杨小军
陕西汉江投资开发有限公司喜河水力发电厂 陕西安康 725200
摘要：水轮机调速器（以下简称调速器）是水电厂发电机组重要的主控设备之一，它的可靠性问题一直是水电厂关注的重点，因为其可靠程度直接关系到整个发电厂机组的安全运行和电网的安全。本文对水轮机调速器主配压阀抽动原因分析与处理措施进行分析，以供参考。
关键词：水轮机调速；主配压阀抽动；原因措施
引言
水力发电对比传统火力发电具有清洁环保、运行成本较低、效率高等优点。水轮机调速器作为水电站发电系统的核心组件，在水力发电中扮演着十分重要的作用，它的可靠性直接决定了水电站的经济效益。随着PLC技术和可编程控制器在工业上广泛应用以及数字液压阀产品的日益成熟。采用可编程微机调速器搭配数字液压阀替代原机械式调速器，将具有动作迅速、高实时性、防卡阀性能强、抗油污能力强、稳定性强等优点，降低水电站的维修成本，为电站提高经济效益。
1现状
水力发电过程中，水轮机调节系统承担着机组工况控制、功率调节及频率调节等主要任务，其通过控制水轮机活动导叶开度来调节过机流量，从而调节机组的转速和有功功率等电能核心指标，对机组的安全稳定优质运行有着重大影响。
2数字化智能型调速器的主要功能
数字化智能型调速器一般具有很多功能，实用性智能性都很强，除应具有自动、电手动、手动等常规操作方式外。还应具有一些主要功能：自动/手动启停机组功能（即开停机智能控制功能）；工况转化功能；自动/手动机组频率控制功能；水位调节功能；自动/手动机组有功功率控制功能；双微机控制器冗余功能；紧急停机功能；具有参数记忆功能；调速器在线试验功能；模拟量校准和死区整定功能；调速系统故障自诊断和报警功能（即具有很强的自诊断、防错、纠错及容错功能）；多级密码保护功能；采用交直流共同供电功能；一次调频功能。机组在正常的运行过程中，为了保证两个控制器之间可以实现信息冗余和相互切换时稳定可靠的运行，双微机控制器冗余为热备冗余，主用机工作的同时，备用机实时采集和处理数据以及故障报警处理。调速器对外控制输出仅仅在主用机上进行，备用机内部采集及处理数据，但不参与控制输出，备用机的控制数据体现在人机界面数据信息页面上。双机均有独立的工作电源，任何一套电源故障都不会影响调速系统正常运行。备用机自动判断调速器所处于状态，备用机切换至主用时，维持系统工况不变。
3主配抽动原因分析
传感器故障导致主风管的根本原因分析，主阀反馈位置传感器受温度、电源电压等的影响。主配置的输出信号是不可避免的，导致直流母线电容器偏移。一个例子是水电站主站点结构。水力发电站因诸如z等因素而b.安装限制，主压力阀阀体向前运动向上，领导方向向前运动关闭，主压力阀向前运动向下关闭。如果主管路传感器的零值过高，则s值过高会导致管接头快速移动，进而导致主轴阀的拖动频率增加。相应地，叶轮的燃油消耗增加，传动液压传动系统的消耗增加，液压泵故障频率增加，油温升高，导致机床设备损坏，严重威胁和电网安装。
4液压系统设计
由于水电站平时水流较为稳定，日常工作时，对水轮机扇叶开度的校正只是微调。通过设计采用辅助元件(气囊式蓄能器)，其结构是由一密闭的压力容器和其内部的橡胶皮囊组成，充油前橡胶皮囊充以一定压力的氮气。当液压泵启动，压力油进入压力容器压缩其内部的皮囊，使油压持续升高，达到储能、吸收液压冲击、消除压力波动的作用，同时在压力下降时，压缩的皮囊将内能转换为液压能，因此，不需要液压泵持续工作。减少电耗的同时也避免了液压泵的频繁启动造成对密封圈压力冲击而导致渗油或漏油现象。压力表实时检测系统压力，并作为反馈信号传输到微机控制器和操作台画面上，自动控制泵的启停。液控锁的主要作用是使油缸的进油腔和回油腔实现保压，目的是当接力器调节到一个合适的位置后能够保持一段较长的时间，而不需要进行频繁的反复调节。
