水輪機調(diào)速器抽動故障及消除措施

【摘要】：就目前發(fā)展而言，我國水輪機建設(shè)發(fā)展速度較快，并在規(guī)模及技術(shù)上都有了顯著地提高，可以說我國水輪機的制造發(fā)展技術(shù)已經(jīng)達到世界先進水平的行列。但是也應(yīng)該看到其存在的不足，文章主要針對水輪機調(diào)速器等方面的問題進行簡要的分析與總結(jié)，并結(jié)合實際情況，找出發(fā)生問題的原因所在及提出了合理化的解決方案，供相關(guān)人員參考。

【關(guān)鍵詞】水輪機；調(diào)速器；抽動故障；消除措施

引言

水輪機調(diào)速器抽動故障，對整個水輪機操作的影響較為明顯，嚴重時還會引起其他故障，而且抽動故障具有偶發(fā)性、突發(fā)性的特征，增加了調(diào)速器的運行壓力，進而為水輪機的運行埋下安全隱患。為了提高水輪機的性能，確保水輪機的運行能夠達到國家的標(biāo)準(zhǔn)，由此提供穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的電能。

一、引起抽動故障的原因

引起水輪機調(diào)速器抽動可以從兩種情況進行分析，第一種情況，孤立電網(wǎng)運行機組，這種水輪發(fā)電機組的出力受孤立電網(wǎng)用電負荷的影響非常大，孤立電網(wǎng)用電負荷變化大，發(fā)電機組的出力要跟隨其變化，此情況下，水輪機調(diào)速器要保持機組出口發(fā)電頻率在50Hz（我國電網(wǎng)工頻標(biāo)準(zhǔn)）左右，調(diào)速器調(diào)節(jié)頻繁，抽動非常大。第二種情況，并網(wǎng)運行機組，這種水輪發(fā)電機組的出力，由水電站自身水利因素和電網(wǎng)調(diào)度的控制，網(wǎng)頻非常穩(wěn)定，基本保持50Hz不變（變化不超過+0.2Hz），調(diào)速器調(diào)節(jié)相對較小，此情況下，調(diào)速器波動主要由其自身性能決定。下面主要分析第二種情況引起水輪機調(diào)速器抽動的原因及其消除措施。

（1）水輪機調(diào)速器主配壓閥閥芯位移傳感器主要是用來進行主配壓閥活塞的位移，其可以作為一種轉(zhuǎn)換的電氣信號，對調(diào)速器中傳輸?shù)男畔⒆龅郊皶r的收集和處理，從而依據(jù)傳輸?shù)男畔χ髋鋲洪y的位置進行有效的監(jiān)測。如果水輪機在一種不平衡的環(huán)境下進行運行，水輪機中的主配壓閥位置沒有定期進行有效的調(diào)節(jié)，則會使得水輪機調(diào)速器在運行的過程中，出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象，這樣就會引發(fā)水輪機調(diào)速器系統(tǒng)出現(xiàn)抽動故障，這種故障的出現(xiàn)會造成水輪機中的調(diào)速器出現(xiàn)磨損的問題，從而進一步加劇了水輪機調(diào)速器的不平衡，使得機械液壓出現(xiàn)抽動故障，對水輪機安全運行造成極其嚴重影響。

（2）水輪機導(dǎo)葉反饋信號的波動頻率較大也會造成水輪機調(diào)節(jié)器（改為調(diào)速器）出現(xiàn)抽動故障。在水電機組安裝容量一定的情況下，對水輪機調(diào)速器控制裝置進行安裝，一般來說，控制裝置主要被安裝在發(fā)電機層，其與導(dǎo)葉接力器管路足有10m以上的距離，這樣的長距離，會使得機組在運行的時候，所產(chǎn)生的振動幅度相對較大，而振動幅度的加大會使得輸出的信號受到干擾，從而無法連貫并且及時地進行信息的輸出，進而造成主配壓閥出現(xiàn)抽動的現(xiàn)象。隨著振動的頻率的變化，導(dǎo)葉反饋也會發(fā)生一定的變化，這樣就會使得控制系統(tǒng)無法進行信息的收集，控制系統(tǒng)無法掌握內(nèi)部振動的情況，無法對抽動現(xiàn)象進行有效的控制，從而使得抽動進一步加劇，這就會引發(fā)水輪機調(diào)速器主配壓閥出現(xiàn)上下抽動現(xiàn)象，從而影響水輪機運行。

