水電站水輪機(jī)調(diào)速器常見故障分析及處理

倪 健

（國網(wǎng)新源水電有限公司新安江水力發(fā)電廠）

1 引言

電力作為保證中國正常運行和發(fā)展的重要能源之一，隨著不可再生資源數(shù)量的減少，水力發(fā)電的優(yōu)勢逐漸凸顯出來。水輪調(diào)速器是水電廠中不可或缺的一部分，對水力發(fā)電正常運行有著直接影響，和水電站是否可以正常運行有著密切關(guān)聯(lián)。如果水輪機(jī)調(diào)速器發(fā)生任何問題，都會給水電站運行帶來直接影響。所以，應(yīng)該給予水電站水輪機(jī)調(diào)速器故障問題高度注重，結(jié)合當(dāng)前常見的水電站水輪機(jī)調(diào)速器故障，采取相關(guān)對策進(jìn)行處理，從而確保水電站水輪機(jī)調(diào)速器可以穩(wěn)定運行。

2 水電站水輪機(jī)調(diào)速器調(diào)試及維護(hù)的意義

水輪機(jī)調(diào)速器調(diào)試和維護(hù)作為水電站工作中重要內(nèi)容之一，水輪機(jī)調(diào)速器是水電發(fā)電重要設(shè)備之一，其應(yīng)用性能將會給水輪機(jī)運行操作帶來直接影響。如果水輪機(jī)調(diào)速器存在故障問題，導(dǎo)致水輪機(jī)無法正常應(yīng)用。并且，在水電站運行過程中，設(shè)備出現(xiàn)故障問題是無法避免的，而這些問題的出現(xiàn)也是不能預(yù)測的，尤其是水輪機(jī)調(diào)速器，做好水輪機(jī)調(diào)速器維護(hù)工作是非常必要的。通過加強(qiáng)水電站水輪機(jī)調(diào)速器調(diào)試和維護(hù)管理，可以有效保證水輪機(jī)調(diào)速器運行安全，減少水輪機(jī)調(diào)速器故障問題出現(xiàn)。

3 水電站水輪機(jī)調(diào)速器常見故障原因分析

3.1 電源電壓故障

在水電站水輪機(jī)調(diào)速器運行中，相關(guān)人員需要對交流電源和直流電源采取直接連接方式，讓其和水輪機(jī)調(diào)速器電源板裝置相連接，但是在通電以后，一些設(shè)備依舊不能正常運行，通過測量得知，電源板在輸出電壓上和正常電壓值比較存在差異，使得水輪機(jī)調(diào)速器在電源電壓異常的情況下發(fā)生故障問題。具體探究得知，交流電源和直流電源在實際操作中，造成水輪機(jī)調(diào)速器電源電壓故障的因素比較繁瑣，具體展現(xiàn)在兩個方面：一個是交流電源和直流電源在連接過程中，缺少操作技能保障，另一個是水輪機(jī)調(diào)速器電路電源板存在質(zhì)量問題。

