水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器控制原理調(diào)試及故障處理分析

覃繼良

摘 要：在水電站工作中，調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)作的復(fù)雜性，會(huì)造成各種問題的產(chǎn)生，影響著正常的工作。水輪機(jī)是水電站調(diào)速系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分，水輪機(jī)調(diào)速器的發(fā)展經(jīng)歷了幾個(gè)階段，當(dāng)前其性能已經(jīng)得到大大的提升。作為水電站、水電廠工作中的重要控制設(shè)備，其安全性和性能，直接影響著整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全，而水電站、水電廠的調(diào)速系統(tǒng)較為復(fù)雜所以很容易產(chǎn)生故障。文章針對(duì)水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器控制原理調(diào)試及故障處理等相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行分析研究。

關(guān)鍵詞：水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器；控制原理；故障處理

1 水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器的控制系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

水輪機(jī)在實(shí)際工作中，受到很多因素的影響，為了保證水輪機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)可以正常工作，我們對(duì)其系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、組成等內(nèi)容進(jìn)行分析研究。水輪機(jī)的控制系統(tǒng)由水輪機(jī)控制設(shè)備、被控制系統(tǒng)組成，其中被控制系統(tǒng)為引水系統(tǒng)、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等[1]。水輪機(jī)的控制系統(tǒng)主要是對(duì)被控制設(shè)備的參數(shù)與給定量之間的偏差進(jìn)行檢測(cè)，并在一定的特性條件下，進(jìn)行主接力器形成偏差轉(zhuǎn)換的一些裝置設(shè)備組合，為此稱之為水輪機(jī)控制設(shè)備。水輪機(jī)控制系統(tǒng)中的測(cè)量元件將系統(tǒng)機(jī)組的頻率、功率等相關(guān)的參數(shù)測(cè)量出來，并與給定的信號(hào)、反饋信號(hào)進(jìn)行綜合之后，在相關(guān)的處理之后，形成信號(hào)綜合點(diǎn)。水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器，具有可靠性、操作力大、機(jī)械慣性等特點(diǎn)，水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)，可以充分的利用自身的特性和優(yōu)勢(shì)，為各項(xiàng)生產(chǎn)工作服務(wù)。

1.2 控制原理

從水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，可以將其分為緩沖式調(diào)速器、加速度-緩沖式調(diào)速器、電子調(diào)節(jié)器加電液隨動(dòng)系統(tǒng)調(diào)速器、微機(jī)調(diào)速器結(jié)構(gòu)等等。針對(duì)水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器的控制原理進(jìn)行分析，我們以水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的PID控制原理進(jìn)行分析研究。在實(shí)際的工作中，PID控制是采用最普通的一種控制方法，所以在機(jī)械、化工等各個(gè)行業(yè)中廣泛的使用，在當(dāng)前的水輪機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)中，PID控制是廣泛采用的一種控制規(guī)律。

PID調(diào)節(jié)控制，在水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以提升系統(tǒng)的控制效率，保證控制系統(tǒng)有效運(yùn)行。在實(shí)際工作中，PID調(diào)節(jié)控制的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性之間存在矛盾，加強(qiáng)水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器的PID控制，可以降低誤差，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1.3 調(diào)節(jié)模式

在水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器工作過程中，采用的調(diào)試控制模式為：第一，PID調(diào)節(jié)模式。PID控制調(diào)節(jié)有很多的優(yōu)勢(shì)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、參數(shù)容易整理、且有很好的適應(yīng)能力，所以在水輪機(jī)微機(jī)調(diào)節(jié)器中得到廣泛的應(yīng)用，也是當(dāng)前水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制方式。第二，變參數(shù)PID調(diào)節(jié)模式。在實(shí)際的工作中，水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)本身具有時(shí)變、不確定性的一個(gè)非線性系統(tǒng)，使用變參數(shù)的方法進(jìn)行PID控制，對(duì)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而促進(jìn)水輪機(jī)微機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以在不同的情況下進(jìn)行優(yōu)化運(yùn)行。在其控制的過程中，采用的方法有模糊控制、自適應(yīng)控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。

