水電站水輪機調速器故障與處理分析

羅民壘 朱慧敏 帕東瑪

（國網西藏電力有限公司巴河發電公司，西藏 林芝 860000）

一、水電站水輪機調速器的作用

（一）能夠滿足轉漿式、沖擊式、混流式水輪機工作調節的需求。

（二）當水輪發電機組在電力系統的控制下工作時，調節器能夠對水輪發電機之間的負載進行合理的分配，這樣才能保證發電機組能夠經濟、正常的工作。

（三）能夠使水輪發電機進行快速的手動以及自動啟動，即便是發電機組所收到的負載發生變化時也能正常工作。

（四）能夠保證水輪發電機的正常的轉速，使其與額定轉速之間的差距較小，保證了水電站發電機組能夠按照一定的功率進行工作。

二、水電站水輪機調速器運行常見故障及原因分析

（一）工作電源電壓故障

在水電站中對水輪機調速器進行調試的過程中，通常需要將交流電源和直流電源進行連接來為調速器提供電源，但是如果在上電之后設備沒有正常啟動和運行，就需要對其電源板裝置的輸出電壓進行測試。如果經過測試發現此數值比規定的正常電壓數值也低很多，則證明其出現了故障。而引起此故障的主要原因就是因為在對交流電源和直流電源進行連接的方式出現措施，或者是由于調速器本身的電路電源板裝置出現了問題。

（二）調速器異常波動運行故障

一般情況下，在手動控制調速器的運行時，水輪機機組都會相對高效、穩定的進行運轉。而一旦處于自動運轉狀態時，調速器很容易產生機組轉速不穩等故障。此時，其接力器裝置的擺動頻率以及幅度變化也相對較大，甚至會出現停機癱瘓等嚴重故障，這一故障很可能為水電站的運行系統帶來潛在危險。

（三）調速器導葉、漿葉故障

當水電站調速器電氣柜斷電后需要重新上電使用時，導葉、漿葉以及水輪機水頭則一直處在故障的狀態下，對電源模塊的輸出電壓進行測量后發現，電源模塊的電源電壓為0V，并沒有輸出24V或者5V的電壓，并且同時信號反饋系統也出現了異常。對造成此種故障的原因進行分析后，得出如下結果：一是由于導葉反饋越限導致導葉轉切到了手動控制的狀態下。導葉所反饋出來的信息是電流信號，其范圍應該在4～20mA。而當導葉反饋的數值不在這個范圍內就說明導葉的反饋出現了故障。一般情況下，此種故障在導葉全關或者信號線脫線的情況比較容易發生，此時，由于電流信號受到了干擾或者出現了不穩定的情況，使得真實數值與判斷出來的數值出現了差異，所以就發出了故障信號；二是由于導葉反饋回路的原因造成了此種故障。通過對電壓進行側測量后，發現導葉反饋的電源模塊出現了接地的現象。然后采用逐步檢查，縮小了故障點的范圍。

三、水輪機調速器故障解決措施

（一）工作電源電壓故障的應對方法

在工作電源中發生電壓問題，必須要在調速器處理系統中運用工作電源初期，就要對交流線路、和直流線路進行全面性地檢查，并且從中及時地了解與掌握調速器在各種電源里的運作狀態有沒有出現異常問題，同時也要將連接的線路進行正確合理地進行布置，最后再把電壓等級調節在一個安全、穩定的區間。除此之外，一旦了明確了調速器電源是屬于交流或者直流，并且線路之間沒有出現錯誤以久，那么就必須要對調速器電源板進行判定與分析，并且也要通過先進的設備對電路板的電源設施進行檢測，同時查看線路是否出現短路、或者斷開，是否虛焊等等，對于這些問題必須要在第一時間進行上報后進行解決，同時對于一些難度較大的問題要做好相應的預防措施，以保障調速器在電源接入之后可以將電壓值穩定在一個安全的范圍里。

（二）調速器異常波動的應對方法

對于調速器發生異常，最好要按照以下幾個步驟進行克服：首先，對于機械設備的故障成因進行全面性地分析與討論，同時結合實際情況與相關的案例進行科學、可靠的確定與分類，除此之外也要對周邊的情況進行掌握。比如說從導葉和漿葉的速度、以及頻率、和水位變化的結果等等內容進行統計與探討，對于其中的數據變化是否位于正常的區間進行確認，同時對于導葉主配閥有沒有出現卡阻現象進行判定；其次，對整個設備組的電子、電氣元件以及電氣回路進行全面性地檢查，通過對測頻回路和開關傳感器的具體運作方式進行觀察，從而確立出并且對正在運作中設備的缺陷以及問題及時解決。如果在檢查的過程中出現元件破損或者故障的就必須要進行更換、修理，只有采用這種方法才可以有效地提升調速器的使用壽命，同時也可以確保調速器能夠正常、持續地運作，杜絕出現水輪發電機發生故障。

（三）調速器導葉、漿葉故障的應對方法

對以上兩個原因給出了具體的措施：首先，對于越限的處理，對導葉的反饋線進行屏蔽處理，防止信號受到外界的干擾。根據越限故障信號，修改判斷導葉反饋故障的程序，從而對一些干擾的信號進行過濾，保證調速器在發生瞬間故障時不會立即切換到手動狀態。其次，在檢查中發現，監控用的傳感器電源正極有接地現象。將電源線甩出去后，故障信號和電源模塊均恢復到了正常的狀態。檢查接地點的接地情況，要保證端子箱到導葉傳感器之間的接地情況是良好的，發現接力器鎖定附近的電纜出現了嚴重的磨損，導致出現了接地，使反饋信號出現了異常狀態。對受到嚴重磨損的電纜進行包扎處理后，上電發現信號恢復了正常狀態。

結束語：

總之，水輪機調速器在水電站的運行中發揮著極其重要的作用。因此，保證調速器工作的穩定也是保證水電站穩定運行的基礎條件。在實際運行中，由于各種原因會導致調速器出現故障，因此，相關的工作人員異性要加強對水輪機調速器的維護，以便于及時發現問題，進而解決問題。保證水電站在安全的環境下穩定的運行，使其實現最大化的經濟效益與社會效益。