二、水輪機調(diào)速器抽動故障及消除措施

1、設(shè)置壓緊行程

設(shè)置壓緊行程主要是針對水輪機調(diào)速器的主閥結(jié)果，在水輪機調(diào)速器安裝或調(diào)試時采取壓緊行程方式。設(shè)置壓緊行程的處理措施，必須在停機的狀態(tài)下才能完成。例如：在水輪機調(diào)速器設(shè)置壓緊行程時，設(shè)置主閥伺服控制信號，維修人員主動控制伺服信號，以此來平衡信號波動，待運行信號平穩(wěn)后，即可防止主配壓閥的閥芯抽動，有利于提升調(diào)速器的運行性能。壓緊行程是水輪機調(diào)速器解決抽動的基本方法，也是最簡單的調(diào)控方法，此類方法僅應(yīng)用在主閥引起的抽動故障中，需要由專業(yè)的維修人員進行設(shè)置操作，控制信號的同時，促進信號波動平衡，尤其是信號波動頻率，避免影響調(diào)速器的性能，一方面改善水輪機調(diào)速器的壓緊行程，另一方面優(yōu)化主閥的運行與控制，排除調(diào)速器抽動故障的影響。

2、修改水輪機調(diào)速器數(shù)字閥控制和優(yōu)化參數(shù)

為最大程度上減少或者避免水輪機調(diào)速器系統(tǒng)信號的震蕩及變化，可借助延時停止調(diào)速器數(shù)字閥輸出的方式。對水輪機調(diào)速器參數(shù)的優(yōu)化，可采用增強PID算法。參數(shù)優(yōu)化后，需及時在主閥數(shù)組中，將此偏差進行剔除，從而使被調(diào)節(jié)的量近乎于設(shè)定的目標(biāo)值。需加以重視的是，水輪機調(diào)速器會在參數(shù)變化緩慢的情況下，產(chǎn)生比例和微分通道近乎于不起作用的現(xiàn)象，可通過對調(diào)速器的參數(shù)進行進一步調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)水輪機調(diào)速器功能穩(wěn)定、防止抽動故障發(fā)生的目的。

3、濾波處理

（1）空載狀態(tài)下的濾波處理，此狀態(tài)的濾波處理較為簡單，維修人員調(diào)整主配壓閥，調(diào)整后可以過濾掉影響輸出信號的干擾波，為主配壓閥信號傳輸提供非干擾的環(huán)境，保障主配壓閥信號準(zhǔn)確，才能排除干擾源的影響，防止調(diào)速機（改為調(diào)速器）抽動；（2）運行狀態(tài)下的濾波處理，不受增減信號的干擾，維修人員在濾波處理方面，先將比例伺服閥控制中的信號做清零處理，再根據(jù)調(diào)速器的抽動狀態(tài)，實行濾波處理，采取非頻率調(diào)節(jié)的方法，直至伺服閥的工作狀態(tài)達到穩(wěn)定，既可以解決調(diào)速器的抽動故障，又可以延長比例伺服閥的使用壽命，體現(xiàn)了濾波處理的效益和效率。

4、更換導(dǎo)葉反饋及安裝位置與主配壓閥閥芯位移傳感器

水輪機導(dǎo)葉反饋安裝于導(dǎo)葉接力器支座上。其采用直線電位器的形式，在開機后，導(dǎo)葉反饋的振動幅度比較高，反饋信號就容易產(chǎn)生波動現(xiàn)象，這樣就使水輪機調(diào)速器產(chǎn)生抽動障礙。故借助改變導(dǎo)葉反饋裝置的形式，在把機械轉(zhuǎn)換裝置安裝于水輪機層，從而有效的避免了振動問題干擾。依據(jù)差動變壓器的工作原理，該類位移傳感裝置，利用套在線圈中的鐵芯在管內(nèi)的移動，以達到對位移測量的目的。通過更換位移傳感器，主閥閥芯位移傳感器平衡點易磨損的問題就得到了有效解決，并且從使用情況觀察，水輪機調(diào)速器長期運行的要求能到完全得到滿足。

結(jié)語

由于水輪機調(diào)速器系統(tǒng)是一套自動控制系統(tǒng)，某一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，就有可能使整個調(diào)速器系統(tǒng)不穩(wěn)定。因此，需要結(jié)合多方面因素進行綜合分析，逐步完善水輪機調(diào)速器性能，以提高自動控制設(shè)備的可靠性，在保證水輪機調(diào)速器系統(tǒng)本身可靠穩(wěn)定運行的同時，滿足水輪機調(diào)速器的標(biāo)準(zhǔn)，達到電網(wǎng)的響應(yīng)要求。

參考文獻：

[1]蘇劍.水輪機調(diào)速器抽動故障及消除措施[J].黑龍江科學(xué)，2015，02：54+63.

[2]林繁鑫.水輪機調(diào)速器系統(tǒng)抽動故障及其消除措施[J].科技與企業(yè)，2015，09：238.