燈泡貫流式機(jī)組調(diào)速器接力器抽動的故障分析及處理

余文敏

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發(fā)有限公司，青海 尖扎 811999）

燈泡貫流式機(jī)組調(diào)速器接力器抽動的故障分析及處理

余文敏

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發(fā)有限公司，青海 尖扎 811999）

摘要：詳細(xì)介紹大唐青海直崗拉卡水電開發(fā)有限公司3號機(jī)組調(diào)速器接力器抽動故障的分析及處理過程，并歸納總結(jié)了解決此類故障的方法。

關(guān)鍵詞：燈泡貫流式水輪機(jī)；調(diào)速器；接力器抽動；原因分析

1引言

大唐青海直崗拉卡水電開發(fā)有限公司位于黃河干流上游的青海省尖扎縣與化隆縣交界處，距上游李家峽水電站壩址7.5km，距青海省西寧市公路里程109km?？傃b機(jī)5×38MW，設(shè)計(jì)年平均發(fā)電量7.62億kW·h。2012年初完成4臺機(jī)組調(diào)速器設(shè)備的改造、投運(yùn)。改造后的調(diào)速器采用武漢能事達(dá)電氣股份有限公司生產(chǎn)的MGC400可編程微機(jī)調(diào)速器，其構(gòu)成主要可以分為PLC可編程控制器、液晶顯示終端、信號采集回路、控制輸出回路、機(jī)電轉(zhuǎn)換驅(qū)動回路等幾部分?？刂七壿嬁驁D如圖l示。

A、B兩套控制器采用主備工作方式，兩套控制器任意一套上電自檢正常后，該套控制器為工作機(jī)，另外一套控制器作為備用機(jī)。在工作機(jī)出現(xiàn)異?；蚬收蠒r(shí)，通過容錯(cuò)功能進(jìn)行主從切換。工作電源采用交、直流雙供，其中，交流電源作為主電源，直流電源作為備用電源。兩套控制器通過CPU模塊上的以太網(wǎng)口及交換機(jī)進(jìn)行通訊，交換信息。控制器狀態(tài)及故障輸出點(diǎn)通過硬接線及CPU模塊上的485串口與上位機(jī)進(jìn)行通訊。

圖1調(diào)速器自動控制原理框圖

2故障的發(fā)生過程

2012年6月10日，3號機(jī)組在并網(wǎng)后發(fā)現(xiàn)調(diào)速器接力器存在抽動現(xiàn)象，機(jī)組輸出有功功率在15～20MW間來回波動。隨著接力器長時(shí)間的頻繁抽動，導(dǎo)致油壓裝置油泵啟動頻繁，油溫升高。運(yùn)行人員將負(fù)荷由15MW減至8MW后，抽動頻率變緩，且調(diào)速器切至A套或B套均存在以上現(xiàn)象，將調(diào)速器切至“機(jī)手動”運(yùn)行方式后，故障自動消除。

3故障的分析

從微機(jī)調(diào)速器的調(diào)節(jié)原理及硬件配置上分析，引起調(diào)速器接力器發(fā)生抽動的原因，其可能性包括：

（1）電氣部分

1）PLC可編程控制器的程序存在問題或控制參數(shù)不合適；

2）反饋輸入信號出現(xiàn)異常，包括機(jī)組頻率、主配位移反饋、導(dǎo)葉、槳葉開度反饋等，它們出現(xiàn)異常都可能引起調(diào)速器接力器發(fā)生抽動；

3）控制輸出部分有異常，包括A套調(diào)速器伺服電機(jī)控制回路中的MSP0200定位模塊、VW3M3102脈沖轉(zhuǎn)換板、伺服驅(qū)動器等出現(xiàn)異常或者B套調(diào)速器比例伺服閥控制回路中的AMO0410模擬量輸出模塊、比例伺服閥等出現(xiàn)異常。

（2）機(jī)械部分

比如主配壓閥存在機(jī)械零點(diǎn)漂移、卡阻現(xiàn)象、調(diào)速系統(tǒng)設(shè)備及管路部分存在漏油泄壓等。

4故障的處理

針對以上可能引起調(diào)速器接力器發(fā)生抽動的原因，按照以下步驟進(jìn)行檢查處理：

（1）機(jī)組停機(jī)，進(jìn)口或尾水閘門落下。保證調(diào)速系統(tǒng)油循環(huán)正常后操作導(dǎo)葉或槳葉不會造成機(jī)組飛轉(zhuǎn)的情況，再開始進(jìn)行故障排查及處理。

