水轮机调速器抽动故障及消除措施

水轮机调速器抽动故障及消除措施

张义冰

（广西卓洁电力工程检修有限公司广西梧州543002）

摘要：随着近些年改革开放的深入，我国工业的建设和发展在很大程度上得到了促进，而且获得的效果良好。工业行业不可取代的关键组成部分就是水轮机调速器，其重要的影响到了环境减少污染和节能减排实现。从当前的发展来看，我国发展建设水轮机调速器的速度飞快，很大程度的提高了技术和规模。我国制造水轮机调速器的技术发展已排在了世界先进水平中，然而还是需要重视其不足之处，本文主要简要的概述了水轮机调速器运行阶段故障，经过与实际情况相结合，找出水轮机调速器运行阶段故障类型，并提出应对水轮机设备调速器故障的措施，以其提供给相关人士参考。

关键词：调速器；水轮机调速器；故障；抽动；消除

前言：水轮机在运行中很容易有许多问题出现，关键原因在于生产水轮机时被周围环境所影响或设计上的缺陷导致，进而产生的问题。因此，在具体运行水轮机前，需要对设计水轮机调速器的运行条件和原则展开合理的分析。而且，必须通过有效科学的技术手段，与运行环境结合，对水轮机调速器改进设计。该方法使得水轮机调速器出现在设计中避免了相关问题，令水轮机调速器提高使用寿命和运行状态。除此之外，水轮机调速器是具有偶然性的发生抽动现象，因此无法将这一问题完全消除，水轮机设备有安全隐患存在的关键所在。基于此，水轮机具体运行中，必须有效采用科学的技术方法对水轮机调速器的稳定性给予完善，为水轮机正常顺利运行打下了良好的、坚实的基础。

1运行水轮机调速器阶段存在的故障

当今社会，电力系统存在的水轮机设备有许多，由于被特殊需求的供电系统所影响，水轮机调速器一般都是长期的在高负荷情况下运行的，这要求水轮机调速器设备应该具备很高的实际性能。往往在运行水轮机调速器一阵时间后，水轮机调速器中将产生循环性和周期性的的液压系统故障问题出现，当无法有效的处理故障问题的情况下，将导致故障变得越发严重。当水轮机调速器在运行阶段有故障产生时，也会产生对引导阀部件和主阀部件稳定性的影响，使得这些部件产生不同的抽水程度，它在水轮机调速器在运行阶段影响着其稳定性。水轮机调速器具有较复杂的运行环境，同样令水轮机调速器频频发生抽水故障，当现场试运行水轮机调速器时，或在改造和安装水轮机设备时，都很容易使水轮机调速器的抽动类型机械故障产生。

2运行水轮机调速器阶段存在的故障类型

（1）水力发电系统中重要部件之一就是水轮机调速器，在正常运行水轮机调速器过程中，往往采用内环式控制系统展开设备的管理。对于水轮机调速器的结构方面，水轮机调速器的内部有传感器类型是压力阀元件，一旦正常使用减压阀元件时有故障产生，必须及时的发现故障，而且需要将有关的信息转换操作完成，使得整个水轮机系统可以利用电子信号的关系将下一个系统完整的形成，相关电子信号可以发送到设备的工作站，然后针对信号展开最终处理和有效反馈。（2）在运行水轮机调速器的环境中也有很多的影响因素存在，其中存在的影响因素关键是没有展开平衡调整的情况。水轮机调速器的部件材料通常是塑料材质，在高负荷运行设备的条件下会引起严重磨损塑料的现象产生，而且设备中的导电型的塑料经过不停的磨损，也将降低设备材料的导电能力，进而严重影响到水轮机的正常运行。最明显的状况是运行设备时，难以精确控制设备具体的平衡点位置，而且在平衡点附近位置有随机抽动的现象出现，同时将使得运行设备阶段有抽动的故障产生。

（3）反馈信号的控制设备处理效果同样是水轮机调速器引发抽动故障造成的关键原因之一，当水轮机调速器导叶部分产生过大的波动频率的反馈信息时，使运行设备时有故障出现其中。设备的反馈机制中，产生反馈信息的导叶部分，伴随设备的振动变化而产生反馈信息的频率变化，在运行水水轮机调速器时，震动频率过大的导叶部位，所造成的信号波动的非常大。难以有效的进行水轮机采集和整理内部控制系统的信息，对运行控制水轮机调速器的效果有负面影响，水轮机调速器增加了抽动故障，这是水轮机调速器有抽动的主配压部件故障关键原因。

