淺析調(diào)速器常見的故障及分析處理

楊宗學(xué)

（四川嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，四川 蒼溪 628400）

淺析調(diào)速器常見的故障及分析處理

楊宗學(xué)

（四川嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，四川 蒼溪 628400）

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

調(diào)速器；故障；分析處理

水輪機調(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)電機組乃至電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，影響電站的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益，因此保證調(diào)速器正常工作就顯得極為重要。由于水輪機調(diào)速器連續(xù)工作時間長，容易導(dǎo)致調(diào)速器出現(xiàn)誤報警及不報警故障，增加了發(fā)電機組的事故發(fā)生率。在運行過程中應(yīng)能及時發(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)合工作實踐，對調(diào)速器運行過程中常見的故障及處理辦法進行探討。

1　調(diào)速器整機運行故障

1.1自動開機不成功

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

1.2機組空載運行中過速

現(xiàn)象：空載運行中轉(zhuǎn)速高于額定值，甚至出現(xiàn)過速保護動作，緊急停機等情況。原因分析與處理：①導(dǎo)葉反饋斷線。此時導(dǎo)葉反饋無指示或者一直指在某一值，但接力器一直開到全開，造成過速。對此應(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。此時若導(dǎo)葉反饋指示小于實際開度，會造成空載轉(zhuǎn)速總是高出額定轉(zhuǎn)速。對此只要調(diào)整導(dǎo)葉開度反饋傳感器，使實際開度與反饋開度指示值一致即可。③微機輸出故障。此時若微機數(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)負荷不正常或溜負荷

（1）現(xiàn)象：增、減負荷緩慢。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，緩沖時間常數(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，適當減小緩沖時間常數(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)負荷時接力器拒動，負荷不變。原因分析與處理：可能是電液伺服閥卡緊或接線斷開、功率給定單元故障，致使功率變化的信號傳輸中斷，應(yīng)檢查電液伺服閥或功率給定單元并作處理。

（3）現(xiàn)象：溜負荷或自行增減負荷。所謂溜負荷，是指在系統(tǒng)頻率穩(wěn)定，也沒有操作功率給定或者頻率給定的情況下，機組原來所帶的全部或部分負荷逐漸會自行卸掉。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)速器溜負荷或自增加負荷的主要原因。若發(fā)卡于關(guān)機側(cè)，則造成全部溜負荷，導(dǎo)致導(dǎo)葉全部關(guān)閉；若是卡于開機側(cè)，則使接力器開啟，導(dǎo)致自增加負荷，直至開限開度為止。此時檢查電液伺服閥，并排除故障。②D/A轉(zhuǎn)換器故障。此時輸出減小或為零，機組溜部分或全部負荷；應(yīng)檢查、更換D/A轉(zhuǎn)換器板卡。③微機調(diào)速器CPU故障。造成數(shù)據(jù)錯亂，可能引起溜部分負荷。此時必須排除CPU故障，必要時更換CPU。④微機調(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。此時將造成微機調(diào)速器數(shù)字顯示變動，同時引起接力器抽動?？捎萌f用表去逐個檢查排除接地現(xiàn)象。

1.4機組甩負荷時的工況狀態(tài)不良

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

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

（3）現(xiàn)象：轉(zhuǎn)速與水壓同時升高過大。這種故障產(chǎn)生的原因可能是水輪機與實際水頭不適應(yīng)，調(diào)壓閥動作不正常。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：微機運行異常或故障燈亮。原因分析與處理：有備用機組的應(yīng)切至備用機組；公用部分故障或無備用機組的可切換至手動運行；一般對微機故障采取更換板卡進行排除。

（2）現(xiàn)象：機頻消失，中控室有調(diào)速器故障信號出現(xiàn)，現(xiàn)場有機頻故障信號。原因分析與處理：由于機組測頻回路斷線或測頻元件損壞等造成該故障。若發(fā)生在開機過程中，則應(yīng)立即停機或改手動方式開機；若發(fā)生在并網(wǎng)過程中，則應(yīng)切至手動運行，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、備電源同時消失，則應(yīng)將調(diào)速器切至手動運行，查明失電原因，并恢復(fù)送電。

3　調(diào)速器機械部分故障

（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行油的凈化和過濾。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)致機組過速和自動調(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。這種情況必須重新更換鋼帶。②電位器與鋼帶活動脫節(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。應(yīng)檢查接線，重新連接。

4　結(jié)語

調(diào)速系統(tǒng)是水電廠極其重要的部分，它運行的可靠性對機組的安全運行產(chǎn)生重要影響。在實際運行中，水輪發(fā)電機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，運行值班人員必須加強對調(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，提高運行值班人員處理事故的能力。同時，加強對調(diào)速系統(tǒng)的定期維護工作，不斷提高其運行的安全可靠性。

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

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

TK730.4+1

B

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，從事水電站運行工作。