水電站水輪機調速器常見故障分析及處理

倪 健

（國網新源水電有限公司新安江水力發電廠）

1 引言

電力作為保證中國正常運行和發展的重要能源之一，隨著不可再生資源數量的減少，水力發電的優勢逐漸凸顯出來。水輪調速器是水電廠中不可或缺的一部分，對水力發電正常運行有著直接影響，和水電站是否可以正常運行有著密切關聯。如果水輪機調速器發生任何問題，都會給水電站運行帶來直接影響。所以，應該給予水電站水輪機調速器故障問題高度注重，結合當前常見的水電站水輪機調速器故障，采取相關對策進行處理，從而確保水電站水輪機調速器可以穩定運行。

2 水電站水輪機調速器調試及維護的意義

水輪機調速器調試和維護作為水電站工作中重要內容之一，水輪機調速器是水電發電重要設備之一，其應用性能將會給水輪機運行操作帶來直接影響。如果水輪機調速器存在故障問題，導致水輪機無法正常應用。并且，在水電站運行過程中，設備出現故障問題是無法避免的，而這些問題的出現也是不能預測的，尤其是水輪機調速器，做好水輪機調速器維護工作是非常必要的。通過加強水電站水輪機調速器調試和維護管理，可以有效保證水輪機調速器運行安全，減少水輪機調速器故障問題出現。

3 水電站水輪機調速器常見故障原因分析

3.1 電源電壓故障

在水電站水輪機調速器運行中，相關人員需要對交流電源和直流電源采取直接連接方式，讓其和水輪機調速器電源板裝置相連接，但是在通電以后，一些設備依舊不能正常運行，通過測量得知，電源板在輸出電壓上和正常電壓值比較存在差異，使得水輪機調速器在電源電壓異常的情況下發生故障問題。具體探究得知，交流電源和直流電源在實際操作中，造成水輪機調速器電源電壓故障的因素比較繁瑣，具體展現在兩個方面：一個是交流電源和直流電源在連接過程中，缺少操作技能保障，另一個是水輪機調速器電路電源板存在質量問題。

3.2 調速器故障

在水輪機調速器運行放肆選擇過程中，水輪機運行中一般比較穩定且高效，但是如果其運行狀況為自動運行狀態，則會出現水輪機調速器導葉問題，導致槳葉調節頻繁，調節服務大。情節嚴重者，也會發生水輪機調速器停電現象，引發安全事故，給后續水電站正常運行帶來影響。如果水輪機調速器運行狀態不同，將會給其具體運行特點帶來影響，探究原因在于水輪機調速器存在異常機組波動現象。通過對接力器異常現象產生因素分析導致，導致該現象出現的因素有兩點，一個是電氣影響，另一個是機械液壓影響。其中，電氣影響具體展現在導葉和槳葉機械控制元件出現異常狀況，導葉和槳葉在具體操作過程中存在頻率異常狀況，孤網和電網在運行中存在比較嚴重的頻率波動，水輪機調速器作為一種頻率調節模式，使得發電機組發生頻繁調節問題。機械液壓影響在于，導葉及槳葉在具體操作過程中存在漏油現象，槳葉操作油內部存在較為嚴重的竄油狀況，或者導葉接力器內部出現竄油現象；槳葉或者導葉在具體機械操作過程中運行異常，或者主要配閥存在卡阻問題。

3.3 槳葉故障

水電站水輪機調速器電氣柜在出現斷電現象以后，如果在通電以后，其導葉或者槳葉依舊處于停止運行狀態，這是需要把導葉和槳葉調節至手動運行狀態，對電源模塊輸出的電壓情況進行測量，發現信號反饋異常。導致該現象出現主要因素在于，由于導葉反饋受到限制，使得導葉運行變為手動控制；導葉反饋作為電流型信號的一種，最小電流信號值是4 mA，最大電流信號值是30 mA。如果導葉反饋具體數值沒有控制在該范疇內，則會引發各種故障問題。該種類型故障一般產生于導葉閉合或者信號線處于脫線狀況。由于電流信號存在波動，或者限號受到各個因素影響，時常出現不穩定現象，數值出現偏移，使得實際數據遠遠小于標準數據，從而引發越低限故障，并且伴有一定故障信號。

