水輪機調速器抽動故障及解決措施

羅立　符世喜

摘要：目前，隨著我國社會經濟的發展，這在一定程度上有效的推動了我國工業的發展建設，同時獲得了明顯的成績。水輪機作為工業行業必不可少的組成部分，其對清潔能源、實現節能減排、減少污染有著重要影響。對目前的發展來講，我國水輪機建設發展速度較快，這在一定規模和技術上有明顯的提升。本文就對水輪機調速器抽動故障進行分析，同時提出有效的解決措施。

關鍵詞：水輪機;調速器系統;抽動;消除措施

由于部分廠商的設計存在缺陷，以及現場運行環境的影響，使得水輪機調速器會出現抽動問題，嚴重影響到水輪機的運行安全。這種抽動故障屬于一種偶發性故障，在處理上具有一定的難度，無法對這種故障進行有效的根除，使得設備的運行安全無法得到保障，一旦這種故障爆發出來，造成極其嚴重的安全事故。因此，要注意對水輪機調速器系統中的各種硬件和軟件進行合理的調整，優化水輪機調速器系統，同時注意對水輪機運行的環境進行必要的考察，保證水輪機設計的安裝質量，以使水輪機能夠正常的運行。

1、水輪機運行階段故障概述

目前的電力系統中有大量的水輪機設備，受到供電系統特殊需要的影響，水輪機通常需要在高負荷的條件下長時間運行，這也就對水輪機設備的實際性能有更高的要求。通常在水輪機設備運行一段時間之后，設備當中液壓系統就會出現周期性、循環性的故障問題，當這種故障問題得不到有效處理的時候，就會引發更為嚴重的故障。通常在水輪機設備運行的發生故障時候，也會對設備當中的主閥部件以及引導閥部件的穩定性產生影響，最終導致這些部件出現不同程度的抽動，影響水輪機設備運行階段的穩定性。水輪機設備的運行環境較為復雜這也導致水輪機設備的抽動故障出現頻率較高，在水輪機進入使用現場的試運行階，或者是進行水輪機設備安裝以及改造的階段當中，都有可能出現抽動類型的水輪機機械故障。水輪機調速器在運行中的故障通常情況下，水輪機調速器運行過程中，在經歷了一段時間后都將會出現各種質量問題，其中比較常見的則是機械抽動等現象，這種現象的發生將對水輪機調速器的運行產生極其重要的影響。尤其是對水輪機調速器主閥及引導閥的影響是較為明顯的。所以在水輪機調速器進行運行時，要對其抽動故障進行及時的分析處理，避免因為抽動現象而導致整個水輪機難以正常運行的現象發生，這樣不僅會對水輪機設備產生一定影響，更會危機相關人員的生命，對此必須引起對水輪機調速器抽動故障的重視。

2、水輪機調速器運行中故障發生的原因

水輪機調速器的運行原理多是采用內環控制的方式對其進行結構設置，利用傳感器對主閥門、配閥門進行控制，通過傳感器所采集到的信息可以將主閥門與配閥門之間的信息進行交換，然后再通過電子信號將水輪機的最終運行結果反饋到工作臺上，這樣就可以時刻監測到水輪機的運行情況。但是在實際運行過程中卻是很難做到這一點，尤其是水輪機的運行狀態難以保持一個平衡的狀態，又因調速器主閥與配閥門之間所采用的傳感器材質是導電塑料的材質結構，所以很容易造成損傷，時間久了便會出現抽動現象，最終影響機械液壓的穩定運行。除上述原因外，水輪機導葉端面間隙也會引起抽動故障現象的發生，主閥門抽動故障的發生是導致水輪機調速器發生故障的主要原因。

3、水輪機調速器故障的消除方法和防止措施

水輪機調速器在運行過程中確實會受多種因素的影響而產生各種故障，所以在運行中要對其發生故障的原因進行詳細分析，尤其是抽動故障的產生。通過對故障原因的分析一定程度上可以減少故障的發生，這對于延長水輪機調速器的使用壽命有著極其重要的意義。當水輪機調速器如果因為導葉端面而出現的故障可以通過更換導葉端面來完善水輪機的正常運行。一般情況下要特別注意安裝時的操作規范，絕對不能安裝位置和方向，要確保替換的導葉端面是質量合格的材料并符合水輪機調速器的機械設備型號。下面文章則針對水輪機調速器抽動故障的具體改進方法進行詳細的分析與總結，希望可以通過對其闡述為相關人員提供一定的參考，以便更好的保護水輪機調速器的正常運行，措施如下：

