水電廠機組調速器系統溜負荷原因探究

【摘 要】隨著模塊程序化程序設計在水電廠機組中應用，雖然對機組調速器系統運行效果進行了優化，但是功能模塊仍存在一定的漏洞，影響使用端的最終應用效率。調速器系統溜負荷是水電廠機組比較常見的一類問題，產生此類問題的因素有很多，想要保證設備運行效率，必須要確定發生原因并采取措施進行管理。本文結合工程實例對水電廠機組調速器系統溜負荷原因進行了分析，并提出了相應的改進措施。

【關鍵詞】水電廠；調速器；溜負荷

某水電廠調速器系統投產以后，設置的4臺機組都存在不同程度的溜負荷問題，機組負荷在沒有增減指令情況下突然上升或者下滑，并且存在不能回到設定值的情況，影響了電廠以及電網運行的穩定性與安全性，降低了生產效率。本文以此水電廠為例，對電廠調速器系統進行了分析，并從電氣回路與機械本體兩個方面來確定產生原因，并簡述了故障處理措施。

1.水電廠機組調速器系統簡介

此水電廠水輪機調速器系統主要采用SWT雙微機水輪機調速器系統，結構為微機型數字式調速器與數字式電液隨動裝置，整個系統由兩個互為冗余的微機組成，雙微機間利用數字通訊網絡來構成機組系統。兩個系統以單板機為核心構成相互獨立的系統，當主系統運行時，從系統為熱備用狀態，并且從系統不斷跟蹤主系統，在主系統出現運行故障時，及時更換為從系統運行，并降低系統更換過程中的沖擊。對于主從系統之間信息的傳輸與處理，主要以內存擴展板與主控機通訊，并通過大屏幕進行展示，并由工控機完成上位機通訊。為滿足水電廠生產實際需求，在對機組調速系統進行設計時，確定其運行過程中不承擔設定負荷任務，任務主要由計算機監控系統承擔，并由調速器來發布增減指令，最終通過調速器系統執行。

2.機組溜負荷原因分析

2.1電氣原因

2.1.1電氣外部回路因素

（1）開出繼電器。機組自動運行時由計算機監控系統向調速器發送負荷調整的指令，而指令的實現則是需要監控本身的開出繼電器來完成。如果監控本身繼電器觸點存在粘結現象，很有可能會使得負荷調整過猛而出現溜負荷問題。或者是監控系統本身PID調節存在故障，造成機組負荷出現短暫的波動，出現溜負荷問題。想要確定是那種因素造成的溜負荷問題，可以選擇用計數器法，結合開出繼電器開出為脈沖信號的特點，將計數器與開出繼電器并聯，計數器就可以完成對開出繼電器每次動作情況以及時間的記錄。通過對記錄數據的分析，就可以判定開出繼電器是否為造成開溜負荷的原因[1]。

（2）有功率變送器。機組運行時監控系統主要以有功率返回值與機組單簽有功率設定值的差值作為發出負荷調整指令的依據，此過程中如果差值絕對值大于家算計監控系統調節死區設定值，監控系統就會發出相應的負荷調整指令。有功率變送器將機組有功功率值轉變為毫安級電流值傳送給計算機監控系統模擬量模塊。如果變送器輸出存在故障或者偏差，極有可能會引起監控系統的誤動而出現溜負荷問題。

2.1.2電氣柜內部因素

如果溜負荷后電調與監控系統中沒有故障信息，可以將計數器并聯在電氣柜輸出脈沖端子上，待機組溜負荷時通過查看計數器所記錄數據就可以判斷是否為電氣柜引起。調速器電氣模塊主要包括振蕩電源板、開關量輸入板、單板機、總線背板、采樣控制板、內存括展板以及輸出控制板等，其中任何一個模塊出現運行故障都會引起機組負荷變化，因此在確定電氣柜內部原因時必須要對每一個模塊進行詳細的檢查[2]。例如開關量板運行不正常，當機組處于發電狀態時，如果機組出口斷路器結點接觸不良，監控系統發布負荷調整指令時很有可能會人為機組處于空載狀態，進而將機組負荷調整為零。對于電氣柜內各模塊運行故障造成的溜負荷，應結合實際情況來采取措施進行解決。

