小峽水電站首臺(tái)機(jī)調(diào)速器調(diào)試中出現(xiàn)問(wèn)題及解決方法

趙志慶，周金龍，王飛宇

（嫩江尼爾基水利水電有限責(zé)任公司，黑龍江 齊齊哈爾161000）

小峽水電站位于甘肅省皋蘭縣境內(nèi)黃河干流上，電站總裝機(jī)457.5 MW，軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組，電站額定水頭13.8 m，小峽水電站調(diào)速器為雙調(diào)形式，型號(hào)BWST150－6.3。在首臺(tái)機(jī)調(diào)速器調(diào)試的過(guò)程中出現(xiàn)了一些設(shè)計(jì)、制造、安裝上的問(wèn)題。

1 機(jī)械分段關(guān)閉的調(diào)整

由于是軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組，分段關(guān)閉尤其重要，對(duì)降低甩負(fù)荷后的機(jī)組轉(zhuǎn)速上升和蝸殼水壓上升有明顯的作用，并能有效地防止機(jī)組抬機(jī)。設(shè)計(jì)導(dǎo)葉總關(guān)機(jī)時(shí)間為12 s，分兩段關(guān)閉，分段拐點(diǎn)在40%開(kāi)度位置，第一段為快速關(guān)閉，從全開(kāi)到40%開(kāi)度時(shí)間為4 s，第二段為慢速關(guān)閉，從40%開(kāi)度到全關(guān)時(shí)間為8 s。

在調(diào)整分段關(guān)閉時(shí)，始終調(diào)不出來(lái)，首先懷疑是分段關(guān)閉閥的控制油管細(xì)了，廠家要求油管的內(nèi)徑為10 mm，而設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)成管的外徑為10 mm，分段關(guān)閉閥動(dòng)作時(shí)控制腔的回油還沒(méi)有排完，即分段關(guān)閉閥沒(méi)有動(dòng)作到位，而導(dǎo)葉已經(jīng)全關(guān)了，沒(méi)有起到分段關(guān)閉的作用，所以重新更換控制油管。換管后分段關(guān)閉還是沒(méi)有調(diào)出來(lái)，這次懷疑是分段關(guān)閉閥型號(hào)配大了，動(dòng)作后不起節(jié)流的作用，要求把下臺(tái)機(jī)的分段關(guān)閉閥換上，由于法蘭盤(pán)對(duì)不上無(wú)法安裝，所以只能用原來(lái)的分段閥。最終的解決辦法是把分段關(guān)閉閥的粗調(diào)關(guān)死，只用細(xì)調(diào)部分調(diào)整分段關(guān)閉。

2 導(dǎo)葉反饋信號(hào)非線性的處理

小峽電站的接力器形式為搖擺式，4個(gè)接力器用銷(xiāo)軸固定在頂蓋上，由于搖擺式的接力器在運(yùn)行的過(guò)程中是不斷擺動(dòng)的，在接力器上無(wú)法安裝反饋桿件，只能安裝在控制環(huán)上，接力器輸出桿的直線位移轉(zhuǎn)成控制環(huán)的周向運(yùn)動(dòng)，安裝在控制環(huán)上的反饋桿與接力器的行程存在著非線性的關(guān)系，接力器的行程與導(dǎo)葉開(kāi)度是線性關(guān)系，這樣反饋桿的直線輸出不能真實(shí)地反映導(dǎo)葉的開(kāi)度，造成反饋信號(hào)的非線性。

解決方法：多次的調(diào)整反饋桿在控制環(huán)的位置，使反饋信號(hào)的輸出最接近線性。

3 槳葉反饋信號(hào)出現(xiàn)問(wèn)題及解決方法

槳葉反饋信號(hào)在剛一上電時(shí)突變?yōu)?0%開(kāi)度位置，并且有抖動(dòng)現(xiàn)象，而實(shí)際的槳葉開(kāi)度為0，利用萬(wàn)用表測(cè)量反饋信號(hào)回路電流大約有12mA左右。

