吉日波電站1號機組調速系統油壓裝置故障分析及處理

摘要:隨著科技的不斷進步，水輪機微機型調速系統逐漸替代了傳統的調速系統。調速系統的穩定直接關系到水電站設備安全運行與經濟效益。本文從吉日波電站1號機組調速系統油壓裝置故障展開探討，提出其故障分析及處理辦法。

關鍵詞:調速系統;油壓裝置;故障;分析及處理

中圖分類號:TP文獻標識碼:ADOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2010.08.018

文章編號:1672-0407(2010)08-042-02收稿日期:2010-06-21

一、概述

吉日波水電站調速器為TDBYWT步進電機PLC微機調速器，采用適應式變結構、變參數并聯PID調節模式，用步進電機傳動裝置代替電液轉換器構成的新型電液隨動系統和以PLC為核心的微機調節器組成的調速系統，主要由微機型電液調速器和自動油壓裝置組成。具有良好的靜、動態品質。能根據中控室操作命令及有關狀態信號自動完成開機、停機、調相、增減負荷、限制負荷以及甩負荷處理等任務，保證機組在各種工況下穩定運行。為了確保調速系統工作的可靠性，調速器油壓裝置安裝了兩臺油泵，兩臺油泵輪流起動，互為備用工作。調速器油壓裝置控制系統采用手、自動兩種方式運行控制。正常工作時，采用“自動”運行方式控制，當自動運行方式出現故障時，可切換為手動運行方式控制。

油壓裝置在首次工作建立油壓和油位時，除了通過油泵向壓力罐供油外，還須要補給壓縮空氣。另外，為了保證額定壓力下壓力罐內正常的油氣比，必須向壓力罐內補充壓縮空氣。自動補氣:當壓力罐中的壓縮空氣由于消耗而減少時，由壓力罐上裝設的液位繼電器及電接點壓力表測出液位及壓力的開關信號量(正常油位上限和正常工作油壓下限)，并送至水機屏控制回路，使空氣電磁閥動作，壓縮空氣向壓力罐內補氣，當油壓達到規定值時，空氣電磁閥關閉，停止補氣。手動補氣:手動補氣是目前普遍采用的方案，當不能實現自動補氣時，根據壓力罐中油位的高低，由電站值班人員開啟空氣截止閥，向壓力罐內補氣至規定油位，再關閉空氣截止閥。

吉日波水電站調速系統油壓裝置工作油泵工作壓力為2.25MPa，備用油泵工作壓力為2.15MPa，工作油泵和備用油泵停止壓力為2.5 Mpa。調速系統過高油位為900 mm，正常油位為600 mm。調速器油壓裝置油壓信號器采用的是壓力信號器，油位信號器采用的是磁翻柱液位信號器。調速器油壓裝置工作原理圖和流程圖見附圖(一)(二)。

油泵打油時，當壓力罐中的油壓高于某一數值后，安全閥自動開啟，將壓力油排回到油箱中，達到保護油泵和壓力罐的目的。

圖一

圖二

油壓裝置正常工作時，油壓的變化范圍為名義工作油壓的正負5%以內。當油壓高出工作油壓上限2%以上時，安全閥開始排油;當油壓高于工作油壓上限的16%之前，安全閥應全部開啟，并使壓力罐中油壓不再升高。當油壓低于工作下限以前，安全閥應完全關閉，此時安全閥的漏油量不大于油泵輸油量的1%。當油壓低于工作油壓下限的6%～8%時，啟動備用油泵。當油壓繼續降低至事故低油壓時，作用于緊急停機的壓力信號器立即動作發停機命令。

二、故障分析及處理:

1.調速系統油壓裝置故障經過

吉日波水電站1號水輪發電機組在完成各項試驗后進入72小時試運行。試運行過程中，調速器油壓裝置始終處于自動運行方式。當運行至56小時時，運行人員發現調速器壓力油罐壓力為1.9Mpa，油位為500 mm，油壓裝置油壓已經快降到事故低油壓1.7 Mpa，但是工作油泵和備用油泵都未起動進行補油。此時運行人員將油壓裝置切換為手動運行方式，手動起動按鈕541AN和542AN，但是工作油泵和備用油泵仍未起動進行補油。

2.故障分析及處理

吉日波水電站72小時試運行結束后，停機對調速系統油壓裝置控制系統故障進行檢查處理，發現壓力油罐油位低于正常油位600 mm，而油位過高液位信號器405YW1仍處于閉合狀態并未復歸，壓力油罐壓力為1.9 MPa，油壓降低壓力信號器404YK2，油壓過低，壓力信號器405YK2均處于閉合狀態，補氣中間繼電器543ZJ處于閉合狀態，補氣電磁閥401DCFK和放氣電磁閥402DCFG動作給壓力油罐補氣。

根據上述現象，分析造成油壓裝置故障的原因是，壓力油罐由于長時間工作，存在漏氣現象。當壓力油罐壓力降低到油泵起動壓力時，油泵起動給壓力油罐補油時。當油罐油位達到高油位時，油罐壓力仍未恢復，即404YK1未復歸，此時405YW1閉合，油泵停止補油。從油壓裝置控制原理圖和流程圖中可知，補氣裝置工作條件滿足，所以補氣中間繼電器543ZJ將起動，給壓力油罐補氣。在補氣過程中，由于調速器用油較為頻繁，壓力油罐壓力尚未恢復，油位已下降到正常油位以下。但此時油位過高，液位信號器405YW1仍處于閉合狀態并未復歸，檢查發現液位信號器磁記憶開關方向安裝錯誤，最終造成油壓裝置自動控制程序循環檢測壓力油罐油位信號和油壓信號而無法退出補氣程序，從而閉鎖了補油程序，即油泵停止工作，中間繼電器545ZJ、546ZJ動作斷開，最終造成上述故障。

經過上述分析，我們找到故障的原因并改正了磁記憶開關的安裝方向。油壓裝置自動控制系統在調試時未發現該錯誤，是由于我們調試時沒有模擬調速器動態工作條件，而只是分別模擬了油壓裝置補油和補氣單獨工作過程。調速系統故障處理完后，我們模擬了調速器動態工作條件，結果完全符合設計和工作要求。

三、結束語

調速系統是水電站機組安全運行的關鍵因素，而油壓裝置工作的可靠性又直接影響著調速系統的穩定運行，因此在安裝過程中應特別仔細。調試時應充分模擬調速系統動態工作條件，才能真正檢查油壓裝置工作的可靠性。

(責任編輯:高天)