水輪機調速器抽動故障及消除措施

蘇劍

（哈爾濱電機廠有限責任公司，哈爾濱 150040）

1 水輪機調速器抽動的一般表現

水輪機調速器抽動，一般表現在液壓系統出現機械性、周期性、往復性抽動，這會引發水輪機調速器主閥和引導閥出現幅度與頻率不同的抽動問題，進而影響到水輪機調速器的穩定運行。水輪機調速器抽動是安裝、改造水電站水輪機機組中常見問題，如果不進行有效控制，整個水輪機調速器將會因機械震動而出現損壞，水輪機調速器的功能將會出現故障，進而不能發揮出水輪機調速器對水輪機機組的調整、限定作用，對整個水電站電力安全生產造成嚴重影響。

2 水輪機調速器抽動的主要原因

水輪機調速器一般采用內環控制體系.通過對水輪機調速器主閥閥芯的位移感知，來采集水輪機調速器主閥活塞的位置信息，進而以電子信號的方式來確定水輪機調速器的工作狀態。由于水輪機調速器主閥閥芯傳感器采用導電塑料作為電阻軌，在長時間的運行過程中，會產生不斷磨損，進而導致傳感器觸電接觸不良，使水輪機調速器主閥閥芯的中心位置調節頻繁，進而導致水輪機調速器出現抽動問題。由于水輪機調速器控制系統有遞進特點，磨損和疲勞會有一定的積累，導致水輪機調速器抽動幅度會不斷提升，給水輪機機組的穩定運行造成功能性、安全性的影響。

3 消除和防止水輪機調速器抽動的方法和措施

3.1 壓緊水輪機調速器主閥行程

在安裝和調試水輪機調速器的過程中，應該在停機狀態下壓緊水輪機調速器的主閥行程，設置水輪機調速器的壓緊行程，給水輪機調速器一個較小的主閥伺服控制信號，通過行程的控制，來防治水輪機調速器主閥的抽動。

3.2 做好水輪機調速器的濾波處理

一方面，在水輪機機組空載狀態下，采用對水輪機調速器主閥進行調整，過濾影響水輪機調速器主閥的干擾信號，達到對水輪機調速器抽動的有效控制。另一方面，在水輪機機組運行狀態下，將伺服閥控制信號清零，這會提高水輪機調速器的穩定性，也會延長伺服閥和水輪機機組的工作性能與壽命。

3.3 調整水輪機調速器伺服閥比例

設置水輪機調速器伺服閥比例，使伺服閥控制在靈敏區，這會使主配壓閥閥芯位移死區在負載、非頻率調節、無增／減負荷且為比例伺服閥工作時，當接力器開度差值小于設定值，延時30s后，退出比例伺服閥的控制，用機械零位保持接力器開度不變。在增減負荷或出現甩負荷時，比例伺服閥控制自動投入。在控制中設置主配壓閥死區，剔除主配壓閥閥芯機械固有死區的算法，在人機界面上可對主配壓閥死區進行設置。

3.4 優化水輪機調速器參數

可以采用延時停止水輪機調速器數字閥輸出的方式，這樣可以盡量減少或避免水輪機調速器控制系統信號的震蕩和變化，進而在保證水輪機調速器調節順暢的基礎上，實現對水輪機調速器抽動的預防。在優化水輪機調速器參數后，應該及時在水輪機調速器主閥數組中，剔除此偏差值。這樣就避免了被調節量偏離目標值。但要注意，當水輪機調速器參數偏差變化緩慢時，水輪機調速器會產生比例和微分通道會幾乎不起作用的現象，這就需要進一步調節水輪機調速器的參數，以便實現水輪機調速器功能的穩定，預防水輪機調速器抽動的發生。

3.5 優化水輪機調速器開機曲線

自適應開機過程曲線對開機到空載過程中的導葉開度突變比較大進行優化，使第1段和第2段的開機頂點分別由原來的A、B點降至M、N點，避免了開機過程中導葉波動范圍較大的問題，增加了開機過程的穩定性。

4 結語

應該結合水輪機調速器的系統特點，從水輪機調速器抽動故障的原因出發，形成水輪機調速器性能完善、預防水輪機調速器抽動的措施，在提高水輪機調速器自動化運行可靠性的前提下，保障水輪機調速器運行在安定、可控的范圍，進而達到對水輪機組安全生產的需要。

［1］ 魏守平.水輪機調節［M］.武漢：華中科技大學出版社，2009.

［2］ 魏守平.水輪機調節系統仿真［M］.武漢：華中科技大學出版社,2007.

［3］ 梁宏柱，葉魯卿，孟安波.參數自適應模糊PID控制器及其在水電機組調速器中的應用［J］.水電自動化與大壩監測，2003,（06）：26-29．

［4］ 魏守平，盧本捷.水輪機調速器的PID調節規律［J］.水力發電學報，2003，（04）：112-118．

［5］ 魏守平，羅萍.數字式電液調速器的微機調節器［J］.水電自動化與大壩監測，2003，（03）：35－38，48．