3消除水轮机调速器故障的措施

3.1消除调速器故障的措施概述

对水轮机调速器进行故障检测和消除时，应在了解水轮机调速器的部件特点，着手于电子部件和设备的结构两个方面特点的前提下，综合分析水轮机调速器部件的特点，对机械故障进行科学解决。此阶段，特别重要的是应该重视运行设备时抽水故障产生的影响，以故障为出发点采取清除处理。因为运行水轮机调速器过程中有许多因素会导致设备故障出现，所以在处理水轮机调速器的故障时，应着手于多方面，还需要完善优化设备的软件系统和设备的硬件系统。若是发现设备抽动故障是由系统控制造成的，所以在对处理水轮机设备的抽动故障中，控制系统的优化需要从内部控制系统着手，使得控制系统加强能力。除此之外，检测水轮机设备的阶段若有故障发生，基本反馈信息是由于在导叶部件有质量问题造成的，原因在于水轮机调速器的重要部件出现故障而造成的，因而在故障处理阶段需要及时将维修和更换部件。

3.2设置水轮机调速器压紧主阀的行程

水轮机调速器的安装和调试中，进行水轮机调速器的压紧主阀行程必须在水轮机停机状态下进行，设置水轮机调速器主阀控制伺服信号应很小，经过信号的控制，令信号以平衡频率波动，防止水轮机主阀芯的抽动故障出现。

3.3修改优化水轮机调速器参数和控制数字阀

想要避免或最大限度地减小水轮机调速器系统变化和振动的信号，可以通过调速器延时停止输出数字阀。这样，在平稳调节的前提下，将预防抽动干扰的工作做好。改进后的PID算法可用于优化水轮机调速器的参数。优化参数后，应将主阀阵列的偏差及时消除，使调整量与设定的目标值接近。必须注意的是，参数变化缓慢水轮机调速器，会有微分通道和比例通道几乎失效的现象产生，经过进一步的调节调速器的参数，使得抽动故障的现象消除，功能稳定的水轮机调速器得以实现。

3.4更换主配压阀和安装导叶

水轮机的导叶接力器中需要安装水轮机导叶反馈。同通常采用直线电位器，在水轮机运行过程中，存在导叶反馈的震动幅度很高，极其可能产生波动的反馈信号，造成水轮机的抽动障碍。因此，通过将导叶反馈装置改变，安装在水轮机调速层中机械转换设备，防止由于震动障碍而出现干扰。

3.5滤波处理水轮机

应该在水轮机调速器空载的情况下进行机组，能够利用主配阀对水轮机进行调整，对水轮机主配阀干扰信号存在影响较大，尽可能的避免水轮机造成抽动障碍。水轮机调速机组在运行时，伺服阀的控制信号比例由无非频率调节，增或减信号被清零，从而令水轮机的的稳定性一定程度提高，水轮机调速机组和伺服阀需要保证其工作性能，使用寿命延长。

结束语：

总体而言，水轮机调速器的系统有其自身的特点，具有的操控系统也是特定的，若是水轮机调速器有障碍产生，极其容易造成整个水轮机的系统错乱。进行实际水轮机工作时，为了提高自动控制设备的可靠性，从运行调速器时出现故障的来源出发，考虑到水轮机调速器各种影响因素，逐步将水轮机调速器的性能进行完善和提高，确保运行水轮机调速器可控安全范围内。

参考文献：

[1]王聪,王德宽,张建明,刘同安.数字插装式水轮机调速器应用研究[J].水电能源科学,2019,37(03):132-135.

[2]蔡卫江.提升水轮机调速器机网协调能力的技术研究[J].水电站机电技术,2019,42(03):59-62+97.

[3]彭伟军.水轮机调速器系统功率边界一次调频限幅策略优化[J].广西电力,2019,42(01):57-60.

[4]卢舟鑫,涂勇,常中原,雷龙.基于趋势分析的水轮机调速器电气故障分析[J].水电与新能源,2019,33(02):65-68.

[5]王韧.水轮机调速器抽动故障及解决措施[J].科技资讯,2016,14(27):49+65.

[6]李林斌,张春苗,陈杨.水轮机调速器抽动故障及消除措施解析[J].工程技术:引文版,2016（05）:262.