3.1調速器故障應對措施

在開展水輪機設備故障檢測以及應對的時候，要能對水輪機設備進行全面的分析，從設備的組成結構、電子部件特性等方面入手，在了解水輪機設備調速器部件特點的基礎上進行科學的機械故障應對。在這個階段中尤其要能注意到抽動故障對設備運行所產生的影響，以故障成因為出發點對故障進行處。由于在水輪機運行當中可能會導致設備出故障的因素較多，因此在對水輪機故障進行處理的時候也需要從多個方面入手，對設備的硬件系統以及設備的軟件系統進行優化完善。如果在對水輪機設備抽動故障檢查中發現導致設備故障的成因源自于控制系統，那么在處理設備抽動故障的時候就要從內部控制系統方面入手，對控制系統進行優化，強化系統的控制能力。其次，如果在設備檢查階段中發現設備故障主要源自于導葉部件反饋信息質量的問題，那么這一類故障多是由與水輪機硬件方面問題所引起，那么在故障處理階段要能及時的維護或者更換設備部件。

3.2設置壓緊行程

設置壓緊行程主要是針對水輪機調速器的主閥結果，在水輪機調速器安裝或調試時采取壓緊行程方式。設置壓緊行程的處理措施，必須在停機的狀態下才能完成，以免影響調速器的整體結構。例如：在水輪機調速器設置壓緊行程時，設置主閥伺服控制信號，維修人員主動控制伺服信號，以此來平衡信號波動，待運行信號平穩后，即可防止主配壓閥的閥芯抽動，有利于提升調速器的運行性能。壓緊行程是水輪機調速器解決抽動的基本方法，也是最簡單的調控方法，此類方法僅應用在主閥引起的抽動故障中，需要由專業的維修人員進行設置操作，控制信號的同時，促進信號波動平衡，尤其是信號波動頻率，避免影響調速器的性能，一方面改善水輪機調速器的壓緊行程;另一方面優化主閥的運行與控制，排除調速器抽動故障的影響。

3.3更換導葉反饋及安裝位置與主配壓閥閥芯位移傳感器

水輪機導葉反饋安裝于導葉接力器支座上。其采用直線電位器的形式，在開機后，導葉反饋的振動幅度比較高，反饋信號就容易產生波動現象，這樣就使水輪機調速器產生抽動障礙。故借助改變導葉反饋裝置的形式，在把機械轉換裝置安裝于水輪機層，從而有效的避免了振動問題干擾。水輪機在實際運行中，主配壓閥閥芯的行程非常小，從提高控制精度方面考慮，對直線位移傳感器有效行程的選取原則，即不能與實際動作行程差距較大，但一般較小行程的直線位移傳感器般多屬于導電塑料電阻軌型。以現場實際需要為依托，可將主配壓閥閥芯位移傳感器用非接觸式的反饋裝置來進行替換。依據差動變壓器的工作原理，該類位移傳感裝置，利用套在線圈中的鐵芯在管內的移動，以達到對位移測量的目的。通過更換位移傳感器，主閥閥芯位移傳感器平衡點易磨損的問題就得到了有效解決。并且從使用情況觀察，水輪機調速器長期運行的要求能到完全得到滿足。

4、結語

由于水輪機調速器系統是一套自動控制系統，某一個環節出現問題，就有可能使整個調速器系統不穩定。實際上，水輪發電機組的工況不同、水輪機調速器所選用的某些器件不合適都有可能造成調速器系統不穩定。因此，需要結合多方面因素進行綜合分析，逐步完善水輪機調速器性能，以提高自動控制設備的可靠性，在保證水輪機調速器系統本身可靠穩定運行的同時，滿足水輪機調速器的標準，達到電網的響應要求。

參考文獻：

[1] 魏守平.水輪機調節[M].武漢：華中科技大學出版社，2017.

[2] 魏守平.水輪機調節系統仿真[M].武漢：華中科技大學出版社，2017

（作者單位：華能瀾滄江水電股份有限公司烏弄龍·里底電廠）