水电站调速器电气故障与处理措施

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水电站调速器常见故障及其维修检修处理方法

水电站调速器常见故障及其维修检修处理方法

水电站调速器常见故障及其维修检修处理方法摘要:调速器是水电站的主要设备之一,是不可缺少的一个控制元件。

由于调速器工作环境的特殊性,加上工作时间较长,很容易出现各种各样的故障,这些故障都会对水电站的工作产生一定的影响,进而影响水电站的效益。

文章根据实际情况,对调速器若干故障进行分析,并提出了对抽动异常、阀门故障以及压油罐漏油等的检修方法。

关键词:水电站;调速器;常见故障;维修检修引言水力发电是清洁能源之一,近年来的装机容量不断扩大。

目前,我国水电的累计总装机容量已经突破3亿千瓦,未来还有不断增加的发展趋势。

大力发展水电,可有效缓解全球气候变暖的环境问题,减少化石能源的消耗量,水电在电力系统中具有重要的地位,并且具有无污染、可持续发展的特点。

1调速器的功能1.1调速器的设计根据用电用户小和水电运行环境的特殊要求,将针对常规调速器的不足之处,使得调速器具有更完善的功能和独特的性能。

并网功能:调速器能根据指令(机旁操作或遥控系统作)自动开机,采用闭环控制方式启动,机组转速上升迅速平稳,自动达到空载开度当机组到达空载开度后,自动准同期控制系统即能精确调控机组频率跟踪网频,并具有相角控制达到每分钟至少可提供6次以上过周期并网点的机会,使机组并网更迅速平稳运行。

1.2调节有功功率我国大多数水电站机组都是并入电网,长期带固定负荷运行的机组并网后,转速已被电网拖入同步状态,故不需继续调频,其主要操作是调节有功功率。

调速器具有开环调功及闭环调功两种方式,所用的执行机构又是数控电液随动系统,具有定位精度高,带自锁装置不溜负荷等特点,从而使整个调节有功功率的过程达到迅速、平稳、精确的水平。

1.3自动调频功能中小型发电机组在农村小电网中,经常因电网解列而被迫甩负荷停机,调速器有性能优越的自动辨识系统,一旦电网解列,自动辨识系统立即将调速器由并网带基荷运行状态改为带小网调频运行状态,快速的状态辨识及调控,能使装备有调速器的地方电网在电网解列后迅速自救,不会造成电网解列后地方小电网全网崩溃的严重后果,保障了发电、供电、用电的安全。

