推動水電站調速器系統改造升級的思考

摘要：科技發展與人們生活水平的提升，使物質生活水平不斷提高，這就導致人們對電力能源的需求量不斷增多，水電站作為我國重要的電力設施，其具有的社會貢獻是不可磨滅的。而對于這一極為重要的電力生產基礎設施，必須做好積極的故障分析與處理，減少或避免對電能供應造成的影響。在水電站這一基礎設施中，調速器系統是其主要工作設備，對其故障的分析及系統的改造升級會產生極大的經濟利益和科學效益。本文對于現行條件下水電站調速器系統運行情況進行了分析，為其系統改造升級提出了思考，并實施科學措施，為升級改造后的水電站設備安全運行提供有力保障。

關鍵字：水電站；調速器系統；問題分析；升級改造

經濟的發展，對電力資源的需求越來越高。水電站作為電力系統十分重要的基礎設施，發揮著巨大的作用，一旦水電站發生故障，會影響供電的質量、穩定性、持續性。在水電站中，電氣設備的運用很常見，不可避免的會帶來故障和問題，而這些故障和問題往往很難預料，工作人員常常不能及時發現，無法掌控、處理故障和問題。調速器的出現，極大程度的幫助我們，它成為一個保證水電站設備正常運行的主要協調系統平臺，關于對調速器的故障分析、系統改造，對于水電站、整個電力系統來說，意義非凡。

一、水電站調速器概述

（一）水電站調速器簡介。水輪機調速器是水輪機發電組的核心設備，控制著水輪發電機的開機、停機、并網、運行等各個關鍵環節，直接關系著水電站輸送電能的質量、穩定性、持續性。比如在機組并網前，要保證機組頻率在50Hz±0.2 Hz之間調節，在并網后，根據負荷來設置機組的頻率參數。對水輪機調速器，要進行日常定期的試驗、檢查、調試，避免事故發生，保證整個電力系統安全運行。

（二）水電站調速器特征

1、操作力大。水輪發電機組屬于重型機械設備，外形巨大、質量重。每當水輪機工作時，因為流過的水流量大，所以在控制進水門的時候，需要巨大的操作力。

2、影響調速器因素繁多。水電站調速器是將水流、發電機和用戶之間能量轉換的重要媒介，位于引水管中的水流，具有較大的慣性，這使得調速器會產生反調效應，穩定性和操控性能都會大打折扣，而且調節過程會遇到各部分工作變化的影響，具有較大調節難度，所以對于調速器的影響因素繁多，使得運行過程也變得復雜化。

3、水電站調速器功能較多。調速器的主要功能在于動作及時、動作準確和過程平穩三個主要方面。當負載狀況變化時，調速器的反應會變快，動作及時，能使發電機組在較短時間得以穩定。當調速器控制與負載變化一致情況下，表明動作準確到位。過程平穩是指機組轉速的波動次數與幅度會相應變少。

二、水電站調速器普遍存在的問題

（一）調速器穩定性有待提升。對于調速器的檢修和調試，較多使用對講機，這個時候易出現嘈雜聲音，使得其抗干擾能力變差。再者對于系統油壓操作，容易產生漏油及主配發卡現象。調速器經常會因雜質進入，而產生引導閥失靈情況，致使調速器頻率不穩定。調速器的不穩定還表現于對電液轉換器的使用，電液轉換器有節孔流，節孔流一旦被油污等雜質堵住，就會產生抽動現象，這樣機組便施加不上功，直接影響水電站效率。

（二）電氣元件老化產生故障。水電站發電機組是不停運轉的，這樣旋轉過長時間會被燒壞，使得導葉無法自動開啟或關閉，反饋信號也就很難得以穩定。調速器的觸摸屏也會因使用時間長久，或滲入潮氣等原因，顯示亂碼，而正常數據難以顯示，使得工作人員難以得到真實情況，對于設備的整體運轉控制較為不利。此外調速器的電柜電源在直流系統接地的情況下，難以判斷接地點，開關跳閘會引起機組事故發生，即使電源消失，停機電磁閥也不能正常運作，那么機組就不能正常停機，這樣會造成危險事故發生，釀成較大災難。