（2）機(jī)械故障排查及處理

1）對調(diào)速系統(tǒng)中主配壓閥、油壓裝置、事故配壓閥、分段關(guān)閉閥、接力器、槳葉受油器及管路、連接法蘭等部分進(jìn)行認(rèn)真檢查，看是否存在明顯漏油泄壓的現(xiàn)象。

2）手動操作導(dǎo)葉、槳葉接力器開關(guān)，觀察接力器動作過程中有無明顯卡阻。并在任意開度位置停止操作，觀察導(dǎo)葉、槳葉開度能否穩(wěn)定住，有無開方向或關(guān)方向的漂移變化，并對導(dǎo)葉、槳葉機(jī)械零點(diǎn)進(jìn)行重新整定，使其滿足要求。

（3）反饋輸入信號排查及處理

1）導(dǎo)葉開度反饋、主配位移反饋分別是從接力器上的導(dǎo)葉開度傳感器和主配上的主配位移傳感器接入到回油箱旁的機(jī)柜,再從機(jī)柜接引到調(diào)速器電氣柜，該反饋是4～20mA的電流信號。需對傳感器安裝位置進(jìn)行調(diào)整、緊固；檢查插頭及端子接線、回路絕緣、接地情況，并反復(fù)操作接力器開關(guān)運(yùn)動，觀察采集上來的開度及位置反饋信號是否呈線性變化，與機(jī)械指針指示的開度值是否一致等。

2）調(diào)速器殘壓測頻是從10kV室的發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器引入電調(diào)柜,經(jīng)隔離變后,接入測頻模塊。使用繼保儀對測頻模塊進(jìn)行測頻精度檢查；同時(shí)應(yīng)檢查發(fā)電機(jī)電壓互感器測頻回路的接線端子緊固情況,并檢查回路絕緣。

（4）調(diào)速器內(nèi)部程序及參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤排查及處理

根據(jù)調(diào)速器控制原理圖分析，調(diào)速器的自動控制給定值由YPID決定，通過和導(dǎo)葉、槳葉反饋值差值運(yùn)算后經(jīng)過放大（比例閥控制方式還需與主配位移反饋值進(jìn)行差值運(yùn)算放大）、數(shù)模轉(zhuǎn)換后輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因此，控制環(huán)節(jié)中的任意一部分程序或參數(shù)錯(cuò)誤都會導(dǎo)致接力器抽動故障。

1）靜態(tài)跟蹤。靜態(tài)跟蹤在機(jī)組無水狀態(tài)下進(jìn)行，通過人為給定YPID值，檢查給定的輸出環(huán)節(jié)程序及控制參數(shù)是否適合，并不斷調(diào)整電機(jī)大、中、小偏差范圍及放大倍數(shù)、比例閥大環(huán)小環(huán)放大倍數(shù)、開向關(guān)向補(bǔ)償值、電氣零點(diǎn)補(bǔ)償、控制死區(qū)等參數(shù)，使導(dǎo)葉槳葉、開向關(guān)向、動作響應(yīng)迅速，無明顯超調(diào)、欠調(diào)，跟蹤到位后主配壓閥無抽動現(xiàn)象且自動復(fù)中。

2）調(diào)速器在自動工況下，其YPID給定值是通過PID運(yùn)算而來。因此，機(jī)組自動開機(jī)運(yùn)行后，注意觀察不同工況對應(yīng)的PID參數(shù)是否適合。比如空載PID、負(fù)載PID、一次調(diào)頻PID等.

5結(jié)束語

由于水輪機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)是一套自動控制系統(tǒng)，某一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都有可能使整個(gè)調(diào)速器系統(tǒng)不穩(wěn)定?？偨Y(jié)這次調(diào)速器接力器發(fā)生抽動的故障原因，主要是由于機(jī)械零點(diǎn)漂移和控制參數(shù)不適合造成。因此，對類似故障的產(chǎn)生今后必須注意：①加強(qiáng)設(shè)備日常巡視、維護(hù)及保養(yǎng)工作；②重視設(shè)備的現(xiàn)場操作、提高故障分析排查能力；③加強(qiáng)設(shè)備使用說明、圖紙等技術(shù)資料的管理工作。

參考文獻(xiàn)：

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中圖分類號：TK730.4+1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1672-5387（2015）12-0045-02

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.12.016

收稿日期：2014-07-31

作者簡介：余文敏（1976-），男，從事電氣點(diǎn)檢工作。