水电站调速器电气故障与处理措施

水电站调速器电气故障与处理措施

水电站调速器电气故障与处理措施摘要:调速器是水电站调整水轮发电机组输出功率,用以控制转速(频率)在额定范围的设备,也是保证供电安全、电压稳定的关键设备。

调速器故障威胁水电站安全生产,因此本文对水电站调速器电气故障与处理措施进行了分析。

关键词:水电站;调速器;电气故障;故障处理调速器是水电站关键控制设备,主要任务是将发电机组转速稳定在规定转速范围内,以保证机组安全、经济地运行[1]。

水电站调速器一般由电气调节装置、机械调节装置和机械液压系统三部分组成。

目前,由于采用可靠性高的可编程控制器作为调速器的调节器,并配置了合理的外围电路,电气故障率不高,但仍会因多种原因引起故障。

因此,本文对水电站调速器电气故障与处理措施进行了分析。

1 水电站调速器电气部分组成与控制模式1.1 电气部分组成水电站调速器经历了模拟电液调速器和微机调速器两个阶段。

以微机控制器(中央处理器)分类,微机调速器分为IPC、PLC、PCC等类型,现以PLC型调速器为例,它的组成包括电源、PLC、测频环节等部分。

调速器一般采用交流220V、直流220V并列供电的冗余电源系统,以提高供电可靠性。

PLC是调速器的控制核心,根据采集到的信号特征与来自监控系统指令信号进行比较判断,实现调速器的控制功能[2]。

测频采用残压和齿盘两种方式。

1.2 控制模式按照优先级由大到小,微机调速器一般有现地机械手动、现地电手动、现地自动和远方自动几种控制模式。

这些控制模式之间可以无扰动切换,如果电气部分发生故障,可将控制模式自动切换到现地机械手动模式。

2 水电站调速器常见电气故障及处理措施2.1 开停机不正常在自动模式下,发电机组未能按照开停机指示来完成全部流程或达到预定要求,例如开机时没有打开开限,或打开开限,但机组转速达不到额定值;停机时有未完成的信号。

开限拒动可能是二次接线、开关量板卡、D/A转换器、CPU等出了问题,通过检查二次接线及更换板卡、CPU等可解决此类问题。

水电站调速器系统调速器故障说明及处理措施

水电站调速器系统调速器故障说明及处理措施

水电站调速器系统调速器故障说明及处理措施调速器故障说明及处理措施1、电柜以开关量方式送监控系统的故障有:(1)“调节器A套总故障”或“调节器B套总故障”:PT测频消失、齿盘测频1或齿盘测频2有一个消失、导叶反馈故障、两套伺服比例阀模块有一个报警、功率测量反馈故障、导叶液压故障、功率给定模拟量测量故障、蜗壳进口压力及尾水管出口压力测量故障(水头故障)。

有上述故障时报警。

处理措施:检查电调故障报警窗口显示的具体故障信息,同时检查去监控系统通讯内容中的报警信息,针对具体故障进行处理。

(2)“A套导叶采样故障”或“B套导叶采样故障”A套导叶采样数据超过了设定的最小限制或最大限制时报警,一般当导叶变送器输出信号超过合理范围(4-20mA)时,报警动作。

处理措施:检查导叶传感器供电电压,正常范围(20-25V),检查传感器输出电流,正常范围(4-20mA)对应全行程,同时检查信号分配模块供电电压(20-25V)和输出信号(4-20mA),还可以检查外部接线是否有松动。

(3)“A套伺服比例阀故障”或“B套伺服比例阀故障”当伺服比例阀出现下述任一故障时报警:a:伺服比例阀反馈传感器断线,b:伺服比例阀线圈电流为零(掉电),c:伺服比例阀功放输入信号和伺服比例阀反馈比例关系偏差过大(可能阀卡),延时报警。

d:导叶控制综合模块失电或者故障处理措施:检查伺服比例阀反馈传感器和伺服比例阀线圈接线是否松动,观察功放板上LVDT指示灯、UB灯显示是否正常,若均正常,可以检查伺服比例阀是否有卡涩,对伺服比例阀进行清洗或更换。

检查综合控制模块是否工作正常。

(4)“A套水头采样故障”或“B套水头采样故障”当蜗壳进口压力或尾水管出口压力测量数据超过了设定的最小限制或最大限制时报警,一般当变送器输出信号超过合理范围(4-20mA)时,报警动作。

处理措施:检查水位传感器供电电压,正常范围(20-25V),同时检查传感器输出电流,正常范围(4-20mA)对应全行程,检查信号分配模块供电电压(20-25V)和输出信号(4-20mA),还可以检查外部接线是否有松动。

水电站调速器电气部分典型故障处理

水电站调速器电气部分典型故障处理

水电站调速器电气部分典型故障处理电站位于黄河北干流托龙段尾部(内蒙古托克托至),是黄河水利枢纽的配套工程。

电站共装设4台单机容量100MW的轴流转桨式水轮发电机组用于晋蒙电网调峰,1台单机容量20MW的混流式机组用于非调峰期向河道泄放基流并参与基荷运行。

水电站调速器主要包括调节控制器和机械液压系统,用以保证水轮发电机频率稳定、维持电力系统负荷平衡,并根据操作控制命令完成自动开停机、负荷调节等自动化操作。

目前,水轮发电机调速器均采用较高可靠性的可编程控制器等作为调节器,配合少量的外围信号电路,电气部分故障率总体相对较低,偶尔出现的异常故障现象,大部分是由于信号线接触不良、程序设计考虑不足、产品寿命质量问题以及机械液压部件杂质堵塞造成的[1]。