2.2機械原因

2.2.1伺服缸

液壓反饋式伺服缸為液壓柜重要組成部件，主要以一定的比例將輸入的流量轉變成位移輸出，水電廠機組運行對其穩定性、耐磨性要求比較高，并且要求具有較好的耐腐蝕與回中能力。水電廠機組運行時間都比較長，經常會因為油質或者其他原因造成伺服缸損壞，影響其運行性能。例如常見的伺服缸卡塞，以及溜負荷。為解決此類情況，必須要在日常生產中做好對伺服缸的檢修維護，一旦發現故障應及時采取措施進行處理，并做好對老舊設備的淘汰管理，保證機組系統的正常運行。

2.2.2伺服比例閥

伺服比例閥主要完成輸入電氣控制信號向輸出流量控制的轉化，在其正常運行情況下機組調速器為自動運行工況。水電廠機組負荷調整主要以伺服比例閥來完成負荷增減電信號向輸出流量的轉換，并保證其能夠到達伺服缸驅動主配壓閥，主配壓閥將液壓放大到主接力器動作導葉完成負荷調整。機組運行時要求伺服比例閥要具備較高的精度、響應、防卡與耐污能力等[3]。如果機組運行過程中伺服比例閥存在故障，極有可能會造成機組負荷調整值與實際所需數值存在偏差，情況嚴重時就會發生溜負荷問題。想要解決此類問題，除了要做好對瓷都比例閥的定期檢修維護，同時也需要做好更換制度，保證整個機組的正常運行。

2.3壓力油

基于伺服比例閥需要將機組負荷增減電信號轉變為流量控制的特點，要求其必須要具備較高的動作回中能力，其能力表現處理受自身特性影響，受到油質的影響也比較大。如果油質不符合使用要求，例如其中含有雜質，尤其是金屬性雜質，在機組運行時就會對伺服比例閥內壁造成損傷[4]。在機組增減符合動作伺服比例閥以及伺服缸時，油質中含有的雜質就會卡住構件不能進行很好的回中，造成負荷調整值與實際值相差較大，產生機組溜負荷問題。想要有效避免此類問題，就需要做好對壓力油油質的管理，對調速器用油進行過濾，并更換濾網，減少油中含有的雜質，減少對負荷調整的影響。

3.減少水電站機組調速器溜負荷問題改進措施

首先，應加強對機組調速器溜負荷問題的重視，結合生產實際情況對于存在的隱患進行排查。水電廠應以自身實際發展需求成立專門管理機構，并配置技術人員，做好機組日常檢修工作，對于機組系統運行常見的問題進行分析，并針對不同溜負荷原因制定相應管理措施，保證機組的正常運行。其次，建立完善管理制度，對技術人員以及設備操作人員等行為進行明確的規范，降低因為人為失誤因素產生的溜負荷問題。執行機組管理責任制，將維持機組正常運行的責任落實到組以及個人，加強日常巡查工作，對于發現的隱患以及問題應及時解決，避免影響的進一步加深。第三，加強系統維護管理人員專業培訓，水電站機組調速器系統相對復雜，造成溜負荷的原可以哦分為很多方面，為了能夠及時確定故障因素，并能夠針對不同方面及時制定解決方案，提高處理效果，就需要系統維護管理人員具備扎實的專業技能。因此，水電廠應做好技術人員技術能培訓工作，幫助其不斷更新專業知識結構體系，能夠應對所有溜負荷問題，提高水電廠生產效率。 [科]

【參考文獻】

[1]蒲瑜.大型水輪機調速器故障與處理[J].水電站機電技術，2010，（03）：32-33.

[2]徐晉貢.高壩洲水電廠調速器的改進建議[J].湖北水力發電，2011，（03）：15-16.

[3]張坤學，李震.機組調速器季節性溜負荷原因分析及對策[J].湖北電力，2010，（06）：51-52.

[4]薛自新.水輪機調速器輔助功能若干問題的探討[J].陜西水力發電，2011，（02）：21-22.