微機(jī)調(diào)速器故障分析及其處理方案

吳星 吳倩 蘭熙

摘要：本文主要介紹了水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器在運(yùn)行中，突發(fā)各種故障，該故障是如何產(chǎn)生的，詳細(xì)敘述了微機(jī)調(diào)速器故障處理的各種方法等。

關(guān)鍵詞：微機(jī)調(diào)速器;故障;處理方案

Fault Analysis and Treatment Scheme of

Microcomputer Governor

WUXING?WUQIAN?LANXI

【Abstract】 This paper mainly introduces various kinds of faults of hydraulic turbine microprocessor governor in operation，how the faults come into being，and describes in detail various methods to deal with the faults of microprocessor governor，etc.

【Key Words】Microcomputer Governor's?malfunction?Treatment scheme

1.引言

水輪機(jī)調(diào)速器雖然在出廠前進(jìn)行了廠內(nèi)調(diào)試，安裝后又進(jìn)行了電站現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，應(yīng)該說大多都能安全穩(wěn)定運(yùn)行。但是由于水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個(gè)由調(diào)速器和被控對(duì)象組成的一個(gè)時(shí)變、非線性和含非最小相位的系統(tǒng)，因而還可能發(fā)生這樣或那樣的故障，下面就運(yùn)行可能發(fā)生的一些主要故障作進(jìn)一步的分析。

2.機(jī)組自動(dòng)空載頻率擺動(dòng)值大，并網(wǎng)困難的原因和處理方案

現(xiàn)象1：機(jī)組手動(dòng)空載頻率擺動(dòng)達(dá)0.6～1.2Hz，自動(dòng)空載頻率擺動(dòng)為0.4～0.7Hz

原因：機(jī)組手動(dòng)空載頻率擺動(dòng)大

處理方案：在一次選擇PID調(diào)節(jié)參數(shù)（bt、Td、Tn）和調(diào)整節(jié)流閥來調(diào)節(jié)接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)，盡量減小機(jī)組自動(dòng)空載頻率擺動(dòng)值

現(xiàn)象2：機(jī)組手動(dòng)空載頻率擺動(dòng)0.3～0.4Hz，自動(dòng)空載頻率擺動(dòng)小于上述值，但無法未達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求

原因：PID調(diào)節(jié)參數(shù)bt、Td、Tn整定不合適

處理方案：改變PID調(diào)節(jié)參數(shù)值，特別注意它們之間的配合。

現(xiàn)象3：機(jī)組手動(dòng)空載頻率擺動(dòng)0.3～0.5Hz，自動(dòng)空載頻率擺動(dòng)達(dá)0.4～0.7Hz，且調(diào)整PID調(diào)節(jié)參數(shù)bt、Td、Tn無明顯效果

原因：接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)Ty值過大或過小

處理方案：減小或加大接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)。當(dāng)調(diào)節(jié)過程中接力器出現(xiàn)頻率較高的抽動(dòng)和過調(diào)時(shí)，應(yīng)加大反應(yīng)值;若接力器動(dòng)作遲緩，則應(yīng)減小反應(yīng)值值。

現(xiàn)象4：機(jī)組手動(dòng)空載頻率擺動(dòng)0.3～0.5Hz，自動(dòng)空載頻率擺動(dòng)大于等于上述數(shù)值，調(diào)PID參數(shù)無明顯改善

原因：接力器至導(dǎo)水機(jī)構(gòu)或?qū)畽C(jī)構(gòu)機(jī)械/電氣反饋有過大的死區(qū)

處理方案：處理機(jī)械液壓系統(tǒng)和反饋機(jī)構(gòu)死區(qū)

3.機(jī)組并網(wǎng)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，出現(xiàn)導(dǎo)葉接力器開度自動(dòng)減少（又稱“溜負(fù)荷”）現(xiàn)象的原因及處理方案

現(xiàn)象1：接力器開度與電網(wǎng)頻率的關(guān)系正常，調(diào)速器由開度/功率調(diào)節(jié)模式自動(dòng)切至頻率調(diào)節(jié)模式工作