4台轴流转桨式机组均采用长江控制研究所研究生产的WDST-100型调速器,该型调速器控制部分采用完全独立的交叉冗余配置,原理框图如图1所示。

图1 调节器原理示意图1 主配压阀抽动1.1 故障现象3号机组调速器多次出现抽动现象,现场观察主配压阀频繁上下动作;压油装置油压低信号频报,主泵启动频繁;机组有功功率在给定值附近持续波动[2]。

某次抽动监控系统历史曲线记录如图2所示:抽动前机组有功功率65MW,调节输出始终稳定为67.28%(转速波动尚在死区限制范围内),抽动后导叶开始在66.96%~67.84%范围内频繁开闭,机组转速及有功功率波动均显著。

运行人员在现场的应急处理措施通常为将调速器切换至纯机械手动运行,此时抽动现象可消失。

但机械手动运行方式为开环调节,调节精度差,只能试验或短时应急使用。

图2 3号机组抽动历史曲线1.2故障原因分析通过调节器和比例阀的交叉配置试验,初步判断抽动现象由A比例阀相关部分引起。

导叶开度调节信号和协联控制调节信号在对应的比例阀驱动板处与导叶开度反馈信号作差,有差值时,驱动板对比例阀开机或关机侧线圈励磁,进而控制主配压阀使主接力器向开机方向或关机方向运动。

水电站调速器常见故障及其维修检修处理方法

水电站调速器常见故障及其维修检修处理方法

水电站调速器常见故障及其维修检修处理方法摘要:水电机组能否正常可靠地运转,与其各项电气设施的优良性能密切相关。

而机组的运行状况是否平稳,则是机组能否顺利运行的前提条件。

本文根据多年的工作经验,总结并剖析了水电站调速器在工作过程中遇到的几个问题,并给出了一些处理办法,为水电站调速器运维人员提供参考。

关键词:水电站;调速器;故障;处理0前言调速装置是水电站进行机组输出功率调整和自动控制的核心装置,它的主要工作是使机组在额定速度下工作,在负荷变化或其他外界因素的影响下,使设备的转速不超过指定的范围,并且在新的工作环境中迅速展开工作。

1调速器的功能1.1调速器的设计根据电力市场需求和水力发电厂的具体需求,本文提出了解决传统的变频器存在的问题,以达到更好的性能和更好的效果。

并网特点:调速器可按要求(机边或远程控制)自动起动,采用闭环方式启动,其提高了机组的转速以及稳定性,达到了无负荷状态在达到空载状态时,自动准同步控制装置可以准确地调整机组的频率,同时还具备每分钟最少6次以上的过周期并联的能力,从而使机组并网更快速、更平稳。

1.2调节有功功率由于国内大部分电站均纳入了电力系统,当长时间带有固定负载的机组投入电网后,由于其速度与功率系统的同步,不需要进行调频,它的工作主要是调节电网的有功功率。

而调速器又可分为闭环和开环,均为数字电液伺服,定位精确,无打滑加载,进而促使整个有功调整过程迅速、平稳、精确。

1.3自动调频功能由于我国的小电网存在着电力大容量的问题,而在电力网的拆分过程中,由于电力网的解体,电力系统的故障识别能力非常强。

所以,在电网释放后,将调速器由基本负荷运行方式转变为具有小型电网的频率,并对其进行迅速的状态辨识和调节,它可以使具有调节器的地方供电公司在解除管制后,在电力市场中快速进行自我保护,不至于因停电而造成整个地区的小型电网瘫痪,从而保障发电、供电和用电的安全。

