淺談水電站水輪機調速器的檢修與維護

繆新建

（新疆伊河流域開發建設管理局，新疆 鞏留830000）

水電站中有許多必要設備，水輪機是水電站發電系統中的關鍵設備之一，水輪機調速器又是水輪機的重要組成部分[1]，因此，調速器的穩定與否關乎水電站各項工作的順利運行，水輪機調速器的檢修與維護工作具有重要意義。水輪機調速器的檢修與維護可分為調試操作與維護操作2個部分，通過專業人員定期的科學調試與維護操作，做好預防準備工作，方能保證水輪機的正常運轉，進而使水電站穩定運行[2]。

1 水輪機調速器的基本概況

1.1 調速器的功能

水電站穩定運行的關鍵要素是水輪機設備的正常運轉，其中水輪機調速器是水輪機的主要組成部分，對保障水電站正常工作具有重要意義。水輪機調速器的功能主要包括并網功能和調節功能，在水輪機運轉過程中，當工作人員對水輪機下達運轉指令時，會啟用調速器的并網功能對運轉狀態進行自動調整，從而保障水輪機的高效穩定運行[3]。在不同工況下，調速器的調節功能可滿足工作人員對水輪機的轉速、流量等指標的要求，通過對這些指標的調節，保證水輪機和水電站的安全運行。

1.2 調速器的特點

水輪機調速器能成為水輪機系統中的核心部件，除了其自身的自動化性能外，還具有如下特點：

（1）強大的操作力。水輪機是水電站的重型機械設備，規模也比較大，具有體積大、總量重的特點。在水電站發電時，通過水輪機的水流量很大，此時，水輪機調速器以強大的操作力控制進水閘門，有效的調節了水流的速度。

（2）組件多，操作復雜。水輪機調速器控制的是組合而成的能量轉換體系，組件較多，運行操作復雜。由于水體的慣性較大、涉及范圍廣，使水輪機調速器難以維持控制系統的穩定且控制復雜化[4]。同時，隨著工作環境條件的不同，會受到多種因素的影響，因此，在水輪機運行過程中，需要多方面綜合考慮，預防不同問題的發生。

（3）功能繁多。水輪機調速器除了能自動調節水流量外，還具有開機、停機等操作功能。多樣的功能也使得其肩負更多的任務，發揮著更大的作用。現在我國的水電站已經實現用網絡技術開啟調速器的并網和自動調節功能，從而充分發揮其作用，為水電站的穩定運行提供保障。

1.3 調速器的常見故障

水輪機調速器雖然擁有強大的操作動力和自動化性能，但也正因如此，避免不了一些常見故障的發生。經過近些年的研究發現，主要的常見故障有以下幾個方面：（1）水輪機調速器運行系統不穩定，其中常見的是由于過水壓系統不穩定，造成水壓波動較大；（2）調速器電氣系統故障，如發電機或信號源故障；（3）水輪機調速器老化或被污染導致的運行效率低；（4）油路不暢通引發操作困難；（5）調速器自身的組件裝置不靈敏。

2 水輪機調速器的調試操作

水電站水輪機調速器內部組件多，且結構復雜，因此需要技術人員具有較高的技能水平和操作能力，以嚴謹的態度完成調試過程中的技術操作。雖然調試操作的過程相對較為簡單，只需要完成幾個試驗進行測試。但在調試前，需要技術人員熟悉掌握水輪機調速器的工作原理，只有對調速器原理了然于胸后，才能在遇見突發情況時，具體問題具體分析，利用專業知識和實際情況，做出正確判斷和有效處理措施。

2.1 調試試驗

調速器的調試試驗可分為靜態試驗和動態試驗2部分，一般會根據檢測對象的不同，采取適宜的試驗方法。當檢測調速器轉速時，應選擇靜態試驗且在水輪機未充水的狀態下操作。而對調速器的質量進行檢測時，應選擇動態試驗測試，且一般在水輪機充水條件下操作，通過試驗確保設備的安全及正常運行[5]。

調速器的動態試驗主要有以下幾種：

（1）導葉開度調整試驗

試驗目的：確認導葉開關是否正常與靈活，開度指示、開限指示與接力器行程是否匹配，導葉關閉時，鎖錠裝置投入、拔出操作可否正常進行。

試驗方法：將調速器調至手動位模式，確認接力器鎖錠裝置已提起。檢查導葉開度值與指示數值是否互相匹配，具體操作是手動控制導葉開度值，分別為25%、50%、75%、100%。如若不相同，將傳感器調整于零位，不能使傳感器與接力器連接，應將接力器設置在全開狀態，保證在傳感器工作時，能連接及固定傳感器。試驗重復操作，確認結果無偏差后，可結束安裝操作。

