水電機組調速器異常故障及處理分析

劉彩紅

摘要：參照某水電廠水電機組因導葉接力器異常導致的低油壓保護動作機組機械事故引發的停機以及機組無法自動開機事件為例，對水電機組調速器異常故障及處理方式作出探究，以望參考。

關鍵詞：水電機組;調速器異常;故障及處理

0前言

某水電廠發生一起導葉接力器異常抽動所導致的低油保護動作機組機械事故停機事件以及一起水電機組無法正常開機的問題，維修人員對發生故障的原因進行分析，一致認為是調速器液壓控制柜內綜合控制模塊內的濾波電容出現了問題。隨后，維修技術人員針對這種濾波電容故障，在現場進行了一些列的排查與檢測，最終確定故障處理辦法，對綜合模塊濾波電容回路進行了抗干擾處理，解決了故障。以望為水電機組雕塑器異常故障的處理提供參考性意見。

1、調速器的系統配置

某水電廠中有電業轉化單元、液壓控制柜、主配壓閥門以及電氣柜，南瑞公司的SARF-2000H型的微機調速器是該電廠電氣柜多采用的主要系統類型，采用貝加萊公司生產的PCCX20性控制器作為主要控制器，采用南瑞公司的ZFL-FC20000/D型控制柜，以及南瑞公司說研究的綜合控制模塊，該水電機組調速器中比例伺服閥是采用南瑞公司的ZKM-2型閥門作為主要的控制器，采用GE公司所生產的FC20000型主配壓閥作為主要的配壓閥門。

2、水電機組調速器異常故障情況

2.1、機組無法正常開機事件

在某水電廠日常生產的過程中，工作人員按照日常的工作流程對3號機進行開機。但是在開機的過程中，當監控開機指令傳達給調速器之后，并沒有順利地開啟導葉。于是水電廠維修技術人員在機組緊急的情況下，對調速器功能進行靜態檢測以及反復的對比試驗，發現故障問題的原因出在液壓控制柜中綜合模塊1。于是維修技術人員對綜合模塊1進行了及時的更換，調速器立刻恢復正常，故障解決。

2.2、事故低油壓保護動作停機

在某水電機組在日常的生產過程中，在2號機完成自動開機并完成并網之后，調速器中導葉接力器出現了周期為1.4秒，1.5%幅度的導葉額定開度來回異常扭動，因此導致調速油壓系統的回油超過全部兩臺油泵的注油量，進而出現了調速器系統中油壓受到了嚴重的削弱，調速器系統中事故低油壓保護動作機組發生機械事故停機。當維修技術人員在機組緊急的狀態下對各項控制環節進行檢查并且均未發生任何控制環節的異常后，選擇手動開機的方式對調速器進行空轉實驗對比，發現故障的原因存在于液壓控制柜內的綜合模塊1，于是維修技術人員對故障模塊進行及時地更換，最終調速器回歸正常，故障排除。

3、調速器綜合控制模塊故障的分析以及排查

作為銜接調速器電氣控制部分以及機械液壓部分的重要環節，調速器液壓控制柜綜合控制模塊在完全自動的條件下，采用內環串級控制對該模塊中電氣控制輸出與主配反饋模塊，為導葉控制的精準度以及穩定性做出有力的保障[1]。

3.1、水電機組調速器綜合控制模塊故障情況分析

水電廠維修技術人員對水電機組更換下來的故障模塊進行一系列的測試后發現：2號機組中，綜合控制模塊電氣柜到液壓控制柜的控制電壓通道上濾波電容出現故障，該部位的電阻值出現嚴重的故障，回路中電阻值出現了接近50倍的下降，導致輸出電壓變高，嚴重影響了輸出到功放的電壓穩定性，有嚴重的震蕩情況出現在伺服閥門的閥芯中，所以才出現導葉接力器往復運行的情況。而3號機組中，綜合控制模塊調速器主配壓閥門反饋通道上的濾波電容同樣出現了損壞，電阻值異常導致輸入信號出現嚴重的不穩定，出現主配反饋異常放大倍數，失去對導葉的控制。

3.2、調速器綜合控制模塊故障的排查

該書電廠使用的綜合控制模塊已經是當下較為成熟的一種產品，其應用在很多的工程中并且沒有出現這種情況或者是類似的故障。因此，針對這種同一個生產廠家生產的中核控制模塊，同時發生故障的情況，首先要對其生產質量進行考察，當維修技術人員排除了廠家生產的情況下，對水電廠的運行實際情況的電磁干擾以及運行環境進行排查。

首先，電磁干擾方面的原因。考慮到兩次的故障都是發生在水電機組在開機的過程中，來進行開停機的過程中都要進行控制風閘電磁閥等多種操作，在電磁閥進行投切的情況下會出現一定的感染電壓，對輻射以及電源線等造成嚴重的影響。因此要在水電機組停機狀態下調速器信號回路的干擾進行排查，將示波器分別連接到雕塑器綜合控制模塊電氣柜與液壓控制柜的控制電壓通道以及主配壓閥反饋通道，同時要進行多次的自動風閘電磁閥，對各個信號節點電壓波形進行捕捉。維修技術人員發現，在進行每次操作的過程中都會導致電磁閥失去電力，都會產生浪涌式的電壓，電壓峰值在10V到25V不等。因此可以得出結論，在進行檢測的過程中并沒有發現高于電容承受耐壓的浪涌信號，但是因為維修技術人員的測試次數以及對象有所限制，因此這其中會有一定的隨機性出現，因此不能排出綜合模塊電容損壞以及現場浪涌電壓的影響。

其次，運行環境方面。該水電廠的運行環境十分優良，沒有粉塵以及氣壓等影響因素出現，因此能夠對調速器綜合控制模塊工作性能產生影響的只有溫度或者是濕度。維修技術人員對最近一個月運行現場溫度以及濕度記錄進行查閱，發現現場近一個月的運行環境溫度大約都在30攝氏度到70攝氏度之間。因此我們可以斷定，與國家規定的溫度以及濕度標準進行比較的情況下，現場的運行溫度和濕度并沒有超標，因此我們可以基本上排除調速器綜合控制模塊出現電容故障是由于溫度以及濕度而引起的故障。

4結語

水電廠電磁環境相當復雜，因此，在選擇設備型號的過程中應當對設備的抗干擾能力以及社會的運行過程中信號輸出干擾型號的大小因素進行綜合的考量，將不同設備之間互相干擾的問題最大程度的扼制在搖籃中，為設備的長期安全運行做出有效的保障。同時針對水電機組中調速器的異常故障，維系技術人員應當對故障原因進行充分的分析，并以此為基礎對其進行縝密地排查與檢修，實現故障的高效處理。

參考文獻：

[1]向文平，陳勇旭，李軍路.瀑布溝水電站2#水輪發電機組調速器故障分析及處理[J].廣西水利水電，2012（5）：64-66.

（作者單位：國投甘肅小三峽發電有限公司）