贵州乌江水电开发有限责任公司沙沱发电厂 贵州铜仁 565300
摘要：水力发电是最为环保的发电方式，因此得到国家的普遍重视，装机容量越来越大。我国的水电装机容量已经达到数亿千瓦，并且这个数字还在上涨阶段。水力发电不仅对环境不会造成破坏，还可以节省大量的能源，在所有发电模式中，水力发电是非常重要的模式之一，对环境污染的可能性几乎为零，可以被一直沿用。水电发电装置中的主要组成部件就是调速器，可以按需调节发电机的运行速度，让系统频率可以保持在指定区间。调速器出现故障是不可避免的，发生故障之后必将影响系统频率的稳定性，发电机组无法继续联网，所造成的影响非常大，因此需要就调速器可能出现的故障研究出具体的处理办法，制定出应急预案，调速器一旦发生故障可以在第一时间完成维修工作。
关键词：水电站；调速器；故障；维修检修；处理方法
水电站发电机组离不开调速器的作用发挥，它并不是发电机组主体结构，其功能和作用却是无可替代的。调速器的正常运行时保证发电机组安全正常运行的基础，必须做出日常检修和保养工作，一旦出现故障要在第一时间处理，可以有效控制事故的进一步扩大，产生不必要的损失，让水力发电机组可以高效安全运行，真正实现水力发电无污染、绿色节能的特点。就水电站调试器可能出现的故障给出问题产生的原因及其解决办法，并结合IEEE14节点系统，通过案例分析法对所提出的故障处理方法做出研究分析。最终结果发现，有效的处理调速器故障，可以降低许多不必要的经济损失，对水力发电企业而言是提高企业效益的有效办法。
1水电站调速器简介
1.1原理
调速器的设计大多位于水轮发电机的中部，水电站中的水轮机大多运行在大负荷电网中。由于供电幅值的差异，负荷可随时改变电压，而发电机组可根据负荷值迅速调整出力，使系统随时平衡功率，保证水电站的正常运行。如果功率发生变化，应相应地进行频率调制。调速器是变频调速的关键设备，可在任何电厂配置。
1.2功能
调速器的功能如下。
（1）它可以使反击式混流式水轮机和冲击式水轮机协同工作，相互调节。（2）为了保证水电站机组的正常运行，水轮机之间的负荷可以合理分配。（3）它能启动水轮发电机组的快速手动和自动档位，使机组在负荷变化时也能正常运行。（4）能保持发电机组的正常转速，尽可能减小实际转速与额定转速的差值，保证水电站发电机组在正常功率范围内工作。
2调速器常见故障、原因分析以及处理方法
2.1开机后出现的常见故障、原因分析以及处理方法
2.1.1开机后发电机组网频频率低
调速器出现故障的具体表现：诸多因素导致发电机组产生的网频频率与预期值产生有一定差距，各个发电机组无法并网，对预设的发电要求无法完成。
出现这种故障的主要原因：调速器运行参数设置出现问题就会出现这些故障，在水位高度不足的情况下，水头的实际值和设置值出现偏差，机组转速达标之后，导叶必将达到一定开度，完成机组对电网频率的追踪就可以解决这一问题。
故障维修处理方法：调速器如果出现这种故障可以在调速器的触摸屏上对开度值进行限制设置，基本上就解决了这种类型的故障。
2.1.2开机后调速器显示器功能异常
调速器出现故障的具体表现：发动机运行未受到影响，调速器的显示器不能正常显示。
出现这种故障的主要原因：说明机频信号出现异常。
故障维修处理方法：认真检查机组的信号传递是否正常，可能是线路中断影响了信号传递，找到原因之后要在第一时间处理。
2.1.3开机后机组转速不稳定
调速器出现故障的具体表现：发电机组转速不稳定，机组频率未受到影响，或者在一定区间内变化明显，导致发电机组无法并网。
出现这种故障的主要原因：这种故障的主要诱因是电源模块与之前相比产生差异，电源模块经过转换之后电压变为+5伏或者+24伏，这样在电源稳定转换受阻的情况下，调速器的显示屏边无法正常工作，或者是调速器的某些部件无法完成传动导叶的正常运作，调速器的运转同样会受阻，在这种情况下导叶开度无法配合调速器接力器的工作，对其接收的命令无法第一时间完成，增加了其命令负荷，机组参数在某区间内不停在浮动，机组运动作业受阻。
故障维修处理方法：检测电源模块在转换之后的电压数值，正常为+5伏，未达到这个数值需要及时更换电源模块，更换完成之后重启机组，保持电机组清洁，对稳定电机组的运转速度有帮助。
2.2发电机组运行时导致负荷不稳定的原因及处理方法
2.2.1发电机组运行零负荷
调速器出现故障的具体表现：发电机组出现异常，负荷值表现为零，机组无荷载，输出功率与开度存在偏差。
出现这种故障的主要原因：导致出现这种故障的关键是在操作机组断路器时出现失误，也可能时其他原因造成的。
故障维修处理方法：操作断路器时要采取正确的方法。对可能导致故障发生的其他因素逐一排查。
2.2.2发电机组运行负荷过大
调速器故障具体表现为：发电机组运行负荷过大，导致跳闸。
造成这种故障的主要原因是：机组运行时负荷过大，调速器负荷过大；机组并网后，调速器将使导叶开度极限值最大化，机组频率不稳定。当调速器导叶开度稳定时，电流迅速增大，导致跳闸。
故障排除方法：具体操作方法由发电机组操作人员处理。当负荷超过极限值时，机组运行人员可在允许范围内提高额定值，有效控制事故的进一步发生。稳定后，第一时间联系厂家，获取调试器程序更改方法。只有迅速排除故障，事故才能在可控范围内发生。之后，可以安装过载报警系统。一旦出现问题，可以及时处理，避免不必要的损失。
2.3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般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。
结论
调速器是水电站发电的重要设备。经验丰富的处理人员会根据水电站调速器实际情况与应用现状，严格服从流程检测，研究发生故障的原因，一步一步地对调速器在运行过程中出现的故障进行诊断和处理。水电站调速器故障的诊断与处理效果直接关系到水电厂的运转效率、安全性及经济效益，因此应格外重视。
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