水輪機調速系統(tǒng)的應用及其故障維修

田金旭

摘? 要：水輪機在工業(yè)發(fā)展中發(fā)揮了非常重要的作用，調速系統(tǒng)是水輪機的關鍵組成部分。如果出現(xiàn)問題，直接影響水輪機機的整體運行。實際上，水輪機調節(jié)系統(tǒng)的運行質量將對液壓機組的安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生重大影響，如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，很容易導致水電站經(jīng)濟效益下降。因此，有必要注意水輪機調速系統(tǒng)的故障和維護，確保調速系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。本文首先回顧了水輪機調速系統(tǒng)的特點，然后分析了水輪機調速系統(tǒng)的缺陷及相應的維護措施，確保了水輪機的安全穩(wěn)定運行，為今后的維護工作提供了一定的借鑒。

關鍵詞：水輪機;調速系統(tǒng);故障;檢修;措施

前言

水電站有各種各樣的設備，其中水輪機對發(fā)電有重大影響。如果水輪機故障，將嚴重影響發(fā)電的正常運行。因此，很好地保養(yǎng)水輪機機是很重要的調速系統(tǒng)是水輪機的重要組成部分。維修人員應定期調整和維護水輪機調速系統(tǒng)，以確保水輪機正常運行。只有預防才能提高維修的效率和效益，本文研究了水輪機調節(jié)系統(tǒng)的應用和故障調節(jié)問題，以供相關人員參考。

一、水輪機調節(jié)系統(tǒng)的特點

（1）水輪機調節(jié)系統(tǒng)運行能力強。水電站通常尺寸比較大，運行時會有很大的水流。它是水電站發(fā)電的重要工具，水輪機調速系統(tǒng)對水流速度有控制作用，運行強度和水流控制能力強。（2）水輪機調速系統(tǒng)運行過程復雜，影響范圍廣。水輪機機的組成很復雜，調速系統(tǒng)是其內部部件之一。由于其操作復雜，在操作前需要經(jīng)過更多的步驟和過程。這種機械設備運行速度快，工作流量大。任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障都會影響水輪機調速系統(tǒng)的正常運行。（3）水輪機調速系統(tǒng)在運行過程中受到多種因素的影響。除了控制水流，它還起到發(fā)電的作用。因此，必須采取有效措施，確保調速系統(tǒng)的正常運行。調試和維護時，應考慮操作環(huán)境對其性能的影響。（4）水輪機調速系統(tǒng)具有多種功能。工作期間，他執(zhí)行許多任務。只有充分利用這些功能，水輪機才能正常運行，水電站才能正常穩(wěn)定地發(fā)電。利用計算機技術完成并網(wǎng)任務，根據(jù)實際情況調整水輪機轉速，使整個水電站發(fā)電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

二、水輪機調速系統(tǒng)應用的分析

（1）用傳統(tǒng)PID方法模擬水輪機調速器的工作狀態(tài)，得到調速器的相關數(shù)據(jù)，調速器控制整個工作過程和最終調節(jié)效果。經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，得到PID控制方法對系統(tǒng)變化的響應規(guī)律。2）使用這種方法時，必須對已知量進行排序，假設未知量的存在形式，利用水力發(fā)電特性，優(yōu)化輪換方式。計算結果可應用于后續(xù)系統(tǒng)的設計中，通過科學調整運行模式，將動能損失降至最低。根據(jù)實驗結果，多項式方程法延長了調整時間，產(chǎn)生了較大誤差，因此放棄了該結果。（3）將數(shù)據(jù)替換成回歸函數(shù)，并將所得結果輸入系統(tǒng)進行模擬測試。實驗結果表明，多項式方程法誤差小，靈敏度高。而且，該函數(shù)還可以獲得每個系數(shù)的95%置信區(qū)間和顯著性概率。整合數(shù)據(jù)，檢測方程中至少一個自變量的系數(shù)不是0。