3.2 調(diào)速器故障

在水輪機(jī)調(diào)速器運行放肆選擇過程中，水輪機(jī)運行中一般比較穩(wěn)定且高效，但是如果其運行狀況為自動運行狀態(tài)，則會出現(xiàn)水輪機(jī)調(diào)速器導(dǎo)葉問題，導(dǎo)致槳葉調(diào)節(jié)頻繁，調(diào)節(jié)服務(wù)大。情節(jié)嚴(yán)重者，也會發(fā)生水輪機(jī)調(diào)速器停電現(xiàn)象，引發(fā)安全事故，給后續(xù)水電站正常運行帶來影響。如果水輪機(jī)調(diào)速器運行狀態(tài)不同，將會給其具體運行特點帶來影響，探究原因在于水輪機(jī)調(diào)速器存在異常機(jī)組波動現(xiàn)象。通過對接力器異常現(xiàn)象產(chǎn)生因素分析導(dǎo)致，導(dǎo)致該現(xiàn)象出現(xiàn)的因素有兩點，一個是電氣影響，另一個是機(jī)械液壓影響。其中，電氣影響具體展現(xiàn)在導(dǎo)葉和槳葉機(jī)械控制元件出現(xiàn)異常狀況，導(dǎo)葉和槳葉在具體操作過程中存在頻率異常狀況，孤網(wǎng)和電網(wǎng)在運行中存在比較嚴(yán)重的頻率波動，水輪機(jī)調(diào)速器作為一種頻率調(diào)節(jié)模式，使得發(fā)電機(jī)組發(fā)生頻繁調(diào)節(jié)問題。機(jī)械液壓影響在于，導(dǎo)葉及槳葉在具體操作過程中存在漏油現(xiàn)象，槳葉操作油內(nèi)部存在較為嚴(yán)重的竄油狀況，或者導(dǎo)葉接力器內(nèi)部出現(xiàn)竄油現(xiàn)象；槳葉或者導(dǎo)葉在具體機(jī)械操作過程中運行異常，或者主要配閥存在卡阻問題。

3.3 槳葉故障

水電站水輪機(jī)調(diào)速器電氣柜在出現(xiàn)斷電現(xiàn)象以后，如果在通電以后，其導(dǎo)葉或者槳葉依舊處于停止運行狀態(tài)，這是需要把導(dǎo)葉和槳葉調(diào)節(jié)至手動運行狀態(tài)，對電源模塊輸出的電壓情況進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)信號反饋異常。導(dǎo)致該現(xiàn)象出現(xiàn)主要因素在于，由于導(dǎo)葉反饋受到限制，使得導(dǎo)葉運行變?yōu)槭謩涌刂?；?dǎo)葉反饋作為電流型信號的一種，最小電流信號值是4 mA，最大電流信號值是30 mA。如果導(dǎo)葉反饋具體數(shù)值沒有控制在該范疇內(nèi)，則會引發(fā)各種故障問題。該種類型故障一般產(chǎn)生于導(dǎo)葉閉合或者信號線處于脫線狀況。由于電流信號存在波動，或者限號受到各個因素影響，時常出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，數(shù)值出現(xiàn)偏移，使得實際數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，從而引發(fā)越低限故障，并且伴有一定故障信號。

4 水電站水輪機(jī)調(diào)速器常見故障的處理對策

4.1 電源電壓故障處理對策

針對水電站水輪機(jī)調(diào)速器工作電源產(chǎn)生的電壓故障問題，應(yīng)該在水輪機(jī)調(diào)速器處理系統(tǒng)中引入工作電源之前，需要結(jié)合水輪機(jī)調(diào)速器運行情況，做好交流線路和直流線路檢測工作，對水輪機(jī)調(diào)速器和各個電源之間連接情況進(jìn)行交流，查看兩者連接是否穩(wěn)定，運行是否正常，保證線路連接沒有錯誤，把電壓等級控制在合理范疇內(nèi)。并且，如果可以明確水輪機(jī)調(diào)速器電源為交流電還是直流電，保證路線連接沒有異?，F(xiàn)象，則需要對水輪機(jī)調(diào)速器電源板運行情況進(jìn)行檢測，檢測電路電源板裝置是否存在斷線狀況，是否出現(xiàn)虛焊問題。如果存在上述問題，應(yīng)該及時采取相關(guān)對策進(jìn)行處理，保證水輪機(jī)調(diào)速器完成電源接入工作以后，把電壓值控制在預(yù)期范疇內(nèi)，減少水輪機(jī)調(diào)速器電源故障的出現(xiàn)。