（三）系統較復雜維護不完善。水電站的調速器系統具有較為復雜的系統結構，主配壓閥控制油路一般以明管鏈接，而油路的走勢一般較為復雜，這也就導致明管布置錯綜復雜，這會使得卡組故障頻發，釀成機組事故。還有機組機械柜也設有明管，泄露情況發生時，會使保壓能力大大降低，維護起來也較為繁雜。

三、水電站調速器系統改造升級

對于水電站調速器系統結構，已經進行了多次變革，從最初的緩沖式結構，升級為中間接力器式，然后到轉速死區較小、性能較好、便于維修的電子調節式系統結構，計算機技術的運用，使得調節規律和信息狀態便于查詢，大大提升了水電站的自動化水平，也極大減輕了運轉人員工作強度。

（一）水電站調速器系統改造措施。現在多數小型水電站水輪機調速器還是機械液壓型，為保證調速器獲得源源不斷的壓力油源，油泵就必須頻繁啟動，但是由于舊式的自動控制系統極為簡陋，技術也很難跟上，這會使得機組產生較多不安全因素，也給操作人員帶來較大困擾。為解決這一難題，水電站調速器的改造與升級成為必然趨勢。為排除故障，必須對電路進行低壓啟動保護，來保護調速器的科學運行。低壓啟動保護就是指，若正常輸入回路出現故障，該啟動卻沒有啟動的情況下，油壓會自動下降，低壓回路可以發出啟動信號，使調速器啟動。另外，調速器本身的故障主要在于電液轉換器。電液轉換器本身不振，對開關命令不產生反應，開度與導片之間出現不一致現象，不同開度處理措施也各不相同，因而需要對這一復雜狀況進行改造。因此對于電液轉換故障處理方面，調速器改造升級主要在于調速器是自動化處理還是手動化處理，改造升級后采用活塞清洗、運動方式，可緩解水電站運行中的阻塞情形。還有對于開限和開度反饋表，應在停機后采取診斷措施，這樣可以有效解決其存在的問題。

（二）水電站調速器系統完善手段。在對以上系統改造升級措施進行分析時，可知，電路除設有低壓啟動保護外，還有熱繼電器保護和油壓過高保護和其他保護等。對于熱繼電器的保護，是油泵電動機回路電流較大，那么熱繼電器會接通油泵，同時繼電器將油泵主回路切斷，還會發出信號，順利使備用泵運轉起來。油壓過高保護就是油壓上升到最高值，但油泵仍舊運作，那么安全閥會啟動保護，主動切斷油泵的電源。其他保護就是油泵工作中出現其他任何故障，致使油泵停止運作，那么示流信號器會自動接通時間繼電器，等經過一段時間后，電動機主回路會被切斷，同時有信號發出，備用泵則會被安全啟動。

（三）水電站調速器系統改造效果。在對水電站調速器系統進行改造后，電壓裝置的自動化控制大大減少了人工控制的工作強度，降低了調速器等設備的故障發生率，不僅使水電站的安全性和穩定性大大提升，也實現了水電站工作人員辦公自動化，省去了人員巡視檢查的工作，使得水電站工作效率和質量得以雙重保證，實現了對人力成本的節約。

四、結束語

在對水電站調速器系統進行改造升級之后，并不代表對這一設備后續工作的不管不顧，相反，還應加強后期的維修和二次檢查，對于設備可能出現的問題，要定期實施全面系統的檢修，最大限度降低故障發生率，在調速器系統改造升級過程中，還是要通過人工試運行形式來確保設備安全運轉，同時向相關負責人員講解注意事項，不斷推廣使用措施，這樣長時間測試，才能真正完成對調速器系統的升級改造，最終各個方面的問題也就迎刃而解。

參考文獻：

[1]袁成林.關于水電站調速器系統改造[J]. 民營科技. 2014（04）

[2]陳雙權.水輪機調速器若干故障分析及處理[J]. 技術與市場. 2013（12）

[3]舒周楊.秀觀水電站調速器系統改造[J]. 水力發電. 2011（08）

[4]于強.關于水電站調速器的系統改造[J]. 黑龍江科學. 2014（02）

[5]胡敏霞.關于水電站調速器系統改造[J]. 科技與企業. 2013（01）

[6]葉劍歡.隔河巖水電站調速器機械液壓系統改造設想[J]. 水電與新能源. 2013（01）