水轮机调速器抽动故障及解决措施

罗立　符世喜

摘要：目前，随着我国社会经济的发展，这在一定程度上有效的推动了我国工业的发展建设，同时获得了明显的成绩。水轮机作为工业行业必不可少的组成部分，其对清洁能源、实现节能减排、减少污染有着重要影响。对目前的发展来讲，我国水轮机建设发展速度较快，这在一定规模和技术上有明显的提升。本文就对水轮机调速器抽动故障进行分析，同时提出有效的解决措施。

关键词：水轮机;调速器系统;抽动;消除措施

由于部分厂商的设计存在缺陷，以及现场运行环境的影响，使得水轮机调速器会出现抽动问题，严重影响到水轮机的运行安全。这种抽动故障属于一种偶发性故障，在处理上具有一定的难度，无法对这种故障进行有效的根除，使得设备的运行安全无法得到保障，一旦这种故障爆发出来，造成极其严重的安全事故。因此，要注意对水轮机调速器系统中的各种硬件和软件进行合理的调整，优化水轮机调速器系统，同时注意对水轮机运行的环境进行必要的考察，保证水轮机设计的安装质量，以使水轮机能够正常的运行。

1、水轮机运行阶段故障概述

目前的电力系统中有大量的水轮机设备，受到供电系统特殊需要的影响，水轮机通常需要在高负荷的条件下长时间运行，这也就对水轮机设备的实际性能有更高的要求。通常在水轮机设备运行一段时间之后，设备当中液压系统就会出现周期性、循环性的故障问题，当这种故障问题得不到有效处理的时候，就会引发更为严重的故障。通常在水轮机设备运行的发生故障时候，也会对设备当中的主阀部件以及引导阀部件的稳定性产生影响，最终导致这些部件出现不同程度的抽动，影响水轮机设备运行阶段的稳定性。水轮机设备的运行环境较为复杂这也导致水轮机设备的抽动故障出现频率较高，在水轮机进入使用现场的试运行阶，或者是进行水轮机设备安装以及改造的阶段当中，都有可能出现抽动类型的水轮机机械故障。水轮机调速器在运行中的故障通常情况下，水轮机调速器运行过程中，在经历了一段时间后都将会出现各种质量问题，其中比较常见的则是机械抽动等现象，这种现象的发生将对水轮机调速器的运行产生极其重要的影响。尤其是对水轮机调速器主阀及引导阀的影响是较为明显的。所以在水轮机调速器进行运行时，要对其抽动故障进行及时的分析处理，避免因为抽动现象而导致整个水轮机难以正常运行的现象发生，这样不仅会对水轮机设备产生一定影响，更会危机相关人员的生命，对此必须引起对水轮机调速器抽动故障的重视。

2、水轮机调速器运行中故障发生的原因

水轮机调速器的运行原理多是采用内环控制的方式对其进行结构设置，利用传感器对主阀门、配阀门进行控制，通过传感器所采集到的信息可以将主阀门与配阀门之间的信息进行交换，然后再通过电子信号将水轮机的最终运行结果反馈到工作台上，这样就可以时刻监测到水轮机的运行情况。但是在实际运行过程中却是很难做到这一点，尤其是水轮机的运行状态难以保持一个平衡的状态，又因调速器主阀与配阀门之间所采用的传感器材质是导电塑料的材质结构，所以很容易造成损伤，时间久了便会出现抽动现象，最终影响机械液压的稳定运行。除上述原因外，水轮机导叶端面间隙也会引起抽动故障现象的发生，主阀门抽动故障的发生是导致水轮机调速器发生故障的主要原因。

3、水轮机调速器故障的消除方法和防止措施

水轮机调速器在运行过程中确实会受多种因素的影响而产生各种故障，所以在运行中要对其发生故障的原因进行详细分析，尤其是抽动故障的产生。通过对故障原因的分析一定程度上可以减少故障的发生，这对于延长水轮机调速器的使用寿命有着极其重要的意义。当水轮机调速器如果因为导叶端面而出现的故障可以通过更换导叶端面来完善水轮机的正常运行。一般情况下要特别注意安装时的操作规范，绝对不能安装位置和方向，要确保替换的导叶端面是质量合格的材料并符合水轮机调速器的机械设备型号。下面文章则针对水轮机调速器抽动故障的具体改进方法进行详细的分析与总结，希望可以通过对其阐述为相关人员提供一定的参考，以便更好的保护水轮机调速器的正常运行，措施如下：

