水轮发电机调速器抽动原因几点分析

廖慧敏

摘 要：水轮机调速器的抽动是常见故障。本文分析了调速器产生抽动的几个主要原因及处理方法。

关键词：水轮机调速器；调节；抽动；原因分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.154

1 引言

调速器抽动是指在机组空载或并网运行工况、自动平衡状态下，导叶接力器等幅或非等幅周期性快速往复移动，严重时动幅较大，其结果影响调速器对机组转速的正常调节，出力波动较大，严重危及机组、电网的安全和稳定运行。其表现为：调速器主配压阀不停上下抽动，压油装置油泵启动频繁，机组有功功率不能稳定运行在某一给定值，而且一直在波动。

2 调速器工作原理及调节方式

水轮机调速器的工作原理基本上就是将转速信号（机组频率）与电网频率（给定频率）进行对比，根据其差值给予电液转换器一个操作接力器开或关的信号（命令）来控制水轮机过水流量从而调节水轮机转速的作用。

调速器主要调节方式主要以下几种：

（1）频率调节：主要在开机空载时的运行工况，机组频率和给定频率进行对比，如果机组转速大于给定频率时，调速器作用于接力器，关小导叶，过水量减小，机组转速下降，反之，开大导叶，过水量增加，机组转速上升。

（2）开度调节：调速器实时检测导叶开度，并和给定导叶开度进行比较，大于给定，则关导叶，小于给定开度则开导叶。

（3）功率调节：调速器实时检测机组功率，并和给定功率进行比较，大于给定，则关导叶，小于给定则开导叶。

3 抽动的原因及解决办法

图1步进电机电液转换器/机械液压随动系统型调速器方块图。

根据以上调速器工作原理和上图不难看出调速器抽动由主要以下几种：

（1）测频单元故障，在空载运行时，自动处于“频率”工况。在电网频率正常情况下，其机内PID运算的频率差量△f（K）=f网-f机，空载跟踪工况=f给-f机。当测频单元测量的的机组或系统频率有故障时，△f（K）超出死区，调速器将会根据测得频率△f（K）不停动作，时开时关，造成严重抽动，此类故障出现原因较为复杂，有可能测频单元质量不可靠、使用时间过长原件老化、柜内环境过高等原因，2004年黄龙滩电厂1号机组经常出现负荷从额定降到零的溜负荷现象，并伴有抽动现象，并且季节性出现，即环境温度高时出现，检查柜内温度较高造成测频单元测量值波动过大，加装已冷却风扇后这一现象消除。

（2）导叶反馈传感器：当调速器工作在开度运行时，实时检测当前开度与给定进行比较，当导叶传感器测得数据不稳定时势必引起调速器不停地调节，造成抽动，此类故障较为容易处理，如果是传感器本身原因可进行更换，另一类为机组运行在振动区间，传感器安装位置不合适，造成传感器测量数据不断上下波动引起的调速器抽动，只有选择重新安装或牺牲灵敏度进行处理。

（3）功率变送器引起的抽动，此类故障较好判断，将调速器有功率模式切为开度模式，如果抽动消失，测检查功率测量单元及测量回路

（4）主配压阀阀芯位移传感器故障或零位不合适造成的抽动，这种情况较为常见。主配压阀阀芯位移传感器主要反映主配压阀活塞的位置，主要作为调速器内环控制的反馈，正常是调速器按要求调整完毕后应该在一固定位置，反应主配压阀活塞在中间位置，但位移传感器安装不合理，机组运行时产生的振动，将固定的传感器位移发生变化，造成位移测量值和主配压阀实际不一至，电为达到电气的零点，会使主配抽动和传感器显示波动。另一类是由于传感器本身选型造成的，主配位移传感器器由线性电阻做成，但如果选用导电塑料电阻轨型（接触式传感器），随着调速器调整活塞移动，长时间则可能出现磨损，从而引起调整的不平衡，引起调速器抽动，黄电1、2号机组调速器曾多次出现此故障，后通过QC方法解决，主要解决办法，更换非接触式位移传感器，并合理安装，满足现场要求。

（5）还有很多别的原因引起的抽动，一次调频和二次调频之间冲突引起的抽动，监控系统负荷给定一般认为为二次调频，调速器自身调频为一次调频，当一次调频动作时，往往二次调频往相反方向动作，产生矛盾造成抽动，解决办法，当一次调频动作时，上送信号至监控系统，闭锁监控调整。

（6）调速器随动系统死区补偿过大，产生过调或欠调，导致监控不停发出增减负荷命令，导致调速器抽动等等，这需要调整好调速器参数，和监控系统配合一致。

（7）機械部分主配回复不到零位，主配调整后，正常时应立即恢复至机械零位，如果机械零位不正常，调整负荷至目标之后，有两种情况：如果机械零位偏开，电气部分不控制，但负荷继续增加，超出死区后，电气动作减负荷，往返控制造成调速器抽动；如果机械零位偏关，电气部分不控制，但负荷减少，超出死区后，电气动作增负荷，往返控制造成调速器抽动。

4 总结

水轮机调速器抽动危害严重，原因较多，以上是造成调速器抽动的一些主要原因，维护人员要熟悉调速器的工作原理，调速器抽动时能判断抽动来源，针对抽动来源进行处理，这样能很快判断故障元婴，保证了调速器的运行稳定性。

参考文献：

[1]李国晓.水轮机调速器运行于维护[M].中国水利水电出版社出版.

[2]W（S）T型微机调速器（电气控制部分）培训教材[S].武汉三联水电有限责任公司.endprint