2调速器的特点(1)水轮机的工作能力很强,而且体积很大,在运行过程中会遇到大量的水流,水轮机组是水电发电厂的主要动力设备,它可以调节水流的速度,对水流有很好的控制作用。

水电站调速器概述及故障处理

水电站调速器概述及故障处理

电站调速器概述及故障处理2.2.1主要参数(1)导水叶接力器全开、全关时间全关时间3~20s全开时间3~20s(2)空载和负载时调整时间参数比例系数K :0.5~20积分系数K :0.05~10微分系数K :0~5永态转差系数bp:0~10%2.2.2 技术性能调速器技术性能符合国家“水轮机调速器及油压装置技术条件”GB/T9652.1-1997 的要求,主要性能指标如下:转速死区i<0.04%桨叶随动系统不准确度i<1.0%导叶静态特性曲线非线性度<3%甩10%~15%负荷时,导叶接力器不动时间tq<0.2s机组自动空载频率摆动值Δf<±0.15%(相当于≤±0.15Hz)备用电源切换、手自动切换时导水叶开度变化<±1%机组带稳定负荷运行时,导叶波动<±1%调速器抗油污能力:滤油精度<100μm机组频率信号电压正常工作范围:0.2~130V,正常测频范围:5~100Hz电网频率信号电压正常工作范围:0.2~130V,正常测频范围:45~55Hz2.3 调速器的主要特点(1)调速器采用了块式直连型机械液压系统,主配为加工件,机械液压部分用全液压集成块结构,技术先进,可靠性高。

(2)由交流伺服电机和滚珠螺旋副组成的电-机转换环节,具有不用油、断电自保持、免维护、可靠性极高等特点。

(3)采用了可编程控制器作为硬件主体,使整机平均无故障运行时间提高到MTBT≥15000h。

(4)调速器具有多种运行模式,如频率调节、开度调节、水位控制和功率调节等,能适应不同运行工况的要求。

(5)同时设有机械开度限制和电气开度限制,操作灵活,运行可靠。

(6)频率(转速)的测量由PLC 实现,外围电路简单,提高了整机的抗干扰能力及可靠性。

(7)频率调节模式采用PID 调节规律,开度和功率调节模式采用PI 调节规律。

(8)具有与上位机的通信接口(RS-232C),便于实现电站计算机控制。

水电厂调速器常见故障分析及处理对策

水电厂调速器常见故障分析及处理对策【摘要】水电厂的安全稳定运行,与每一个机电设备的良好性能有着重要关系。

调速器作为水电厂重要设备之一,只有保证调速器的正常运转,才能使水电厂正常运行发电,从而提高水电站的生产效益与经济效益。

而在实际的使用过程中,水电厂的调速器却常常会出现一些故障影响到其正常运行,为了提高水电厂的运行质量,就必须要找出这些故障并分析处理。

【关键词】水电厂;调速器;故障;分析;对策由于我国的江河湖海等水资源较为丰富,为了充分利用自然能源,我国已经建立了多个水力发电站,为我国社会生产中所需的电能提供了有力保障,是我国电力生产的主要途径。

近年来,随着对水电厂设备的改造,各单位都引入了大量新的技术与设备。

因此,对这些设备的维护工作难度也越来越大。

调速器在水电厂设备中具有举足轻重的意义,现本文就对水电厂调速器的常见故障进行分析探讨。

一、水电厂调速器常见技术故障分析1、调速器的频繁抽动调速器抽动是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、调速器压油罐常见故障水电厂水轮机调速器油压过高或过低报警。

