水电站水轮机调速器故障原因及处理方案

程刚 国网新源控股有限公司丰满发电厂

水电站水轮机调速器关系着水电站的正常运行情况。而作为水电站的工作人员，要想保证水电站在安全、稳定的环境下运行，就需要对影响其水轮机调速器的各种故障进行分析，并以此制定科学合理的故障解决方案。

一、水电站水轮机调速器运行原理

一般情况下，水电站水轮机调速器包括：电气柜、机械柜、液压操作执行机构、压油装置以及测频装置组成。其在运行中是按照导叶控制原理进行的，根据反馈值偏离给定值之间的偏差信号，电信号会通过PID进行运算，由微机调节器将已经运算后的电信号转换成机械位移信号，这其中需要经过伺服电机位移转换器来完成电信号的转换，对导叶的开度进行调整，改变水轮机的流量，进一步对水轮发电机组的转速和出力进行控制。

二、水电站水轮机调速器常见的故障原因分析以及对应的处理方案

（一）工作电源电压故障

1.故障原因分析：水电站在进行调速器调速时，工作人员给调速器电源板中同时接上了直流操纵操作电源和交流操作电源，通电以后，发现线路中的部分设备不能进行正常工作，对电源板装置的输出电压进行测量，发现其输出电压为9V。但是在正常运行的情况下，此电源板装置的输出电压为24V，由此可以判断出是水电站水轮机的调速器工作电源电压出现了问题。通过相关人员对接入直流电源的流程进行分析后发现，导致调速器工作电源电压出现问题的原因有2种：一种是直流电源在接入电源板装置时，操作技术不正确造成的，另一种是调速器电源板本身就存在着问题。

2.处理方案：针对以上分析出来的两种情况，工作人员进行采取了下列措施。在调速器处理系统被接入到电源板的工作电源之前，对交流线路、直流线路以及调速器之间的连接情况进行了检查，保证线路的各个接线方式都是正确的，并且其电压的等级处在合理的范围之内。

（二）调速器异常波动运行故障

1.故障原因分析：水电站水轮机处于手动控制的运行状态时，水轮机则可以获得高效率的稳定运行，而如果切换到自动运行状态时，调速器就会出现导叶和浆叶频繁交换调节的现象，并且调节的幅度极大，严重的甚至会导致机组停机，直接影响到了水电站处理系统的正常运行。当水轮机调速器处在不同的控制方式的运行状态时，其两者之间的差异性特征是非常明显的，对此现象进行分析后发现，造成此种故障的原因有2个：一个是电器方面出现故障造成的，另一个是机械液压方面出现故障造成的。

2.处理方案：对以上2个故障原因进行分析后，给出了如下的处理措施：在电气方面，对导叶和浆叶的控制元件进行检查，其中导叶或者浆叶的开度、频率以及相关的测量原件等都会造成控制元件的故障，所以要对导叶或者浆叶的开度、频率、水位以及相关的测量数据的数值进行检查，检查其是否出现异常，还要对导叶的主配阀门进行检查，看阀门内有没有东西卡住等。另外，还要对电气回路和电器元件进行检查，对相关的传感器回路、测频回路以及测频模块等元器件进行检查，要保证各电器元件以及各电器回路都处在正常的运行情况下。

（三）调速器导叶、浆叶故障

1.故障原因分析：当水电站调速器电气柜断电后需要重新上电使用时，导叶、浆叶以及水轮机水头则一直处在故障的状态下，对电源模块的输出电压进行测量后发现，电源模块的电源电压为0V，并没有输出24V或者5V的电压，并且同时信号反馈系统也出现了异常。对造成此种故障的原因进行分析后，得出如下结果：一是由于导叶反馈越限导致导叶转切到了手动控制的状态下。导叶所反馈出来的信息是电流信号，其范围应该在4～20mA。而当导叶反馈的数值不在这个范围内就说明导叶的反馈出现了故障。一般情况下，此种故障在导叶全关或者信号线脱线的情况比较容易发生，此时，由于电流信号受到了干扰或者出现了不稳定的情况，使得真实数值与判断出来的数值出现了差异，所以就发出了故障信号；二是由于导叶反馈回路的原因造成了此种故障。通过对电压进行侧测量后，发现导叶反馈的电源模块出现了接地的现象。然后采用逐步检查，缩小了故障点的范围。

2.处理方案：对以上两个原因给出了具体的措施：首先，对于越限的处理，对导叶的反馈线进行屏蔽处理，防止信号受到外界的干扰。根据越限故障信号，修改判断导叶反馈故障的程序，从而对一些干扰的信号进行过滤，保证调速器在发生瞬间故障时不会立即切换到手动状态。其次，在检查中发现，监控用的传感器电源正极有接地现象。将电源线甩出去后，故障信号和电源模块均恢复到了正常的状态。检查接地点的接地情况，要保证端子箱到导叶传感器之间的接地情况是良好的，发现接力器锁定附近的电缆出现了严重的磨损，导致出现了接地，使反馈信号出现了异常状态。对受到严重磨损的电缆进行包扎处理后，上电发现信号恢复了正常状态。

三、结束语

总之，水轮机调速器在水电站的运行中发挥着极其重要的作用。因此，保证调速器工作的稳定也是保证水电站稳定运行的基础条件。在实际运行中，由于各种原因会导致调速器出现故障，因此，相关的工作人员异性要加强对水轮机调速器的维护，以便于及时发现问题，进而解决问题。保证水电站在安全的环境下稳定的运行，使其实现最大化的经济效益与社会效益。

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