原因：電網(wǎng)頻率升高，調(diào)速器按靜態(tài)特性（bp）減小負(fù)荷

處理方案：被控機(jī)組并入大電網(wǎng)運(yùn)行，且不起電網(wǎng)調(diào)頻作用，可取較大的bp值，并使調(diào)速器在開度模式或功率模式下工作

現(xiàn)象2：PLC 的位置式PID輸出與導(dǎo)葉開度反饋值基本一樣，導(dǎo)葉實(shí)際開度明顯小于位置式PID輸出，調(diào)速器報(bào)隨動(dòng)故障。

原因：接力器的位移傳感器移位

處理方案：檢查接力器位移傳感器，將調(diào)速器切至手動(dòng)運(yùn)行，調(diào)整并固定位移傳感器的鎖緊定位螺釘，并重新調(diào)整接力器的零位和滿位

4.導(dǎo)葉接力器呈現(xiàn)跳躍式運(yùn)動(dòng)或抖動(dòng)現(xiàn)象的原因及處理方案

現(xiàn)象1：調(diào)速器在較大幅度油管抖動(dòng)、接力器運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)過頭現(xiàn)象

原因：導(dǎo)葉接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)Ty值偏小

處理方案：使接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)Ty取較大數(shù)值

現(xiàn)象2：多出現(xiàn)于開機(jī)過程中，機(jī)組轉(zhuǎn)速未達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，殘壓過低;或機(jī)組空載，未投入勵(lì)磁、機(jī)組大修后第一次開機(jī)，殘壓過低

原因：機(jī)組頻率信號(hào)源干擾

處理方案：機(jī)組頻率信號(hào)均應(yīng)采用各自的帶屏蔽的雙絞線接至PLC微機(jī)調(diào)速器，屏蔽層應(yīng)接地。頻率信號(hào)線不要與強(qiáng)動(dòng)力電源線或脈沖信號(hào)線平行、靠近布置

現(xiàn)象3：抖動(dòng)現(xiàn)象無明顯規(guī)律，似乎與機(jī)組運(yùn)行振動(dòng)區(qū)、運(yùn)行人員操作有一定聯(lián)系

原因：接線松動(dòng)、接觸不良

處理方案：檢查PLC調(diào)速器接線端子、電流轉(zhuǎn)換器等電/機(jī)轉(zhuǎn)換裝置、導(dǎo)葉接力器變送器、機(jī)組功率變送器、水頭變送器及調(diào)速器內(nèi)部接線的連接情況，并加以相應(yīng)的處理。

5.出現(xiàn)調(diào)節(jié)模式自動(dòng)切換故障的原因及處理方案

現(xiàn)象1：調(diào)速器在并網(wǎng)后、功率調(diào)節(jié)模式下工作，自動(dòng)切換至開度調(diào)節(jié)模式下工作

原因：機(jī)組功率變送器有故障或斷線

處理方案：檢查切換后的開度調(diào)節(jié)模式下的PLC微機(jī)調(diào)速器讀入的機(jī)組功率值，若與機(jī)組實(shí)際功率有較大差別，與導(dǎo)葉開度不相適應(yīng)，則可確認(rèn)為機(jī)組功率變送器有故障或斷線，應(yīng)檢查并排除其故障

現(xiàn)象2：調(diào)速器由在并入電網(wǎng)、功率調(diào)節(jié)或開度調(diào)節(jié)模式下工作，自動(dòng)切換至頻率調(diào)節(jié)模式工作

原因：電網(wǎng)頻率變化過大或測(cè)頻環(huán)節(jié)有故障

處理方案：如果并入的是小電網(wǎng)或帶孤立負(fù)荷，這種切換是合理的，若電網(wǎng)頻率變化過大，不必強(qiáng)行切換至功率調(diào)節(jié)或開度調(diào)節(jié)模式下工作

如果并入大網(wǎng)，電網(wǎng)頻率十分穩(wěn)定，這種切換應(yīng)引起重視觀察電網(wǎng)頻率變化情況，檢查PLC微機(jī)調(diào)速器的頻率測(cè)量及顯示結(jié)果。將其切換至開度調(diào)節(jié)/功率調(diào)節(jié)模式工作，觀察一段時(shí)間，以確認(rèn)測(cè)頻環(huán)節(jié)是否正常