这种故障情况有以下3种原因:(1)感压阀故障若感压阀弹簧发卡,或油质较差阻塞了感压阀内腔活塞移动,油泵持续向压油罐打油,使压油罐油压过高。

反之,若感压阀弹簧发卡,或油质较差阻塞了内腔活塞移动时,油泵保持空载运行,致油压持续下降,造成压油罐油压过低。

(2)补气阀故障压油罐操作油压由中压气和油共同产生。

若压油罐在自动补气完成后,补气阀自动关闭不严,则会引起压油罐持续补气现象,造成压油罐油压过高。

(3)系统漏油同时伴随压油罐油位低的现象,调速器常见漏油部位是接力器漏油。

水电厂调速器常见故障的原因及处理方案探讨

水电厂调速器常见故障的原因及处理方案探讨摘要:随着我国不断的对现有经济制度进行深化改革,推动着我国社会市场经济的发展,刺激着我国城市现代化的建设。

无论是社会群众的日常生活需要,还是社会经济建设的需要,对电力资源的稳定输送要求愈来愈高,给电力企业的发展带来了极大的挑战。

水电厂是我国电力系统建设的重要一部分组成,是我国电力资源生产输送的重要环节,受到社会各界的广泛关注。

在现阶段,国家对水电厂建设的重视度虽然比较高,但是水电厂在日常有运行的过程中,不可避免的会发生一些严重的故障,影响着水电厂的正常运转。

鉴于此,本文根据笔者自身多年从事水电厂建设相关工作经验,简单的对水电厂调速器常见故障的原因以及处理方法作出以下几点探讨,以供参考研究。

关键词:水电厂;调速器;常见故障;原因分析;处理方法在我国社会现代化发展的过程中,社会各行业领域信息化的转变,对电力行业的发展提出了全新的要求,促进着电力企业的现代化建设发展。

水电厂是目前我国电力资源生产和输送的重要平台之一,尤其是在国家提出生态建设的背景下,水电厂的发电作用受到社会各界的广泛关注。

但是目前水电厂调速器频发严重的故障问题,使得水电厂的日常生产运营受到极大的影响,对我国社会群众的正常生活以及社会经济建设均带来严重的损失。

为进一步提高水电厂的发电质量,积极的对水电厂调速器常见故障进行简单的分析,并给出科学的处理措施,以此提高我国水电厂的生产质量。

一、水电厂调速器的重要作用水电厂的日常生产离不开调速器的正常工作,依据水电厂调速器的工作原理,将其分为不同的形式,如机械式的调速器、液压式的调速器以及机械液压式的调速器、电子式调速器等等[1]。

现阶段,我国水电厂常用到的调速器是机械式调速器,因为机械式调速器的内部结构简单,工作模式便捷,且工作性能可靠良好,受到我国大部分地区水电厂的欢迎。

水电厂通过调速器,可以将转浆式水轮以及冲击式水轮进行相互调节,提高工作效率,并且在水电厂利用调速器的过程中,可以在电力系统被水轮机发电组的控制下,有效的分配水轮机发电组的荷载,使得水电厂水轮机发电机组的工作效率更高、工作质量更好。

水电站调速器的电气故障与处理技术

水电站调速器的电气故障与处理技术摘要:文章分析了水电站调速器的作用,并以某水电站为例,探析了水电站调速器的电气故障与处理技术,以供参考。

关键词:水电站调速器;电气故障;处理技术1 前言文章以某县城的一座水电站为例,该水电站位于某河流的中游,距离县城的距离为500m,电站安装4台单机容量为2万kW的轴流转桨式水轮发电机组,总装机容量8万kW,设计年发电量 2.74亿kW·h;坝址以上流域控制面积3784km2,水库库容1.07亿m3,具有周调节能力;电站共有三回110kV出线。

2 水电站调速器的作用分析水轮机调速器是水电站的重要组成部分,其作用主要包括以下几个方面:(1)满足冲击式、转浆式水轮机双重协联调节的需求;(2)当水轮发电机组在电力系统中以并列的方式运行时,调速器能够自动的对负荷进行分配,保证各个机组能够正常、经济的运行;(3)使水轮发电机组能够实现快速的手动或者自动启动,即使电网负荷出现增减、发电机组仅紧急停机和正常停机现象,也能够保证其能够正常的使用;(4)自动调节水轮发电机的转速,保证期始终处在额定转速最大允许偏差范围内运转,保证水电站对频率质量的要求。

