槽内。调速器油泵出口压力阀门没有关闭严实，或者是压力油箱因为存在异常而没有正常关闭。其中还有可能是由于调速系统内部油设备存在问题，例如主继电器、导叶锁定和带伺服系统的叶轮叶片异常等。针对上述情况，综合考虑到所有可能存在的原因之后，采取合理的措施进行检查调整，对其进行优化。解决的方式是观察油泵内的机油压力情况，检查清洗油泵入口滤网是否清洁干净。如果是油泵本身存在故障或者是相关的问题，就需要在检查之后做好维修、或者是更换油泵。重新调整安全阀组合阀的设置确保阀门的密封性。检查调速器的压力油泵出口阀和压力油箱排水阀是否紧密关闭，如果没有严格关闭会给设备的稳定运行埋下安全隐患。在这种情况下就需要及时更换阀门。检查调速系统内油液设备是否正常运行，可以避免发生窜油现象。做完上述检查之后，如果还未解决调速器油泵频繁启动的问题，可以考虑更滑阀套，这是因为其可能存在导叶和叶片之间的主配调节频繁现象所导致的。另外还有可能是水泵启动频繁存在电气方面的问题，可以检查油泵的设定值是否正常，检查电路和位移传感器电路。

2.4柴油机运行出现故障

调速器出现故障的具体表现：在所有运行参数均未发生任何异常的情况下，柴油机无法正常运转，调速器对其也失去作用。出现这种故障的主要原因：发生这种故障还是调速器出现了问题，其电气高速限位止动螺丝错开了原有位置导致该故障的发生。故障维修处理方法：将电气高速限位制动螺丝移到正确的位置上，保证柴油机无论是空载还是满载状态都可以正常运行。

3结束语

综上，如果水轮机调速器发生故障会严重影响水轮机组的运行，为保证水轮机组的正常运行，调速器应该保持在最佳运行状态。应结合调速器的实际运行工况，针对不同的运行故障找出相应的诱因。在调速器的实际运行中，由于客观原因会导致其故障率偏高，相关维护人员应做好维护工作，发现故障及时采取相关解决方案进行维修，避免发生事故导致不必要的损失。

参考文献

[1]杨俊,向泽毅,丁立川,等.水电站水轮机调速器的调试与维护[J].设备管理与维修,2019(04):86-88.

[2]张官祥,常中原,蒋小辉,等.水轮机调速器通信故障诊断处理及防范措施[J].水电站机电技术,2018,41(8):64-67.