初步懷疑是干擾的原因，因?yàn)槭欠答佇盘?hào)電纜經(jīng)發(fā)電機(jī)端子箱轉(zhuǎn)接，按規(guī)定模擬信號(hào)回路是不應(yīng)中間轉(zhuǎn)接的，而且屏蔽要一點(diǎn)接地，但是重新更換電纜后故障現(xiàn)象沒(méi)有消除。改用加濾波電容的方法，選用一個(gè)0.4μF的電容，在電源線的兩端加電容，正電源對(duì)地加電容，負(fù)電源對(duì)地加電容都沒(méi)有解決。

最終解決方法：更換反饋傳感器，而且屏蔽層一點(diǎn)接地，解決了故障問(wèn)題，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是信號(hào)線的絕緣被損壞，使信號(hào)線接地造成的。

4 導(dǎo)葉反饋信號(hào)雜波信號(hào)處理

在做實(shí)驗(yàn)室，導(dǎo)葉開(kāi)度曲線、槳葉開(kāi)度曲線在微機(jī)錄波時(shí)出現(xiàn)很大的雜波信號(hào)，直接影響試驗(yàn)結(jié)果，在做靜特性試驗(yàn)時(shí)，測(cè)得的轉(zhuǎn)速死區(qū)為0.05%，超出了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的0.04%。

分析產(chǎn)生雜波信號(hào)的原因，電流信號(hào)所帶的負(fù)載太多，有電氣柜的開(kāi)度表，機(jī)械柜的開(kāi)度表，電氣柜的模擬量輸入模塊，還有試驗(yàn)儀器，尤其是試驗(yàn)儀器，把試驗(yàn)儀器去掉后，雜波明顯變小。

解決方法：把電流形式的反饋改成電壓形式的反饋，在電流信號(hào)線的兩端串接一個(gè)500Ω的電阻，把4～20 mA的電流信號(hào)變成0～10 V的電壓信號(hào)，利用模塊的電壓模擬量通道，雜波信號(hào)明顯消除，做出的靜特性試驗(yàn)轉(zhuǎn)速死區(qū)只有0.01%，遠(yuǎn)小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

5 模擬量模塊燒壞的原因

由于小峽電站是首臺(tái)機(jī)，土建還沒(méi)有完工，存在一些遺漏之處，反應(yīng)水頭信號(hào)的差壓變送器安裝在尾水廊道層，空氣潮濕，加之墻壁滲水，濕氣進(jìn)入差壓變送器內(nèi)部，時(shí)間一長(zhǎng)便會(huì)結(jié)成水珠，導(dǎo)致信號(hào)線短路，燒壞模擬量輸入模塊，這是模塊被燒的外在因素。燒壞模塊的另外一個(gè)因素是，調(diào)速器本身只接收1個(gè)4～20 mA的水頭信號(hào)，而現(xiàn)場(chǎng)的水頭信號(hào)器是兩線制，需要1個(gè)24 V的直流電源，才能在此回路產(chǎn)生1個(gè)4～20 mA的電流，所以到現(xiàn)場(chǎng)后廠家進(jìn)行改線，利用本柜的直流24 V電源串進(jìn)反饋回路里，如果這時(shí)水頭信號(hào)器被短路，那么24 V電源直接串進(jìn)模擬量輸入通道，這是導(dǎo)致模塊被燒的內(nèi)在因素。

6 72 h試運(yùn)行出現(xiàn)的問(wèn)題

在72 h試運(yùn)行時(shí)，發(fā)現(xiàn)槳葉在某一開(kāi)度范圍內(nèi)出現(xiàn)擺動(dòng)現(xiàn)象，使油壓裝置頻繁起動(dòng)，油溫明顯升高，檢查調(diào)速器并沒(méi)有輸出，由于當(dāng)時(shí)模塊被燒壞，水頭信號(hào)沒(méi)有接入，所以必須手動(dòng)設(shè)定水頭值，由于協(xié)聯(lián)關(guān)系使槳葉的開(kāi)度離開(kāi)擺動(dòng)區(qū)，降低了機(jī)組的效率，才順利完成72 h試運(yùn)行。事后分析是槳葉開(kāi)度人工失靈區(qū)設(shè)定有些偏大，把人工失靈區(qū)改小后擺動(dòng)的現(xiàn)象就沒(méi)有再發(fā)生。