探讨水电站调速器常见故障与检修方法

王顺平

摘 要：近几年，水轮发电机组受到了广泛关注，其中最关键的元件就是调速器，借助调节水轮机转轮水量有效实现机组出力情况的调节，从而发挥设备的应用价值。但是，在运转过程中，调速器故障问题时有发生，为了避免造成严重的经济损失和故障问题，相关部门要对设备元件进行定期故障检修和处理。本文简要分析了水电站调速器的组成和原理，并对水电站调速器常见故障、原因以及对应的检修方法展开了讨论，仅供参考。

关键词：水电站调速器；故障；原因；检修方法

一、水电站调速器概述

（一）组成

在水轮发电机组中，调速器和调节阀是较为关键的元件，借助调节流量控制导叶开度从而调节发电量，在这过程中，调速器故障较为常见。比较普遍的调速器型号主要是YWT-600系，利用的是可编程微机调速器，控制硬件主体是CPMIA-MAD02，其实际的模拟量L/O单元主要分为4个模拟量回路，其中，导叶开度、水头、机组有功功率等模拟信号就是运算和控制的根本。另外，CGM41是内部测量模块，有系统机端PT完成机组频率信号以及电网频率信号的滤波处理，能将相应的信息转变为数字量，直接递交PLC完成中央处理器的读取过程，直接利用PID运算就能实现导水机构开关的控制。除此之外，设备内部还包括电源变换模块，能实现电源结构的转换，并且能供给频率测量模块和反馈电位器，确保系统能处于良好的运行状态[1]。

（二）原理

在水轮发电机组应用和运行的过程中，主要是借助调速器和调节阀联动作用，能有效进行水能调节，并且配压阀活塞就能同时控制调速器的接力器以及调压阀的开关过程，真正实现相应操作的协调处理。

第一，机组在缓慢减少荷载的过程中，配压阀中的活塞就会形成一定的位移量，此时位移量一般会小于h，压力油则仅仅是进入接力器的关闭腔（P3），对应P2腔则同时实现联通，有效完成回油操作，接力器就能向着关闭的方向逐渐移动。需要注意的是，在这个操作过程中，机组明显处于减少出力的状态。而当调压阀操作油缸向着P5腔进行回油的过程中，压力油减少，调压阀就会处于关闭状态。

第二，在机组甩负荷以及需要紧急停止运转的过程中，若是调压阀出现了严重的失灵拒动问题，就要借助节流阀进行压力油的减少和控制，及时关闭导叶结构，确保引水管道压力的上升数值不会超出整体结构的允许数值，从而一定程度上优化管理模式的综合水平。

第三，机组增加负荷的状态后，此时主配压活塞会出现逐渐下移的状态，压力油则会进入接力器，接力器就能完成回油控制，向着开启的方向移动后机组内一般会增加对应的力学数值，保证了调压管理工作的合理性[2]。

第四，在水电站调速器运行的过程中，为了保证对应压力钢管运行流速的合理性，就会利用调节作用避免其出现负压运行的问题，从而提升应用管理的规范化水平。

二、水电站调速器常见故障和原因

（一）開机频率异常

在水电站调速器应用过程中，开机频率异常较为常见，主要分为以下几种情况：

第一，开机后整体设备的机组频率运行数值明显缩小，主要表现为开机后机组频率不能和网频频率保持在一致的状态，就会造成机组运行相关情况无法达到并网的运行要求。究其原因，主要是因为调速器运行参数自动电气开度的相应限制参数没有按照标准化流程进行设计和设置，就会出现异常运行的问题。最关键的是，当前水位数值较低，人工设定的水头数值和实际水头开度存在限制数值不对应的现象，必然会造成机组跟踪电网频率参数无法迅速达到同期要求，影响运行的综合质量。

第二，开机后显示屏中无显示，主要表现为开机指令下达后，机组尽管已经正常运转，但是调速器的显示屏依旧没有数字显示。究其原因，主要是因为机频信号出现断线或者是测频环节异常[3]。

（二）负载运行负荷波动故障

对于水电站调速器运行工作而言，负载运行体系内负荷的异常波动也会对设备运行质量产生制约作用，甚至会造成严重的故障问题。

一方面，并网运行中机组出现溜负荷的现象。主要表现为机组负荷出现突然减数到零的状态，并且空载维持或者是开度维持过程中都会出现输出功率参数严重不符的问题。究其原因，主要是因为断路器本身出现了误动作问题，或者是导叶结构反馈断线、反馈漂移等。

另一方面，水电站调速器运行过程中出现机组超负荷运行的状态。主要表现为选负载运行时调速器本身处于负载调速的过程，但是在机频信号中断后，调速器自动快速地将导叶开度数值达到100%，这种情况会造成超负荷的问题，严重制约机组的正常运行，并且会对发电机运行质量产生影响[4]。

三、水电站调速器常见故障的检修方法

（一）开机频率检修

为了保证水电站调速器运行的综合质量，就要结合具体情况建立对应的处理机制，保证工序的完整性和合理性，确保能为后续应用管控工作的全面进步创设良好的平台。

第一，针对开机后机组频率较小的问题，要在调速器触摸屏上进行操作流程的切换，有效切换为机旁操作，并且适当地增加开度限制数值，有效优化相应管理控制效果。

第二，针对开机后机频显示器无显示的问题要集中对机组PT进行外部盘柜的检查，有效分析机频信号接线的完整性和安全性，并且测频环节的隔离变压器是否出现异常也是主要的检修对象[5]。

（二）负载运行负荷波动检修

为了提升水电站调速器的综合质量，也要对负荷参数进行集中管理和校对监督。

一方面，针对并网运行机组溜电荷的问题，要及时对断路器的辅助接点进行管理，合理性采取可靠的接触措施，确保能对导叶反馈进行及时的校对和处理，提升零点和满度参数的应用效果。

另一方面，针对运行机组超负荷的问题，运行人员要针对具体情况进行具体分析，要将调速器开度限制数值降低到略高于满负载的开度数值，一定程度上避免这种问题出现扩散。并且，要及时联系相应的厂家，对调速器程序进行优化，从而发挥其自动容错功能，有效避免运行失衡，提升运行的稳定性[6]。

结束语：

总而言之，在水电站调速器管理过程中，要结合应用环境和设备应用要点建立对应的故障管控方案，定期维修的同时，针对实际问题落实相应的检修措施，保证相应工作都能落实到位，从而一定程度上提高运行质量，实现经济效益的全面进步。

参考文献：

[1] 叶鸿清.水轮机微机型调速器系统的常见故障及应对措施[J].建筑工程技术与设计，2017（12）：5636-5636.

[2] 李科.水轮机调速器系统的常见故障原因分析及处理方案[J].商品与质量，2018（1）：247.

[3] 李传勇.水电站水轮机调速器常见故障原因与处理方式探究[J].建筑工程技术与设计，2018（8）：4888.

[4] 王俊.浅析水轮机调速器液压系统常见故障及处理[J].商品与质量，2017（28）：156.

[5] 杨宗学.浅析调速器常见的故障及分析处理[J].水电站机电技术，2016，39（11）：52-53.

[6] 陈宏州.水轮机调速器系统及故障处理技术分析[J].建筑工程技术与设计，2018（14）：1557.