調速系統主配壓閥抽動的原因及處理方法

張梅儒

摘 要：水輪發電機是水電站進行電力生產的重要動力設備，在當前的水電事業發展起到很大的推動作用。而調速系統則是水輪發電機組中調節機組轉速的重要部分，只有保證調速系統的安全可靠運行，才能保證水輪發電機組在最優工況下運行，從而確保電站安全可靠運行，提高電站的生產能力與經濟效益。而在實際的使用過程中，調速系統總是由于設計缺陷或者工況不良出現一些故障，影響水輪發電機組正常運行。本文以苗家壩水電站的水輪發電機調速器主配壓閥抽動故障為例，探討其解決方法。

關鍵詞：調速系統；主配壓閥；抽動；處理

中圖分類號：TV736 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）17-0118-01

在水電站的電力生產中，水輪機是一種憑借自然水能運行的動力機械，各行各業所使用的電能都是由水輪發電機組經水能轉化而來的。保證水輪發電機組的正常運轉才能確保水電站的生產效益。當下，用戶不僅要求供電安全可靠，還要求電壓和電能頻率保持在額定值的某一范圍，這就對水輪機的控制設備（調速系統）提出了較高的要求。

1 調速系統主配壓閥抽動故障的影響

但是在實際的生產運行中，往往會有一些故障發生，影響到水輪發電機組的運轉，調速系統的主配壓閥抽動就是一種影響較大的故障。當水輪發電機組調速器的主配壓閥出現抽動故障時，就會使水輪發電機組在有荷載的情況下出現有功晃動，而在無荷載時出現發電機難以并網的現象，并且會使調速器的壓油槽油泵頻頻重新啟動，給水輪發電機組正常運行帶來很大不良影響。

2 苗家壩水電站水輪發電機調速器主配壓閥抽動故障案例

由于白龍江水資源較為豐富，為了充分利用自然能源，流域建設了多個梯級水電站，為社會生產中所需的電能提供了有力保障，是清潔電力生產的主要途徑。苗家壩水電站位于白龍江中游口頭壩鄉境內，其水輪機控制系統采用南瑞集團公司生產的SAFR2000H型微機調速系統。軟件部分則采用了南瑞公司專有的改進型并聯PID算法。其傳遞函數為：G（s）=KP+KI/s+KD*s

改進型并聯PID算法結構圖如圖1。

苗家壩水電站三臺機有水調試結束完成之后機組微機型水輪機調速系統動態性能指標、穩定性能指標均優于國標、部標有關要求。6月25日三臺機組完全投運。運行一個月時間三臺機組均出現壓油泵啟動頻繁，壓油罐油壓下降速度快，主配壓閥出現非等幅周期性快速往復位移，伴有響聲，抽動幅度大，快速高頻。并伴隨有功載荷出現小幅度波動，嚴重危及電網、機組安全和穩定運行。

3 調速系統主配壓閥抽動原因及處理措施

在對調速器的控制系統進行分析時，我們首先對其機械控制油回路和進行了分析研究。我們認為其雙切換濾油器功能不夠完善且長時間未對雙切換濾油器進行清洗，機組調速系統充油前未對調速系統管道內進行清理，控制油管路內存在渣子，對比例伺服閥造成卡塞，對主配壓閥抽動故障的發生起到一定的推動作用。

因此對雙切換濾油器和比例伺服閥進行清洗，發現雙切換濾油器濾網比較臟，但比例伺服閥內部沒有渣子等異物存在，比較干凈。清洗完成之后回裝發現主配壓閥出現非等幅周期性快速往復位移減小，響聲減小，抽動幅度有所緩和，快速高頻，但這些現象依然存在。

機械控制油回路處理結束之后，仍無法消除抽動現象，我們利用一定的方法對其比例伺服閥的控制計算進行分析之后，更換同型號的主配位移傳感器，并對主配位移傳感器進行固定處理，抽動現象依然存在。

之后我們對調速系統測頻回路進行了檢查，發現齒盤測速測得數值存在漂移現象。齒盤測速測頭與齒盤之間設計間隙為3-5mm，對應直流電壓為4-20V，由于測頭安裝距離不符合要求且測頭支架安裝不合格造成測頭未指向大軸中心線，造成波動值超出設定死區值。因此測頻回路測量不斷參與調節造成主配壓閥抽動。嚴格按照齒盤測速裝置安裝圖紙安裝支架和探頭后，抽動現象消失。

4 結語

總之，鑒于調速器在水輪發電機組的關鍵作用，保證其穩定運行至關重要。本文中主要針對發電機組調速器的主配壓閥抽動這一故障的分析與處理進行了探討，以期為同類故障提供一些參考?？墒窃诂F實生產中，調速器常常還會發生其他故障，當發生其他故障問題時，就需要我們及時采取有效的分析排除方法，來確定故障產生的根本原因，并采取合理科學的處理方法一次性解決這些故障問題，保證水輪發電機組的正常生產。

參考文獻

[1]SAFR-2000H技術說明書.

[2]SLSDZD-119.01 F1 SAFR-2000H水輪機調速系統現場投運報告（苗家壩1#）2.endprint