6.甩負(fù)荷過程中出現(xiàn)不正常現(xiàn)象的原因及處理方案

現(xiàn)象1：甩75%負(fù)荷過程中的水壓上升值過大

原因：導(dǎo)葉接力器關(guān)閉時(shí)間過短

處理方案：減小節(jié)流閥，重新設(shè)定調(diào)保時(shí)間，加長導(dǎo)葉接力器關(guān)閉時(shí)間值

現(xiàn)象2：甩75%負(fù)荷過程中的機(jī)組轉(zhuǎn)速上升值過大

原因：導(dǎo)葉接力器關(guān)閉時(shí)間過長

處理方案：增大節(jié)流閥，重新設(shè)定調(diào)保時(shí)間，縮短導(dǎo)葉接力器關(guān)閉時(shí)間值

現(xiàn)象3：甩25%負(fù)荷時(shí)，導(dǎo)葉接力器的不動(dòng)時(shí)間過長

原因：調(diào)速器轉(zhuǎn)速死區(qū)ix偏大

處理方案：檢查并減小機(jī)械液壓系統(tǒng)死區(qū)，加大Tn或KD值

7.產(chǎn)生與水頭有關(guān)的故障的原因和處理方案

現(xiàn)象1：開機(jī)過程中，機(jī)組頻率到不了額定頻率50Hz

原因：開機(jī)2設(shè)定小于空載開度

處理方案：人工設(shè)定的水頭值高于實(shí)際水頭值，開機(jī)2設(shè)定小于空載開度，需人工設(shè)定正確開機(jī)2設(shè)定值同時(shí)修改相應(yīng)的開機(jī)1設(shè)定值

現(xiàn)象2：導(dǎo)葉接力器增大不到合理的最大開度

原因：電氣開度限制增大不到應(yīng)有的最大值

處理方案：人工設(shè)定的水頭值高于實(shí)際水頭值，使得電氣開限最大值偏小，設(shè)定正確水頭值，加大程序中的電氣開度限制大于實(shí)際的開度值。

8.微機(jī)調(diào)速器自報(bào)的故障分析和處理方案

現(xiàn)象1：調(diào)速器“測(cè)頻不正常”

原因：測(cè)頻環(huán)節(jié)故障，導(dǎo)葉反饋信號(hào)線屏蔽不好或A/D轉(zhuǎn)換模塊故障或信號(hào)連線未接牢。

處理方案：屏蔽線接地，恢復(fù)位移傳感器供電電源，檢查測(cè)頻板焊點(diǎn)是否虛焊。

現(xiàn)象2：調(diào)速器“反饋斷線與隨動(dòng)故障”

原因：位移傳感器故障或位移傳感器信號(hào)線斷線

處理方案：萬用表測(cè)量傳感器電阻是否為正確的阻值，檢查位移傳感器的信號(hào)線是否接好。

現(xiàn)象3：直流電源指示正常，突然廠用電停時(shí)，調(diào)速器不能正常工作，處于掉電狀態(tài)

原因：交直流切換模塊損壞

處理方案：交直流切換模塊換新處理

9.常見的一些緊急停機(jī)故障分析和處理方案

現(xiàn)象1：調(diào)試中模擬機(jī)組事故或運(yùn)行中機(jī)組事故，但調(diào)速器不能緊停。

原因：緊急令未送到調(diào)速器的相應(yīng)輸入端，可編程控制器緊急信號(hào)未送達(dá)緊急停機(jī)電磁閥線圈，緊停電磁閥故障或損壞。

處理方案：測(cè)量緊急停機(jī)電磁閥線圈插頭應(yīng)不帶電，如帶電，則可編程控制器緊急停機(jī)信號(hào)送達(dá)緊急停機(jī)電磁閥線圈，如果不帶電，則檢查緊急停機(jī)繼電器故障或繼電器輸出至緊急停機(jī)電磁閥的連線故障，更換急緊電磁閥。

10.結(jié)束語

本文主要是針對(duì)微機(jī)調(diào)速器在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的故障，以及處理故障的方法，幫助現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員及時(shí)的處理故障，提高現(xiàn)場(chǎng)工作人員的技術(shù)能力，保證發(fā)電機(jī)組安全、可靠運(yùn)行。

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（作者單位：武漢市陸水自動(dòng)控制技術(shù)有限公司）