4 水電站水輪機調速器常見故障的處理對策

4.1 電源電壓故障處理對策

針對水電站水輪機調速器工作電源產生的電壓故障問題，應該在水輪機調速器處理系統中引入工作電源之前，需要結合水輪機調速器運行情況，做好交流線路和直流線路檢測工作，對水輪機調速器和各個電源之間連接情況進行交流，查看兩者連接是否穩定，運行是否正常，保證線路連接沒有錯誤，把電壓等級控制在合理范疇內。并且，如果可以明確水輪機調速器電源為交流電還是直流電，保證路線連接沒有異常現象，則需要對水輪機調速器電源板運行情況進行檢測，檢測電路電源板裝置是否存在斷線狀況，是否出現虛焊問題。如果存在上述問題，應該及時采取相關對策進行處理，保證水輪機調速器完成電源接入工作以后，把電壓值控制在預期范疇內，減少水輪機調速器電源故障的出現。

4.2 調速器故障處理對策

對于水輪機調速器異常波動問題，要想實現故障問題的防范和處理，需要采取以下方式進行。首先，對水輪機調速器故障產生因素進行具體探究，并具體評斷出水輪機調速器故障類型，觀察四周是否存在明顯問題。例如：對于導葉或者槳葉開度、頻率、水位檢測結果進行綜合分析，探究是否存在異常現象，檢查導葉主配閥是否出現卡阻現象，對電器元件和各個電氣回路情況進行檢查。其次，通過檢查頻率回路和開關傳感器運行狀況，挖掘運行過程中可能出現的問題。如果檢測過程中出現水輪機調速器偏移現象，轉換器或者主配閥也存在卡阻問題，則需要第一時間采取相關措施進行處理，保證設備可以處于正常運行狀態。如果檢測過程中存在元件故障問題，或者元件受到破壞，需要第一時間進行處理，例如：更換元件，或者對破壞的元件進行修護處理。通過采取各種方式，讓水輪機調速器處于正常運行狀態，防止水輪機發電設備出現安全事故，影響整個水電站運行。

4.3 槳葉故障處理對策

導致槳葉故障問題的因素在于，葉反饋回路存在故障問題。對于該現象，通過測量對地電壓，發現導葉反饋24 V電源模板負載存在接地狀況，在對電源接線情況進行檢測以后，采取逐步甩線方式，縮小故障范疇。通過甩線得知，送去監控的傳感器24 V電源處于接地狀態，把電源線甩出以后，故障信號和24 V電源模板恢復正常運行狀態，把電源線甩出以后，再測量接地情況，確定接地點中端子箱到導葉傳感器之間的電纜存在接地現象，通過檢查電纜走線情況得知，接力器鎖定的電纜之間存在磨損現象，導致24電源線芯暴露在外，和接力器外觀接觸，導致反饋信息存在異常。通過對接線包扎處理以后，可以將上述問題處理，讓信號可以快速恢復正常。此外，對于越低限故障及越高限故障問題，需要采取以下方式進行處理。首先，加大對導葉反饋先處理，防止信號之間存在不穩定現象。其次，對于瞬時越限故障信號問題，及時采取過濾處理方式，而對于導葉反饋故障辨別流程，需要結合實際情況進行適當調整，通過該方式能夠降低對信號的干擾，讓水輪機調速器在遭受瞬時故障信號時，不會及時更改為手動運行狀態。最后，通過采取接線包扎處理方式，能夠防止槳葉故障問題的出現，讓水輪機調速器可以正常運行。

5 結語

總而言之，從水輪機調速器角度來說，其作為水電站系統中主要控制元件之一，可以對水電站運行情況帶來一定影響，為了保證水電站運行的穩定性和安全性，應結合水輪機調速器運行情況，及時找出存在的各個問題，并根據問題產生因素，采取相應處理對策，保證水輪機調速器可以安全運行。另外，在水輪機調速器實際運行中，由于水輪機調速器自身因素或者受到外界因素影響，時常會發生各種故障問題。因此，相關人員應做好水輪機調速器維護工作，在短時間內可以及時找出故障產生原因，采取相關措施處理，有效提升發電站運行的穩定性和安全性，給發電站創造良好的社會效益和經濟效益。