水輪機(jī)調(diào)速器抽動(dòng)故障及消除措施

蘇劍

（哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱 150040）

1 水輪機(jī)調(diào)速器抽動(dòng)的一般表現(xiàn)

水輪機(jī)調(diào)速器抽動(dòng)，一般表現(xiàn)在液壓系統(tǒng)出現(xiàn)機(jī)械性、周期性、往復(fù)性抽動(dòng)，這會(huì)引發(fā)水輪機(jī)調(diào)速器主閥和引導(dǎo)閥出現(xiàn)幅度與頻率不同的抽動(dòng)問題，進(jìn)而影響到水輪機(jī)調(diào)速器的穩(wěn)定運(yùn)行。水輪機(jī)調(diào)速器抽動(dòng)是安裝、改造水電站水輪機(jī)機(jī)組中常見問題，如果不進(jìn)行有效控制，整個(gè)水輪機(jī)調(diào)速器將會(huì)因機(jī)械震動(dòng)而出現(xiàn)損壞，水輪機(jī)調(diào)速器的功能將會(huì)出現(xiàn)故障，進(jìn)而不能發(fā)揮出水輪機(jī)調(diào)速器對(duì)水輪機(jī)機(jī)組的調(diào)整、限定作用，對(duì)整個(gè)水電站電力安全生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。

2 水輪機(jī)調(diào)速器抽動(dòng)的主要原因

水輪機(jī)調(diào)速器一般采用內(nèi)環(huán)控制體系.通過對(duì)水輪機(jī)調(diào)速器主閥閥芯的位移感知，來采集水輪機(jī)調(diào)速器主閥活塞的位置信息，進(jìn)而以電子信號(hào)的方式來確定水輪機(jī)調(diào)速器的工作狀態(tài)。由于水輪機(jī)調(diào)速器主閥閥芯傳感器采用導(dǎo)電塑料作為電阻軌，在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行過程中，會(huì)產(chǎn)生不斷磨損，進(jìn)而導(dǎo)致傳感器觸電接觸不良，使水輪機(jī)調(diào)速器主閥閥芯的中心位置調(diào)節(jié)頻繁，進(jìn)而導(dǎo)致水輪機(jī)調(diào)速器出現(xiàn)抽動(dòng)問題。由于水輪機(jī)調(diào)速器控制系統(tǒng)有遞進(jìn)特點(diǎn)，磨損和疲勞會(huì)有一定的積累，導(dǎo)致水輪機(jī)調(diào)速器抽動(dòng)幅度會(huì)不斷提升，給水輪機(jī)機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行造成功能性、安全性的影響。

3 消除和防止水輪機(jī)調(diào)速器抽動(dòng)的方法和措施

3.1 壓緊水輪機(jī)調(diào)速器主閥行程

在安裝和調(diào)試水輪機(jī)調(diào)速器的過程中，應(yīng)該在停機(jī)狀態(tài)下壓緊水輪機(jī)調(diào)速器的主閥行程，設(shè)置水輪機(jī)調(diào)速器的壓緊行程，給水輪機(jī)調(diào)速器一個(gè)較小的主閥伺服控制信號(hào)，通過行程的控制，來防治水輪機(jī)調(diào)速器主閥的抽動(dòng)。

3.2 做好水輪機(jī)調(diào)速器的濾波處理

一方面，在水輪機(jī)機(jī)組空載狀態(tài)下，采用對(duì)水輪機(jī)調(diào)速器主閥進(jìn)行調(diào)整，過濾影響水輪機(jī)調(diào)速器主閥的干擾信號(hào)，達(dá)到對(duì)水輪機(jī)調(diào)速器抽動(dòng)的有效控制。另一方面，在水輪機(jī)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)下，將伺服閥控制信號(hào)清零，這會(huì)提高水輪機(jī)調(diào)速器的穩(wěn)定性，也會(huì)延長(zhǎng)伺服閥和水輪機(jī)機(jī)組的工作性能與壽命。

3.3 調(diào)整水輪機(jī)調(diào)速器伺服閥比例

設(shè)置水輪機(jī)調(diào)速器伺服閥比例，使伺服閥控制在靈敏區(qū)，這會(huì)使主配壓閥閥芯位移死區(qū)在負(fù)載、非頻率調(diào)節(jié)、無增／減負(fù)荷且為比例伺服閥工作時(shí)，當(dāng)接力器開度差值小于設(shè)定值，延時(shí)30s后，退出比例伺服閥的控制，用機(jī)械零位保持接力器開度不變。在增減負(fù)荷或出現(xiàn)甩負(fù)荷時(shí)，比例伺服閥控制自動(dòng)投入。在控制中設(shè)置主配壓閥死區(qū)，剔除主配壓閥閥芯機(jī)械固有死區(qū)的算法，在人機(jī)界面上可對(duì)主配壓閥死區(qū)進(jìn)行設(shè)置。

3.4 優(yōu)化水輪機(jī)調(diào)速器參數(shù)

可以采用延時(shí)停止水輪機(jī)調(diào)速器數(shù)字閥輸出的方式，這樣可以盡量減少或避免水輪機(jī)調(diào)速器控制系統(tǒng)信號(hào)的震蕩和變化，進(jìn)而在保證水輪機(jī)調(diào)速器調(diào)節(jié)順暢的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)水輪機(jī)調(diào)速器抽動(dòng)的預(yù)防。在優(yōu)化水輪機(jī)調(diào)速器參數(shù)后，應(yīng)該及時(shí)在水輪機(jī)調(diào)速器主閥數(shù)組中，剔除此偏差值。這樣就避免了被調(diào)節(jié)量偏離目標(biāo)值。但要注意，當(dāng)水輪機(jī)調(diào)速器參數(shù)偏差變化緩慢時(shí)，水輪機(jī)調(diào)速器會(huì)產(chǎn)生比例和微分通道會(huì)幾乎不起作用的現(xiàn)象，這就需要進(jìn)一步調(diào)節(jié)水輪機(jī)調(diào)速器的參數(shù)，以便實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)調(diào)速器功能的穩(wěn)定，預(yù)防水輪機(jī)調(diào)速器抽動(dòng)的發(fā)生。

3.5 優(yōu)化水輪機(jī)調(diào)速器開機(jī)曲線

自適應(yīng)開機(jī)過程曲線對(duì)開機(jī)到空載過程中的導(dǎo)葉開度突變比較大進(jìn)行優(yōu)化，使第1段和第2段的開機(jī)頂點(diǎn)分別由原來的A、B點(diǎn)降至M、N點(diǎn)，避免了開機(jī)過程中導(dǎo)葉波動(dòng)范圍較大的問題，增加了開機(jī)過程的穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

應(yīng)該結(jié)合水輪機(jī)調(diào)速器的系統(tǒng)特點(diǎn)，從水輪機(jī)調(diào)速器抽動(dòng)故障的原因出發(fā)，形成水輪機(jī)調(diào)速器性能完善、預(yù)防水輪機(jī)調(diào)速器抽動(dòng)的措施，在提高水輪機(jī)調(diào)速器自動(dòng)化運(yùn)行可靠性的前提下，保障水輪機(jī)調(diào)速器運(yùn)行在安定、可控的范圍，進(jìn)而達(dá)到對(duì)水輪機(jī)組安全生產(chǎn)的需要。

［1］ 魏守平.水輪機(jī)調(diào)節(jié)［M］.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2009.

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