三、水輪機調速系統(tǒng)故障及檢修分析

1.運行時的故障特性

（1）調試期間新調試程序的故障分析。目前，新調試程序主要由液壓閥和比例閥組成。在開發(fā)過程中，通常會出現(xiàn)復雜的缺陷，例如線圈老化、插頭組件之間接觸不良、液壓值不符合要求、縮放設備問題等。由于液壓閥和雙軸閥調試程序均基于普通壓力閥的改造，因此普通壓力閥故障也可能發(fā)生在兩個新的調試程序中。

（2）調試時固定轉速控制器的故障分析。在研制過程中，固定調節(jié)器故障概率相對較低。故障的主要原因是外部實體進入零部件和管道、外部泄漏、執(zhí)行過程中缺乏靈活性等。而且往往比較容易解決這些問題。此外，如果在此期間加強對安裝過程的管理和監(jiān)督，幾乎所有這些缺陷都可以消除，從而大大減少甚至防止這些缺陷的出現(xiàn)。

（3）執(zhí)行故障分析。開發(fā)后水輪機調速系統(tǒng)可以正常運行。運行初期的缺陷特征主要有：管線多次用油回角;某些密封件漏油事故;油的清潔度降低;組件運行不穩(wěn)定。當調速系統(tǒng)運行一段時間時，調速系統(tǒng)的組件通常處于最佳運行狀態(tài)，從而大大降低了故障的可能性。

2.水輪機調速系統(tǒng)維修的分析

（1）完善水輪機調節(jié)系統(tǒng)的控制參數(shù)。調速系統(tǒng)通常不配備純機械控制方式，只有自動控制或電動手動控制，才能在空載或負載工作模式下引起主壓力分配閥的反復調節(jié)，這樣，水輪機機調速系統(tǒng)的總轉速、擺幅和頻率都非常大。在這種情況下，改善水輪機機調速系統(tǒng)的控制參數(shù)可以有效地解決這類問題，同時提高調速水平。

（2）加強對油品純度和性能的有效管理。從調速系統(tǒng)的工作機構來看，它可以通過油路實現(xiàn)調速功能。目前使用的油主要是46號水輪機油，其粘度隨溫度變化而變化很大。低粘度會增加設備磨損，從而增加泄漏，高粘度會增加管道內部的磨損。因此，必須加強對清洗和油品性能的有效管理，及時清除油箱分層，并及時清除管道內的沙銹。

（3）及時處理漏電故障。由于水輪機調速系統(tǒng)運行速度快，必然會有一定程度的液體油被沖刷掉，這也是泄漏問題發(fā)生的主要因素，因此應確保及時有效地處理泄漏問題。運行中應進行實時檢漏，確保及時發(fā)現(xiàn)問題，并采取措施有效進行維護和維修。

（4）加強調速系統(tǒng)的維護。調速系統(tǒng)維護應注意檢查調速油路和電氣系統(tǒng)：調速器潤滑油應定期加工或更換，一般一年一次，新安裝或資本設備應在兩個月內至少進行一次。機油濾清器應每周清洗一次，前后壓差過大時應立即更換或清洗。工作油泵和備用油泵每周輪換一次。定期檢查電氣設備的運行情況，將電氣設備的輸出數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)和實驗數(shù)據(jù)進行比較，判斷其運行狀態(tài)是否正常，及時發(fā)現(xiàn)隱患，提前處理。每月檢查緊急停機電磁閥的觸發(fā)情況，以確保觸發(fā)時保險絲有效。

結束語

綜上所述，水電站的檢修是水利工程的重要組成部分，在發(fā)電方面發(fā)揮著重要作用。因此，水電站的穩(wěn)定運行可以保證電力供應的質量和安全。水電站維護技術人員應運行和維護水輪機調節(jié)系統(tǒng)，以確保水電站的最大效率和功能。

參考文獻：

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