3 水电站调速器的电气故障与处理技术分析(1)电气故障现象一:开机前中出现光字牌不处于最小位置的现象,中控室加减调速器均无效。

电气故障原因分析:在中控室试验调速器,但是并没有加减效果,可能是因为调速器的马达出现问题,打开调速器的盖子,发现固定调速器马达的螺丝出现脱落,经过分析得知,导致马达螺丝脱落的原因是由于水电站发电机组运行的过程中产生了过大的振动,调速器长期受到振动的影响,导致固定马达的螺丝出现脱落的问题,导致调速器出现故障。

电气故障处理技术分析:找到调速器中脱落的马达固定螺丝,并将其装到相应的位置,重复摇动马达,确定马达是否固定牢固,并确定螺丝没有出现滑丝的问题,如果出现滑丝的问题,应该在螺丝上涂抹特制的胶水重新用螺丝刀拧紧,如果滑丝现象严重必要时应该更换新的马达固定螺丝。

水电站调速器常见故障及其维修检修处理方法

故障维修—188—水电站调速器常见故障及其维修检修处理方法廖贤辉(中国水利水电第八工程有限公司,湖南 长沙 410004)引言:水力发电具备较高的环保性优势,因此被广泛应用。

调速器作为水电发电装置的重要部件,起到调节发电机运行效率的重要作用,如一旦出现故障问题,发电机组无法继续联网运行,给水电站正常发电造成影响,因此一旦调速器出现故障问题,应及时进行维修处理。

1、水电站调速器概述1.1原理 一般情况下,水电站调速器大多设置在水轮机发电机组重点位置,长期处于高负荷电网中运行。

由于受到供电幅度因素的影响,无法实现对电压的即时转变,利用调速器则能够充分结合负荷数值的高低来进行即时化的调节,保证系统电力平衡,促使水电站始终处于正常运转状态。

功率每改变1次,则需要调频1次,在调频工作中,调速器起到重要作用,是必不可缺的设备。

1.2作用 水电站调速器的功能作用,主要体现在以下几个方面:首先,调速器的应用使得转浆式水轮和冲击式水轮两者的运转具备更高的配合度。

其次,应用调速器能够更加科学化调整分配水轮发电机的负荷,为发电机组的稳定运行提供强有力的支撑。

再次,应用调速器后能够通过手动或者自动模式启动水轮发电机组,保证发电机组在负载变化下依然能够保持正常的运转状态。

最后,调速器的应用能够更好的保证发电机组始终保持正常的转速,使得发电机组在工作中保持正常功率。

2、水电站调速器常见故障的检修处理方法分析2.1开机频率异常问题的检修处理 (1)开机后机组频率偏小 开机后机组频率偏小指的是由于受到多方面因素的影响,发电机组开机后无法达到预期网频频率,影响发电机组并网,阻碍正常运转。

这一故障问题在很大程度上是由于调速器的运行参数设计不科学、不合理所导致的,再加上水位过低,实际水头值和之前所设置的水头值两者存在差异,导致空载开度,导致开机后机组频率偏。

要想解决这一故障问题,需要做好对机组电网频率的跟踪工作,利用调速器触摸屏操作,增加开度的限制值,进而解决这一方面的故障问题。

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水电站调速器电气故障与处理措施
发表时间:2018-08-13T10:41:01.673Z 来源:《基层建设》2018年第21期作者:梁海锋[导读] 摘要:调速器是水电站调整水轮发电机组输出功率,用以控制转速(频率)在额定范围的设备,也是保证供电安全、电压稳定的关键设备。

茂名市粤能电力股份有限公司 525000 摘要:调速器是水电站调整水轮发电机组输出功率,用以控制转速(频率)在额定范围的设备,也是保证供电安全、电压稳定的关键设备。

