水輪發(fā)電機調速器抽動原因幾點分析

廖慧敏

摘 要：水輪機調速器的抽動是常見故障。本文分析了調速器產生抽動的幾個主要原因及處理方法。

關鍵詞：水輪機調速器；調節(jié)；抽動；原因分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.154

1 引言

調速器抽動是指在機組空載或并網運行工況、自動平衡狀態(tài)下，導葉接力器等幅或非等幅周期性快速往復移動，嚴重時動幅較大，其結果影響調速器對機組轉速的正常調節(jié)，出力波動較大，嚴重危及機組、電網的安全和穩(wěn)定運行。其表現為：調速器主配壓閥不停上下抽動，壓油裝置油泵啟動頻繁，機組有功功率不能穩(wěn)定運行在某一給定值，而且一直在波動。

2 調速器工作原理及調節(jié)方式

水輪機調速器的工作原理基本上就是將轉速信號（機組頻率）與電網頻率（給定頻率）進行對比，根據其差值給予電液轉換器一個操作接力器開或關的信號（命令）來控制水輪機過水流量從而調節(jié)水輪機轉速的作用。

調速器主要調節(jié)方式主要以下幾種：

（1）頻率調節(jié)：主要在開機空載時的運行工況，機組頻率和給定頻率進行對比，如果機組轉速大于給定頻率時，調速器作用于接力器，關小導葉，過水量減小，機組轉速下降，反之，開大導葉，過水量增加，機組轉速上升。

（2）開度調節(jié)：調速器實時檢測導葉開度，并和給定導葉開度進行比較，大于給定，則關導葉，小于給定開度則開導葉。

（3）功率調節(jié)：調速器實時檢測機組功率，并和給定功率進行比較，大于給定，則關導葉，小于給定則開導葉。

3 抽動的原因及解決辦法

圖1步進電機電液轉換器/機械液壓隨動系統(tǒng)型調速器方塊圖。

根據以上調速器工作原理和上圖不難看出調速器抽動由主要以下幾種：

（1）測頻單元故障，在空載運行時，自動處于“頻率”工況。在電網頻率正常情況下，其機內PID運算的頻率差量△f（K）=f網-f機，空載跟蹤工況=f給-f機。當測頻單元測量的的機組或系統(tǒng)頻率有故障時，△f（K）超出死區(qū)，調速器將會根據測得頻率△f（K）不停動作，時開時關，造成嚴重抽動，此類故障出現原因較為復雜，有可能測頻單元質量不可靠、使用時間過長原件老化、柜內環(huán)境過高等原因，2004年黃龍灘電廠1號機組經常出現負荷從額定降到零的溜負荷現象，并伴有抽動現象，并且季節(jié)性出現，即環(huán)境溫度高時出現，檢查柜內溫度較高造成測頻單元測量值波動過大，加裝已冷卻風扇后這一現象消除。

（2）導葉反饋傳感器：當調速器工作在開度運行時，實時檢測當前開度與給定進行比較，當導葉傳感器測得數據不穩(wěn)定時勢必引起調速器不停地調節(jié)，造成抽動，此類故障較為容易處理，如果是傳感器本身原因可進行更換，另一類為機組運行在振動區(qū)間，傳感器安裝位置不合適，造成傳感器測量數據不斷上下波動引起的調速器抽動，只有選擇重新安裝或犧牲靈敏度進行處理。

（3）功率變送器引起的抽動，此類故障較好判斷，將調速器有功率模式切為開度模式，如果抽動消失，測檢查功率測量單元及測量回路

（4）主配壓閥閥芯位移傳感器故障或零位不合適造成的抽動，這種情況較為常見。主配壓閥閥芯位移傳感器主要反映主配壓閥活塞的位置，主要作為調速器內環(huán)控制的反饋，正常是調速器按要求調整完畢后應該在一固定位置，反應主配壓閥活塞在中間位置，但位移傳感器安裝不合理，機組運行時產生的振動，將固定的傳感器位移發(fā)生變化，造成位移測量值和主配壓閥實際不一至，電為達到電氣的零點，會使主配抽動和傳感器顯示波動。另一類是由于傳感器本身選型造成的，主配位移傳感器器由線性電阻做成，但如果選用導電塑料電阻軌型（接觸式傳感器），隨著調速器調整活塞移動，長時間則可能出現磨損，從而引起調整的不平衡，引起調速器抽動，黃電1、2號機組調速器曾多次出現此故障，后通過QC方法解決，主要解決辦法，更換非接觸式位移傳感器，并合理安裝，滿足現場要求。

（5）還有很多別的原因引起的抽動，一次調頻和二次調頻之間沖突引起的抽動，監(jiān)控系統(tǒng)負荷給定一般認為為二次調頻，調速器自身調頻為一次調頻，當一次調頻動作時，往往二次調頻往相反方向動作，產生矛盾造成抽動，解決辦法，當一次調頻動作時，上送信號至監(jiān)控系統(tǒng)，閉鎖監(jiān)控調整。

（6）調速器隨動系統(tǒng)死區(qū)補償過大，產生過調或欠調，導致監(jiān)控不停發(fā)出增減負荷命令，導致調速器抽動等等，這需要調整好調速器參數，和監(jiān)控系統(tǒng)配合一致。

（7）機械部分主配回復不到零位，主配調整后，正常時應立即恢復至機械零位，如果機械零位不正常，調整負荷至目標之后，有兩種情況：如果機械零位偏開，電氣部分不控制，但負荷繼續(xù)增加，超出死區(qū)后，電氣動作減負荷，往返控制造成調速器抽動；如果機械零位偏關，電氣部分不控制，但負荷減少，超出死區(qū)后，電氣動作增負荷，往返控制造成調速器抽動。

4 總結

水輪機調速器抽動危害嚴重，原因較多，以上是造成調速器抽動的一些主要原因，維護人員要熟悉調速器的工作原理，調速器抽動時能判斷抽動來源，針對抽動來源進行處理，這樣能很快判斷故障元嬰，保證了調速器的運行穩(wěn)定性。

參考文獻：

[1]李國曉.水輪機調速器運行于維護[M].中國水利水電出版社出版.

[2]W（S）T型微機調速器（電氣控制部分）培訓教材[S].武漢三聯水電有限責任公司.endprint