4.2 調(diào)速器故障處理對策

對于水輪機(jī)調(diào)速器異常波動問題，要想實現(xiàn)故障問題的防范和處理，需要采取以下方式進(jìn)行。首先，對水輪機(jī)調(diào)速器故障產(chǎn)生因素進(jìn)行具體探究，并具體評斷出水輪機(jī)調(diào)速器故障類型，觀察四周是否存在明顯問題。例如：對于導(dǎo)葉或者槳葉開度、頻率、水位檢測結(jié)果進(jìn)行綜合分析，探究是否存在異?，F(xiàn)象，檢查導(dǎo)葉主配閥是否出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象，對電器元件和各個電氣回路情況進(jìn)行檢查。其次，通過檢查頻率回路和開關(guān)傳感器運行狀況，挖掘運行過程中可能出現(xiàn)的問題。如果檢測過程中出現(xiàn)水輪機(jī)調(diào)速器偏移現(xiàn)象，轉(zhuǎn)換器或者主配閥也存在卡阻問題，則需要第一時間采取相關(guān)措施進(jìn)行處理，保證設(shè)備可以處于正常運行狀態(tài)。如果檢測過程中存在元件故障問題，或者元件受到破壞，需要第一時間進(jìn)行處理，例如：更換元件，或者對破壞的元件進(jìn)行修護(hù)處理。通過采取各種方式，讓水輪機(jī)調(diào)速器處于正常運行狀態(tài)，防止水輪機(jī)發(fā)電設(shè)備出現(xiàn)安全事故，影響整個水電站運行。

4.3 槳葉故障處理對策

導(dǎo)致槳葉故障問題的因素在于，葉反饋回路存在故障問題。對于該現(xiàn)象，通過測量對地電壓，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)葉反饋24 V電源模板負(fù)載存在接地狀況，在對電源接線情況進(jìn)行檢測以后，采取逐步甩線方式，縮小故障范疇。通過甩線得知，送去監(jiān)控的傳感器24 V電源處于接地狀態(tài)，把電源線甩出以后，故障信號和24 V電源模板恢復(fù)正常運行狀態(tài)，把電源線甩出以后，再測量接地情況，確定接地點中端子箱到導(dǎo)葉傳感器之間的電纜存在接地現(xiàn)象，通過檢查電纜走線情況得知，接力器鎖定的電纜之間存在磨損現(xiàn)象，導(dǎo)致24電源線芯暴露在外，和接力器外觀接觸，導(dǎo)致反饋信息存在異常。通過對接線包扎處理以后，可以將上述問題處理，讓信號可以快速恢復(fù)正常。此外，對于越低限故障及越高限故障問題，需要采取以下方式進(jìn)行處理。首先，加大對導(dǎo)葉反饋先處理，防止信號之間存在不穩(wěn)定現(xiàn)象。其次，對于瞬時越限故障信號問題，及時采取過濾處理方式，而對于導(dǎo)葉反饋故障辨別流程，需要結(jié)合實際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，通過該方式能夠降低對信號的干擾，讓水輪機(jī)調(diào)速器在遭受瞬時故障信號時，不會及時更改為手動運行狀態(tài)。最后，通過采取接線包扎處理方式，能夠防止槳葉故障問題的出現(xiàn)，讓水輪機(jī)調(diào)速器可以正常運行。

5 結(jié)語

總而言之，從水輪機(jī)調(diào)速器角度來說，其作為水電站系統(tǒng)中主要控制元件之一，可以對水電站運行情況帶來一定影響，為了保證水電站運行的穩(wěn)定性和安全性，應(yīng)結(jié)合水輪機(jī)調(diào)速器運行情況，及時找出存在的各個問題，并根據(jù)問題產(chǎn)生因素，采取相應(yīng)處理對策，保證水輪機(jī)調(diào)速器可以安全運行。另外，在水輪機(jī)調(diào)速器實際運行中，由于水輪機(jī)調(diào)速器自身因素或者受到外界因素影響，時常會發(fā)生各種故障問題。因此，相關(guān)人員應(yīng)做好水輪機(jī)調(diào)速器維護(hù)工作，在短時間內(nèi)可以及時找出故障產(chǎn)生原因，采取相關(guān)措施處理，有效提升發(fā)電站運行的穩(wěn)定性和安全性，給發(fā)電站創(chuàng)造良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。