调速器故障威胁水电站安全生产,因此本文对水电站调速器电气故障与处理措施进行了分析。

关键词:水电站;调速器;电气故障;故障处理调速器是水电站关键控制设备,主要任务是将发电机组转速稳定在规定转速范围内,以保证机组安全、经济地运行[1]。

水电站调速器一般由电气调节装置、机械调节装置和机械液压系统三部分组成。

目前,由于采用可靠性高的可编程控制器作为调速器的调节器,并配置了合理的外围电路,电气故障率不高,但仍会因多种原因引起故障。

因此,本文对水电站调速器电气故障与处理措施进行了分析。

1 水电站调速器电气部分组成与控制模式 1.1 电气部分组成
水电站调速器经历了模拟电液调速器和微机调速器两个阶段。

以微机控制器(中央处理器)分类,微机调速器分为IPC、PLC、PCC 等类型,现以PLC型调速器为例,它的组成包括电源、PLC、测频环节等部分。

调速器一般采用交流220V、直流220V并列供电的冗余电源系统,以提高供电可靠性。

PLC是调速器的控制核心,根据采集到的信号特征与来自监控系统指令信号进行比较判断,实现调速器的控制功能[2]。

测频采用残压和齿盘两种方式。

1.2 控制模式
按照优先级由大到小,微机调速器一般有现地机械手动、现地电手动、现地自动和远方自动几种控制模式。

这些控制模式之间可以无扰动切换,如果电气部分发生故障,可将控制模式自动切换到现地机械手动模式。

2 水电站调速器常见电气故障及处理措施 2.1 开停机不正常
在自动模式下,发电机组未能按照开停机指示来完成全部流程或达到预定要求,例如开机时没有打开开限,或打开开限,但机组转速达不到额定值;停机时有未完成的信号。

开限拒动可能是二次接线、开关量板卡、D/A转换器、CPU等出了问题,通过检查二次接线及更换板卡、CPU等可解决此类问题。

开限正常,但开不了机,可能是机组或电网频率测量出了问题,可检查频率测量环节有无问题。

如果是机组转速上不来,那也可能是水头低,但设定空载开度过小,此时调大空载开度一般能解决问题。

不能自动停机,可以转手动模式试一试。

总之,造成开停机不正常的原因很多,除上述原因以外,还有系统未接到开停机指令、电源故障、电液转换部件故障、引导阀主配压阀发卡、传感器故障等。

2.2 空载运行过速
发电机组空载运行时,发电机转速超过额定转速,甚至引起过速保护动作和紧急停机。

这种情况有几种原因,一是导叶反馈断线,那么就会造成导叶反馈无显示或者显示的数字没有变化,然而接力器实际上已经全开,发电机就会超速了;二是导叶反馈传感器不准确,没有正确指示导叶实际开度,显示值偏小,当然会造成发电机超速;三是D/A转换器故障,以致不能正确传递导叶开度信息。

遇到空载过速问题时,可以根据上述原因进行排查,导叶反馈断线可以重新接好线,导叶反馈传感器问题可以调整传感器位置,D/A转换器故障可以更换板卡试试。

2.3 调速器抽动
调速器抽动分两种情况:一种是周期性的抽动,表现在平衡表周期性的摆动,导叶主配压阀快速抽动,伴有液压油流动的声音,同时接力器有小幅摆动;另一种是非周期性的抽动,表现在平衡表摆动,导叶主配压阀有油流过,接力器来回摆动。

造成周期性抽动的原因是调节参数设置问题,由于随动系统增益过大或回环特性过于灵敏,以致超过稳定极限;也可能是主配压阀中位传感器采集错误或误差较大,造成电气复中失败。

处理方法是先将调速器切换到手动模式,然后用笔记本电脑连接PLC,观察主配压阀采样信号设定是否正确,正确说明不是传感器问题,可调整回环系数,再将调速器工作模式切回自动,观察调速器抽动情况是否改善;如果是传感器问题,可以更换传感器试试。