2 水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器的故障處理

2.1 水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器的常見故障

隨著社會(huì)的發(fā)展，能源成為社會(huì)發(fā)展中的主要能源，電力是能源中的重要組成資源，當(dāng)前我國電力系統(tǒng)的發(fā)展取得了顯著的成績(jī)，而在電力系統(tǒng)發(fā)展中，水輪機(jī)調(diào)速器發(fā)揮著重要的作用，其在使用過程中出現(xiàn)的故障，嚴(yán)重影響著發(fā)電機(jī)的正常工作，也影響著電力系統(tǒng)的發(fā)展。在計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等發(fā)展過程中，水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器廣泛的應(yīng)用，但是在其使用的過程中，容易產(chǎn)生一些故障，影響其正常的運(yùn)行，這些故障主要有：（1）套發(fā)卡造成工作不穩(wěn)定。在水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器使用的過程中，使用的油清潔，造成油的粘稠，而控制套的運(yùn)轉(zhuǎn)受到影響，而運(yùn)轉(zhuǎn)換慢，最終造成水輪機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行不穩(wěn)定[2]。如果在實(shí)際工作中，對(duì)電液伺服閥進(jìn)行拆卸，進(jìn)行清洗，在清洗的過程中，要根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)其主要部位進(jìn)行清潔，但是一般只需要對(duì)套發(fā)卡進(jìn)行清潔，就可以解決問題。（2）參數(shù)配合不恰當(dāng)。緩沖時(shí)間常數(shù)Tb過小；暫態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)B過小；放大系數(shù)K過大，這種情況會(huì)引起水輪機(jī)運(yùn)行調(diào)節(jié)不穩(wěn)定，應(yīng)重新整定調(diào)節(jié)參數(shù)。同時(shí)操作人員的手動(dòng)操作控制無法精確的進(jìn)行參數(shù)的判斷、操作技術(shù)部嫻熟等，也會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。（3）自動(dòng)開機(jī)出現(xiàn)問題。在水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器實(shí)際工作中，先進(jìn)行手動(dòng)操作，然后再采用自動(dòng)開機(jī)、自動(dòng)關(guān)機(jī)，但是在其工作過程中存在無法自動(dòng)開機(jī)的故障，這個(gè)問題的關(guān)鍵在于電液伺服閥出現(xiàn)故障。在實(shí)際工作中，水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器產(chǎn)生的常見故障還有很多，例如液壓手動(dòng)無法正常的開機(jī)、空載時(shí)會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)關(guān)機(jī)的現(xiàn)象等，這些故障的產(chǎn)生，嚴(yán)重影響著水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器的正常工作，為此需要進(jìn)行故障處理，制定故障處理策略，為水輪機(jī)調(diào)速器的正常工作提供幫助。

2.2 水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器的故障處理

水輪機(jī)調(diào)速器產(chǎn)生故障是常見的現(xiàn)象，因?yàn)樗啓C(jī)調(diào)速器的工作與水電廠、水電站的正常工作有著密切的聯(lián)系，所以故障診斷需要受到人們的重視[3]。針對(duì)當(dāng)前水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器產(chǎn)生的常見故障，進(jìn)行處理，可以從以下幾方面入手：第一，改進(jìn)技術(shù)。從水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器的工作現(xiàn)狀進(jìn)行分析，產(chǎn)生這些故障的主要原因，歸根結(jié)底為水輪機(jī)的工作穩(wěn)定性較差，所以在對(duì)水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器故障進(jìn)行處理的同時(shí)，要改進(jìn)技術(shù)，根據(jù)水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器的相關(guān)技術(shù)性能指標(biāo)，對(duì)水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器的穩(wěn)定性進(jìn)行改進(jìn)，盡可能的提升自動(dòng)化，將人為操作造成的故障消除。第二，增加輔助功能。水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器在工作中，其功能較為單一，在出現(xiàn)故障、問題之后，一般是人工進(jìn)行處理，而針對(duì)其工作中產(chǎn)生的各種故障，需要增加水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器的輔助功能，通過輔助功能，將水輪機(jī)性能提升，降低故障發(fā)生率，并在故障維修中充分的發(fā)揮作用。第三，實(shí)施反饋控制。在水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器中PID控制調(diào)節(jié)的應(yīng)用，有重要的作用，作為水輪機(jī)工作中采用的最為普遍的一種控制，在其工作的過程中，可以加強(qiáng)控制，同時(shí)可以實(shí)施反饋控制。在水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器工作中產(chǎn)生的故障，需要反饋調(diào)節(jié)控制進(jìn)行反饋、并提供解決方案。從PID調(diào)節(jié)控制和水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器的實(shí)際工作現(xiàn)狀可以得出通過反饋控制，將水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器控制中產(chǎn)生的故障解決。

3 結(jié)束語

水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器作為一個(gè)重要的控制元件，與水電站、水電廠的工作有著密切的聯(lián)系，水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器的正常工作，可以為水電站、水電廠的正常工作提供保障。針對(duì)水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器工作中產(chǎn)生的故障進(jìn)行處理，對(duì)社會(huì)和水電站、水電廠均有重要的意義，所以針對(duì)水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器的工作現(xiàn)狀，將其性能、功能等提升，提高其穩(wěn)定性和可靠性，為其正常工作提供保障。

參考文獻(xiàn)

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