（2）導葉緊急關閉時間試驗

試驗目的：確認導葉緊急關閉時間是否正常，符合操作運行要求。

試驗條件：在保證油壓正常的前提條件下，提起接力器鎖錠裝置，配置壓油泵電源裝置，其中一臺為備用，另一臺為自動操作裝置，并且還可以進行手動操作，安排專人負責操作的整個過程。

試驗方法：全開導葉，并記錄導葉開度由100%至25%不同開度的關機時間。記錄值的2倍就是導葉緊急關閉時間。當發現試驗所得時間與正常標準不一致時，需要第一輪試驗結束后適當調節螺母。若是測得時間過長，應向下調節；反之，測得時間過短時，則應向上調節，調至符合要求的標準即可。調正完成后，及時鎖緊螺母。

（3）導葉接力器壓緊行程測定試驗

試驗目的：檢測導葉接力器壓緊行程數值，判斷是否在標準范圍內（3～6mm）。

試驗方法：將導葉接力器全部關閉，在百分表表座下安放兩個接力器，將百分表指針調至為零，并關閉調速器主控油閥，連接接力器的下部前后腔與閥門，這時百分表的讀數即為導葉接力器的壓緊行程。若壓緊行程不符合標準要求，應通過控制推拉桿與控制環之間偏心銷的方位，從而調節壓緊行程的最適范圍。

2.2 再次檢測

再次檢測也是調試工作的一項主要任務，其工作內容主要是檢查調速器的各項功能是否正常及調速器配件的各項性能是否良好。通常情況下這種檢查可以分為手動檢查和自動檢查2種[6]。

3 水輪機調速器的維護操作

水電站水輪機調速器的維護操作主要有以下幾個方面：

3.1 檢測調速器油壓裝置數據

水輪機調速器的油壓裝置是重要的組件，因此，維護工作應嚴格檢測水輪機調速器的油壓裝置數據，實時記錄裝置內的油壓、溫度等基礎數據，為水輪機的后續正常工作提供技術支撐。一般可參考如下檢測方式：先打開壓油罐排氣閥，使水輪機排氣解壓，在壓力油罐數值為0.2MPa以下時，再打開排油閥排油；若油罐壓力數值達到最低值，應適當減小排油閥的開度；若聽見排氣聲，應立即關閉排油閥，打開排氣閥，一直到壓力油罐壓力值變為零。

3.2 及時清洗調速器中的油污

一般在水輪機的運轉過程中會與石油等燃料緊密接觸，致使調速器內藏污納垢，從而影響機器的正常工作，還造成運轉過程中的資源浪費現象。因此，在日常檢修工作中，需要工作人員在戴防護用品、保證通風的條件下，及時對調速器內的油污進行清洗，保證水輪機的使用效率。此過程應提前安排專人監護，隨時做好防火準備，并在確認油箱內無異物后，安裝濾網，蓋上蓋板。

3.3 潤滑調速器內各個零件

在水輪機工作條件下，難免會產生或輕或重的摩擦，使零件之間造成損壞，因此，工作人員應注意維護零件的使用壽命，按時進行各個零件的潤滑工作，減小因摩擦造成的損壞程度。潤滑調速器內的各個零件，不僅能減緩設備的損壞速率，減少更換設備的時間和金錢成本，還能保證設備的高效工作，為水電站增加經濟效益。

3.4 定期檢查固件和電氣插件

固件和電氣插件的緊固程度對水輪機調速器的正常運轉十分關鍵。檢查各接頭鋼絲繩卡有無松動現象，并進行緊固處理。一旦出現松動或脫落現象，就必定會使設備出現故障，影響水輪機調速器的正常工作，所以定期檢查水輪機的固件和電氣插件在維護工作中尤為重要，是水輪機工作前的必要檢查事項。

3.5 維護監管

在水電站水輪機調速器工作前、中、后階段，均需要專業的工作人員進行設備的維護和管理監督工作，通過對各項參數指標的分析，及時做出調整，確保設備的最優狀態。若在調速器運轉的過程中，出現因灰塵、飛蟲等因素的影響狀況時，應請熟悉操作的專業人員進行清理，并定期對設備進行殺蟲維護，避免今后出現因類似情況而影響設備的正常運行。

4 結語

隨著我國科學技術的發展，水力發電事業也逐步占據電力發展的重要地位。水電站作為水力發電工程的主要場所，內部眾多發電設備是維持電站電力供應的基礎設施，其中水輪機調速器是重要的設備之一。綜上所述，水輪機調速器是保證水輪機的正常運行的關鍵部件，因此，水輪機調速器的檢修與維護工作應是水電站管理中的首要任務，應作為相關工作人員關注的重點，同時，工作人員應提高自身的專業技能，不斷探討出最佳的檢修與維護策略，發揮設備的最大效能，為水力發電事業的穩定發展提供技術保障。