引起非周期性抽动的原因是电源电压不稳定、反馈回路接触不良、反馈元器件性能劣化、调节器受到严重干扰、油质劣化导致阀塞卡阻等[3]。

处理方法是将调速器切换手动模式,然后排查原因,找准原因后解决问题。

2.4 调负荷异常
现象包括调负荷迟滞、调负荷不动、溜负荷、自行增负荷。

调负荷迟滞是指增减负荷时反应缓慢,主要原因是参数整定有问题。

影响负荷调节的三个参数是缓冲时间参数()、暂态转差系数()和比例增益系数()。

如果和调得太大,又太小,就会造成调负荷迟滞现象。

可在调节系统有稳定裕量的情况下,适当减小、或增大改善迟滞问题。

调负荷不动是指给定功率但接力器拒动,调负荷不成功。

产生这种现象的原因是电液伺服阀卡紧或接线断开,也可能是功率给定单元故障。

可检查电液伺服阀及接线、功率给定单元,然后针对具体原因处理。

溜负荷是指没有给出调负荷指令,但机组负荷自行减少;自行增负荷与溜负荷正好相反,没有调负荷指令,自行增加负荷。

溜负荷或自行增负荷的原因包括电液伺服阀发卡、电液伺服阀工作线圈断线、D/A转换器故障、干扰信号串入调相令节点、调速器CPU故障、调速器电源接地故障、机组运行点异常等。

电液伺服阀发卡,如果卡在关机侧就会溜负荷,而卡在开机侧则会自行增负荷。

电液伺服阀工作线圈断线后调节信号为零,如果电液伺服阀平衡位置在关机一侧就会溜负荷;反之,平衡位置在开机一侧就会自行增负荷。

D/A转换器故障造成输出减小或为零,机组将溜负荷。

干扰信号串入调相令节点会导致溜负荷。

CPU故障会造成数据错乱,并引起溜负荷。

调速器电源接地,会造成油泵电动机启动和调速器显示变化,引起接力器抽动。

机组运行点异常是指运行点处于发电机最大出力点附近,并且功角接近90°,此时如果频率下降,水轮机就要增加出力,但发电机难以突变,这就会造成机组加速,但已到达极限功率点,由于机组惯性因素,加上励磁系统强励特性不够好,就会导致溜负荷现象。

因此,对于调负荷异常现象,关键还是找准原因,通过排查确定原因后对“因”处理。

2.5 机频消失
现象是在中控室有调速器故障信号,在现场有机频故障信号。

故障原因是机组测频回路熔断器熔断或测频元件损坏。

处理方法如下:开机过程发生机频消失故障,应当立即停机或切换至手动模式。

在机组并网过程中出现这种故障,可切换至手动模式;如果调速器具备容错功能,也可保持自动模式不变。

2.6 甩负荷故障
甩负荷故障有多种,现介绍以下三种:一是水压上升过快,原因是导叶接力器关闭时间过短,通过增加接力器关闭时间值处理。

二是转速上升值过大,原因是导叶接力器关闭时间过长,通过减小接力器关闭时间值处理。

三是同时水压上升过快和转速上升值过大,原因是两段关闭特性不符合要求,可重新对调节保证进行计算,调整两段关机速度和拐点位置。

3 结语
调速器在保障水电站安全生产方面发挥着重要作用,但在设备运行过程中难以完全避免故障的发生,因此水电站运维人员不但要加强调速器的维护以尽量降低故障发生率,同时也要不断总结分析故障案例,以便发生故障后尽快处理和排除故障,这样才能确保水电站生产的稳定和效益的提升。

参考文献:
[1]李长灿. 水轮机调速器介绍与故障分析及应对策略[J]. 红水河,2015,34(1):46-48,66.
[2]王刚,窦海妮. 混流式机组调速器典型机械故障及应对措施[J]. 人民长江,2015,46(23):87-90.
[3]唐亚波. 水轮机调速器典型电气故障案例分析及处理要点[J]. 水电站机电技术,2017,40(7):74-76,91.。

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