3.1调速器故障应对措施

在开展水轮机设备故障检测以及应对的时候，要能对水轮机设备进行全面的分析，从设备的组成结构、电子部件特性等方面入手，在了解水轮机设备调速器部件特点的基础上进行科学的机械故障应对。在这个阶段中尤其要能注意到抽动故障对设备运行所产生的影响，以故障成因为出发点对故障进行处。由于在水轮机运行当中可能会导致设备出故障的因素较多，因此在对水轮机故障进行处理的时候也需要从多个方面入手，对设备的硬件系统以及设备的软件系统进行优化完善。如果在对水轮机设备抽动故障检查中发现导致设备故障的成因源自于控制系统，那么在处理设备抽动故障的时候就要从内部控制系统方面入手，对控制系统进行优化，强化系统的控制能力。其次，如果在设备检查阶段中发现设备故障主要源自于导叶部件反馈信息质量的问题，那么这一类故障多是由与水轮机硬件方面问题所引起，那么在故障处理阶段要能及时的维护或者更换设备部件。

3.2设置压紧行程

设置压紧行程主要是针对水轮机调速器的主阀结果，在水轮机调速器安装或调试时采取压紧行程方式。设置压紧行程的处理措施，必须在停机的状态下才能完成，以免影响调速器的整体结构。例如：在水轮机调速器设置压紧行程时，设置主阀伺服控制信号，维修人员主动控制伺服信号，以此来平衡信号波动，待运行信号平稳后，即可防止主配压阀的阀芯抽动，有利于提升调速器的运行性能。壓紧行程是水轮机调速器解决抽动的基本方法，也是最简单的调控方法，此类方法仅应用在主阀引起的抽动故障中，需要由专业的维修人员进行设置操作，控制信号的同时，促进信号波动平衡，尤其是信号波动频率，避免影响调速器的性能，一方面改善水轮机调速器的压紧行程;另一方面优化主阀的运行与控制，排除调速器抽动故障的影响。

3.3更换导叶反馈及安装位置与主配压阀阀芯位移传感器

水轮机导叶反馈安装于导叶接力器支座上。其采用直线电位器的形式，在开机后，导叶反馈的振动幅度比较高，反馈信号就容易产生波动现象，这样就使水轮机调速器产生抽动障碍。故借助改变导叶反馈装置的形式，在把机械转换装置安装于水轮机层，从而有效的避免了振动问题干扰。水轮机在实际运行中，主配压阀阀芯的行程非常小，从提高控制精度方面考虑，对直线位移传感器有效行程的选取原则，即不能与实际动作行程差距较大，但一般较小行程的直线位移传感器般多属于导电塑料电阻轨型。以现场实际需要为依托，可将主配压阀阀芯位移传感器用非接触式的反馈装置来进行替换。依据差动变压器的工作原理，该类位移传感装置，利用套在线圈中的铁芯在管内的移动，以达到对位移测量的目的。通过更换位移传感器，主阀阀芯位移传感器平衡点易磨损的问题就得到了有效解决。并且从使用情况观察，水轮机调速器长期运行的要求能到完全得到满足。

4、结语

由于水轮机调速器系统是一套自动控制系统，某一个环节出现问题，就有可能使整个调速器系统不稳定。实际上，水轮发电机组的工况不同、水轮机调速器所选用的某些器件不合适都有可能造成调速器系统不稳定。因此，需要结合多方面因素进行综合分析，逐步完善水轮机调速器性能，以提高自动控制设备的可靠性，在保证水轮机调速器系统本身可靠稳定运行的同时，满足水轮机调速器的标准，达到电网的响应要求。

参考文献：

[1] 魏守平.水轮机调节[M].武汉：华中科技大学出版社，2017.

[2] 魏守平.水轮机调节系统仿真[M].武汉：华中科技大学出版社，2017

（作者单位：华能澜沧江水电股份有限公司乌弄龙·里底电厂）