接力器液压缸由数字控制阀(三位四通方向阀)来控制的，当阀芯处于左位时油缸前进，右位时后退，中位时保持当前状态。导叶接力器上的位置传感器实时将位置信息反馈到的控制器中，系统可以形成稳定的闭环控制。
5主配中位整定及解决措施
5.1定位整定
(1)液压运行，变速器手动，比例阀操作平衡点匹配，比例阀与油泵试验台，比例阀安装在中间板上，转向板连接到油流量检测系统，比例阀通过触摸屏上的开比例阀调整零补偿值，比例阀显示为两比例阀，当比例阀的零补偿值设置为位置(2)在自由电磁模式下，在驱动参数中设置比例阀的零补偿值后，比例阀显示为调整驱动参数的空值后，在自由和手动制动电阻模式中将驱动比例阀的空值设置为-p%后，记下主通道a2的样例值，该值禁用了稳定器起始处的导叶，并记下导叶起始处的主通道b2的样例值。其中p%是机器和网格的运行时椭圆值设置。
5.2减少信号传输距离、更换信号传输线路材质
若水轮机微机调速器抽动故障是由于信号传输距离过长造成的，则根据实际情况采取措施尽量减少传输距离。若水轮机微机调速器抽动故障是由于信号传输线路材质不佳造成的，则可更换为屏蔽性能更好的电缆或采用传输可靠性更高的光纤材质。
5.3采用合格的透平油并定期滤油
合格的透平油既满足压力传递的需要，又可有效避免乳化、固化、流动性差等缺陷，为调速器的准确调节提供合适的液压能量。当然，透平油也要设置检测、滤油、更换周期，防止长期运行造成油品下降。
5.4更换导叶反馈及安装位置与主配压阀阀芯位移传感器
水轮机导叶反馈安装于导叶接力器支座上。其采用直线电位器的形式，在开机后，导叶反馈的振动幅度比较高，反馈信号就容易产生波动现象，这样就使水轮机调速器产生抽动障碍。故借助改变导叶反馈装置的形式，在把机械转换装置安装于水轮机层，从而有效的避免了振动问题干扰。水轮机在实际运行中，主配压阀阀芯的行程非常小，从提高控制精度方面考虑，对直线位移传感器有效行程的选取原则，即不能与实际动作行程差距较大，但一般较小行程的直线位移传感器多属于导电塑料电阻轨型。以现场实际需要为依托，可将主配压阀阀芯位移传感器用非接触式的反馈装置来进行替换。依据差动变压器的工作原理，该类位移传感装置，利用套在线圈中的铁芯在管内的移动，以达到对位移测量的目的。通过更换位移传感器，主阀阀芯位移传感器平衡点易磨损的问题就得到了有效解决。并且从使用情况观察，水轮机调速器长期运行的要求能到完全得到满足。
结束语
水轮机调速器系统有其自有特点，所处的运行环境具有不确定性，倘若其中任何一个环节或因素发生障碍，就可能会引起整个调速器系统的不稳定。在实际生产工作中，针对水轮机调速器可能出现的各种故障，尤其是最为常见的抽动故障，应考虑多方面的因素，不断从实践中探索解决方案，尽量避免故障发生，将不稳定因素消除在萌芽状态，提高设备的可靠度，保证水轮机组设备的稳定运行。
参考文献
[1]张雷,吴缙,孙延岭.一种水轮机调速器主配压阀故障诊断方法[J].工业仪表与自动化装置,2019(06):74-77.
[2]蔡群,陈万波,赵珑.数字插装式水轮机调速系统的节能降耗效应分析[J].水电站机电技术,2019,42(12):61-64.
[3]严玉明,郝辉,邓友汉.冗余测量技术在巨型水轮机调速器中的应用[J].水电站机电技术,2019,42(12):75-77+94.
[4]许永强.水轮机调速器智能控制技术研究[D].华北水利水电大学,2018.
[5]魏守平,卢本捷.水轮机调速器的PID调节规律[J].水力发电学报,2003(04):112-118.