小峽水電站首臺機調速器調試中出現問題及解決方法

趙志慶，周金龍，王飛宇

（嫩江尼爾基水利水電有限責任公司，黑龍江 齊齊哈爾161000）

小峽水電站位于甘肅省皋蘭縣境內黃河干流上，電站總裝機457.5 MW，軸流轉槳式機組，電站額定水頭13.8 m，小峽水電站調速器為雙調形式，型號BWST150－6.3。在首臺機調速器調試的過程中出現了一些設計、制造、安裝上的問題。

1 機械分段關閉的調整

由于是軸流轉槳式機組，分段關閉尤其重要，對降低甩負荷后的機組轉速上升和蝸殼水壓上升有明顯的作用，并能有效地防止機組抬機。設計導葉總關機時間為12 s，分兩段關閉，分段拐點在40%開度位置，第一段為快速關閉，從全開到40%開度時間為4 s，第二段為慢速關閉，從40%開度到全關時間為8 s。

在調整分段關閉時，始終調不出來，首先懷疑是分段關閉閥的控制油管細了，廠家要求油管的內徑為10 mm，而設計院設計成管的外徑為10 mm，分段關閉閥動作時控制腔的回油還沒有排完，即分段關閉閥沒有動作到位，而導葉已經全關了，沒有起到分段關閉的作用，所以重新更換控制油管。換管后分段關閉還是沒有調出來，這次懷疑是分段關閉閥型號配大了，動作后不起節流的作用，要求把下臺機的分段關閉閥換上，由于法蘭盤對不上無法安裝，所以只能用原來的分段閥。最終的解決辦法是把分段關閉閥的粗調關死，只用細調部分調整分段關閉。

2 導葉反饋信號非線性的處理

小峽電站的接力器形式為搖擺式，4個接力器用銷軸固定在頂蓋上，由于搖擺式的接力器在運行的過程中是不斷擺動的，在接力器上無法安裝反饋桿件，只能安裝在控制環上，接力器輸出桿的直線位移轉成控制環的周向運動，安裝在控制環上的反饋桿與接力器的行程存在著非線性的關系，接力器的行程與導葉開度是線性關系，這樣反饋桿的直線輸出不能真實地反映導葉的開度，造成反饋信號的非線性。

解決方法：多次的調整反饋桿在控制環的位置，使反饋信號的輸出最接近線性。

3 槳葉反饋信號出現問題及解決方法

槳葉反饋信號在剛一上電時突變為50%開度位置，并且有抖動現象，而實際的槳葉開度為0，利用萬用表測量反饋信號回路電流大約有12mA左右。

初步懷疑是干擾的原因，因為是反饋信號電纜經發電機端子箱轉接，按規定模擬信號回路是不應中間轉接的，而且屏蔽要一點接地，但是重新更換電纜后故障現象沒有消除。改用加濾波電容的方法，選用一個0.4μF的電容，在電源線的兩端加電容，正電源對地加電容，負電源對地加電容都沒有解決。

最終解決方法：更換反饋傳感器，而且屏蔽層一點接地，解決了故障問題，產生這種現象的原因是信號線的絕緣被損壞，使信號線接地造成的。

4 導葉反饋信號雜波信號處理

在做實驗室，導葉開度曲線、槳葉開度曲線在微機錄波時出現很大的雜波信號，直接影響試驗結果，在做靜特性試驗時，測得的轉速死區為0.05%，超出了國家標準的0.04%。

分析產生雜波信號的原因，電流信號所帶的負載太多，有電氣柜的開度表，機械柜的開度表，電氣柜的模擬量輸入模塊，還有試驗儀器，尤其是試驗儀器，把試驗儀器去掉后，雜波明顯變小。

解決方法：把電流形式的反饋改成電壓形式的反饋，在電流信號線的兩端串接一個500Ω的電阻，把4～20 mA的電流信號變成0～10 V的電壓信號，利用模塊的電壓模擬量通道，雜波信號明顯消除，做出的靜特性試驗轉速死區只有0.01%，遠小于國家標準。

5 模擬量模塊燒壞的原因

由于小峽電站是首臺機，土建還沒有完工，存在一些遺漏之處，反應水頭信號的差壓變送器安裝在尾水廊道層，空氣潮濕，加之墻壁滲水，濕氣進入差壓變送器內部，時間一長便會結成水珠，導致信號線短路，燒壞模擬量輸入模塊，這是模塊被燒的外在因素。燒壞模塊的另外一個因素是，調速器本身只接收1個4～20 mA的水頭信號，而現場的水頭信號器是兩線制，需要1個24 V的直流電源，才能在此回路產生1個4～20 mA的電流，所以到現場后廠家進行改線，利用本柜的直流24 V電源串進反饋回路里，如果這時水頭信號器被短路，那么24 V電源直接串進模擬量輸入通道，這是導致模塊被燒的內在因素。

6 72 h試運行出現的問題

在72 h試運行時，發現槳葉在某一開度范圍內出現擺動現象，使油壓裝置頻繁起動，油溫明顯升高，檢查調速器并沒有輸出，由于當時模塊被燒壞，水頭信號沒有接入，所以必須手動設定水頭值，由于協聯關系使槳葉的開度離開擺動區，降低了機組的效率，才順利完成72 h試運行。事后分析是槳葉開度人工失靈區設定有些偏大，把人工失靈區改小后擺動的現象就沒有再發生。