探討水電站調速器常見故障與檢修方法

王順平

摘 要：近幾年，水輪發電機組受到了廣泛關注，其中最關鍵的元件就是調速器，借助調節水輪機轉輪水量有效實現機組出力情況的調節，從而發揮設備的應用價值。但是，在運轉過程中，調速器故障問題時有發生，為了避免造成嚴重的經濟損失和故障問題，相關部門要對設備元件進行定期故障檢修和處理。本文簡要分析了水電站調速器的組成和原理，并對水電站調速器常見故障、原因以及對應的檢修方法展開了討論，僅供參考。

關鍵詞：水電站調速器；故障；原因；檢修方法

一、水電站調速器概述

（一）組成

在水輪發電機組中，調速器和調節閥是較為關鍵的元件，借助調節流量控制導葉開度從而調節發電量，在這過程中，調速器故障較為常見。比較普遍的調速器型號主要是YWT-600系，利用的是可編程微機調速器，控制硬件主體是CPMIA-MAD02，其實際的模擬量L/O單元主要分為4個模擬量回路，其中，導葉開度、水頭、機組有功功率等模擬信號就是運算和控制的根本。另外，CGM41是內部測量模塊，有系統機端PT完成機組頻率信號以及電網頻率信號的濾波處理，能將相應的信息轉變為數字量，直接遞交PLC完成中央處理器的讀取過程，直接利用PID運算就能實現導水機構開關的控制。除此之外，設備內部還包括電源變換模塊，能實現電源結構的轉換，并且能供給頻率測量模塊和反饋電位器，確保系統能處于良好的運行狀態[1]。

（二）原理

在水輪發電機組應用和運行的過程中，主要是借助調速器和調節閥聯動作用，能有效進行水能調節，并且配壓閥活塞就能同時控制調速器的接力器以及調壓閥的開關過程，真正實現相應操作的協調處理。

第一，機組在緩慢減少荷載的過程中，配壓閥中的活塞就會形成一定的位移量，此時位移量一般會小于h，壓力油則僅僅是進入接力器的關閉腔（P3），對應P2腔則同時實現聯通，有效完成回油操作，接力器就能向著關閉的方向逐漸移動。需要注意的是，在這個操作過程中，機組明顯處于減少出力的狀態。而當調壓閥操作油缸向著P5腔進行回油的過程中，壓力油減少，調壓閥就會處于關閉狀態。

第二，在機組甩負荷以及需要緊急停止運轉的過程中，若是調壓閥出現了嚴重的失靈拒動問題，就要借助節流閥進行壓力油的減少和控制，及時關閉導葉結構，確保引水管道壓力的上升數值不會超出整體結構的允許數值，從而一定程度上優化管理模式的綜合水平。

第三，機組增加負荷的狀態后，此時主配壓活塞會出現逐漸下移的狀態，壓力油則會進入接力器，接力器就能完成回油控制，向著開啟的方向移動后機組內一般會增加對應的力學數值，保證了調壓管理工作的合理性[2]。

第四，在水電站調速器運行的過程中，為了保證對應壓力鋼管運行流速的合理性，就會利用調節作用避免其出現負壓運行的問題，從而提升應用管理的規范化水平。

二、水電站調速器常見故障和原因

（一）開機頻率異常

在水電站調速器應用過程中，開機頻率異常較為常見，主要分為以下幾種情況：

第一，開機后整體設備的機組頻率運行數值明顯縮小，主要表現為開機后機組頻率不能和網頻頻率保持在一致的狀態，就會造成機組運行相關情況無法達到并網的運行要求。究其原因，主要是因為調速器運行參數自動電氣開度的相應限制參數沒有按照標準化流程進行設計和設置，就會出現異常運行的問題。最關鍵的是，當前水位數值較低，人工設定的水頭數值和實際水頭開度存在限制數值不對應的現象，必然會造成機組跟蹤電網頻率參數無法迅速達到同期要求，影響運行的綜合質量。

第二，開機后顯示屏中無顯示，主要表現為開機指令下達后，機組盡管已經正常運轉，但是調速器的顯示屏依舊沒有數字顯示。究其原因，主要是因為機頻信號出現斷線或者是測頻環節異常[3]。

（二）負載運行負荷波動故障

對于水電站調速器運行工作而言，負載運行體系內負荷的異常波動也會對設備運行質量產生制約作用，甚至會造成嚴重的故障問題。

一方面，并網運行中機組出現溜負荷的現象。主要表現為機組負荷出現突然減數到零的狀態，并且空載維持或者是開度維持過程中都會出現輸出功率參數嚴重不符的問題。究其原因，主要是因為斷路器本身出現了誤動作問題，或者是導葉結構反饋斷線、反饋漂移等。

另一方面，水電站調速器運行過程中出現機組超負荷運行的狀態。主要表現為選負載運行時調速器本身處于負載調速的過程，但是在機頻信號中斷后，調速器自動快速地將導葉開度數值達到100%，這種情況會造成超負荷的問題，嚴重制約機組的正常運行，并且會對發電機運行質量產生影響[4]。

三、水電站調速器常見故障的檢修方法

（一）開機頻率檢修

為了保證水電站調速器運行的綜合質量，就要結合具體情況建立對應的處理機制，保證工序的完整性和合理性，確保能為后續應用管控工作的全面進步創設良好的平臺。

第一，針對開機后機組頻率較小的問題，要在調速器觸摸屏上進行操作流程的切換，有效切換為機旁操作，并且適當地增加開度限制數值，有效優化相應管理控制效果。

第二，針對開機后機頻顯示器無顯示的問題要集中對機組PT進行外部盤柜的檢查，有效分析機頻信號接線的完整性和安全性，并且測頻環節的隔離變壓器是否出現異常也是主要的檢修對象[5]。

（二）負載運行負荷波動檢修

為了提升水電站調速器的綜合質量，也要對負荷參數進行集中管理和校對監督。

一方面，針對并網運行機組溜電荷的問題，要及時對斷路器的輔助接點進行管理，合理性采取可靠的接觸措施，確保能對導葉反饋進行及時的校對和處理，提升零點和滿度參數的應用效果。

另一方面，針對運行機組超負荷的問題，運行人員要針對具體情況進行具體分析，要將調速器開度限制數值降低到略高于滿負載的開度數值，一定程度上避免這種問題出現擴散。并且，要及時聯系相應的廠家，對調速器程序進行優化，從而發揮其自動容錯功能，有效避免運行失衡，提升運行的穩定性[6]。

結束語：

總而言之，在水電站調速器管理過程中，要結合應用環境和設備應用要點建立對應的故障管控方案，定期維修的同時，針對實際問題落實相應的檢修措施，保證相應工作都能落實到位，從而一定程度上提高運行質量，實現經濟效益的全面進步。

參考文獻：

[1] 葉鴻清.水輪機微機型調速器系統的常見故障及應對措施[J].建筑工程技術與設計，2017（12）：5636-5636.

[2] 李科.水輪機調速器系統的常見故障原因分析及處理方案[J].商品與質量，2018（1）：247.

[3] 李傳勇.水電站水輪機調速器常見故障原因與處理方式探究[J].建筑工程技術與設計，2018（8）：4888.

[4] 王俊.淺析水輪機調速器液壓系統常見故障及處理[J].商品與質量，2017（28）：156.

[5] 楊宗學.淺析調速器常見的故障及分析處理[J].水電站機電技術，2016，39（11）：52-53.

[6] 陳宏州.水輪機調速器系統及故障處理技術分析[J].建筑工程技術與設計，2018（14）：1557.