吴雨霏
国家能源集团江西电力有限公司万安水力发电厂 343800
【摘 要】调速器是水轮发电机的重要控制设备．它的运行品质好坏直接决定了机组的安全性和稳定性。一旦调速器出现故障，将直接关系到水轮机组乃至电力系统的安全。因此，水电厂工作人员必须重视调速器的运行和维护，熟练掌握解调速器的使用方法和性能特点，并清楚当前运行中存在的问题，才能最大程度避免调速器出现故障，进而保证水电厂的正常工作。
【关键词】调速器 运行操作 故障处理 注意事项
0 引言
万安水力发电厂位于赣江中游，安装有5台轴流转桨式水轮发电机组，其中1-4号机配备SF105-78/12800型发电机、5号机配备SF113-78/13200型发电机，总装机容量533MW，设计运行水头23米。2016年该厂对1号机调速器进行技术改造，更换一套能事达MGC4000型水轮机调速器。本文从运行人员角度出发，结合实际使用经验对该型调速器的运行操作、使用注意事项和故障处理进行简要分析，并对当前调速器运行中存在的问题进行总结和提出改进建议。
调速器通过机组水头、频率、有功功率、导叶开度等传感器将机组的信息送至控制器，控制器将这些信息与监控系统或者调速器面板上的控制指令进行综合，判断机组当前的工作状态以及控制目标，并且将控制信号送至执行机构，将控制指令经过电液转换之后最终作用在导叶（桨叶）接力器上，从而改变机组的运行状态，达到预期的控制目标。
机组在并网运行前，调速器需先将机组调整到额定转速运行，此时调速器的作用为频率调节器，其调整目标是把机组频率调整到额定值。机组在并网运行后，机组向电网输出有功功率，调整水轮机的导叶开度/桨叶开度能够改变机组输出的有功功率大小，此时调速器作为有功功率调节器工作，其调整目标是把机组发出的有功功率调整到电网需求的数值。当电网频率波动超过设定值后，调速器自动变为频率调节器，将机组频率稳定在机组额定值。
2 调速器的运行注意事项
2.1 特殊运行方式下的注意事项
由于万安电厂1号机没有出口断路器，1号机直接通过1号主变高压侧断路器101DL与电网进行并网与解列。故1号机所带厂用电11B存在一种特殊的运行方式。即通过101DL对1B倒送厂用电，由1B经过901DL对高压厂变11B送电，此时1号机处于停机状态。因此，对于1号机调速器来说，必须能够识别出这种特殊运行状态，而不能根据101DL在合闸，就误认为1号机应该处于开机状态，进而误开导叶导致机组空转。所以，该厂在1号机调速器电柜后设置了一个101DL位置判别小开关，在11B通过110KV系统倒送厂用电时应该将其拉开，切除调速器对于101DL分合闸位置的判断，防止其误启动机组，而在其他正常运行方式下应该保持其在合上。
2.2 调速器A/B套、主/备用的故障自动切换
单套控制故障时的自动切换：当调速器主用机出现大故障时进行切换，一般小故障不进行切换。切换大故障的定义为接力器传感器总故障，主配传感器故障，比例阀系统故障，电机系统故障，频率总故障，控制器大故障（包含控制器失电）。只要以上任一故障出现，主备切换设定标志输出为 1，调速器进入主备切换状态。调速器出现切换故障时，手动主备切换无效，必须切换故障消失才能进行手动主备切换操作。
单套出现切换事故后，主用机变成备用机，备用机自身为故障机，即备用机自动切到手动状态，当故障恢复后，备用机切到主用机工作时仍然为手动状态，需要运行人员确认无事故后手动切到自动运行，规避无意的事故发生。
双套控制器故障时的自动切换：双套控制出现切换故障时调速器切换监视功能自动控制两套微机控制器主备切换。
状态1：（双套控制器非同时故障）当 A 机出现大故障时，自动转换为B机主用，此时 A机大故障未恢复，当B机也出现大故障时，B机仍为主用机工作，所有对内对外接收与发送为 B机操作。 状态2：（双套控制器同时故障）当 A\B机同一时刻出现大故障时，A机仍然为主用机，所有对内对外接收与发送为 A机操作。
2.3 关于紧急停机按钮的使用
紧急停机按钮：紧急停机按钮在必要时才可进行按压操作，按下此按钮之后，比例阀/电机的控制不再发挥作用，调速器机柜紧急停机电磁阀动作，直接控制主配压阀关闭导叶。此时，调速器将会以最快速度关闭导叶，但不会跳发电机出口开关，这将导致机组紧急事故停机，可能会对机组的设备产生损坏，其操作必须慎之又慎。
紧急停机复归按钮：当机组故障原因查明并排除之后，在开机之前可以按下紧急停机复归按钮，使得控制油路恢复正常。 手动操作此紧急停机复归按钮或机械装置紧急停机复归电磁阀前，运行人员必须确认调速器在停机备用状态或调速器在“自动”运行态。机组停机备用状态下，如需将调速器切“电手动”，应先投入调速器机柜“事故电磁阀”。
3 MGC4000型调速器在当前运行中存在的问题及改进建议
1、当万安厂1号高压厂变11B处于经101DL倒送厂用电这种特殊运行状态下时，需要人为拉开1号机调速器电气柜后101DL位置判别小空开，防止调速器误判机组在开机状态，进而误打开导叶。此操作增加了倒换厂用电的时间和步骤，不利于紧急情况下的事故处理。建议在调速器中增加条件判断功能，使其能够自动识别出无出口断路器的单元接线机组倒送厂用电时这种特殊的运行状态，闭锁自动开机流程。
2、在设置人工水头时，必须给调速器A/B套分别设置相同的水头值，这不仅与传统调速器设置习惯不符，而且增加了运行人员的工作量和出错几率。建议修改该功能，使得在设置A/B套其中一套的参数时，另一套参数可自动跟踪，或者将调速器A/B两套设置为共用一个水头参数。
3、由于调速器电气开限不会自动跟踪当前水头，当运行人员将人工水头从高值设为低值时，需要在调速器软件界面人为增大电气开限，这增加了运行人员的工作量和出错几率。建议在调速器软件中添加电气开限自动跟踪当前水头的功能，同时保留特殊情况下人为修改电气开限的权限。
4、虽然调速器机械柜和电气柜的“手动/自动”切换按钮设有联动，但在实际运行中发现，当在调速器机械柜上将运行方式从“手动”切换为“自动”时，电气柜并不会自动跟随，还需要在电气柜上按下“自动”按钮，调速器才会切换到“自动”工作状态。建议厂家改进调速器机械柜和电气柜的联动机制，省去上述多余操作步骤，同时防止人为疏漏导致安全隐患发生。
5、由于万安厂曾出现过1号机复归事故停机电磁阀时，调速器自动打开导叶导致机组空转的意外情况，且目前尚未查明原因。故只能暂时做出如下运行操作规定：一，当机组处于停机备用状态下时，如果要复归调速器机械柜事故电磁阀，需先将调速器切换为“自动”运行状态；二，当机组处于停机备用状态时，如果要将调速器切“电手动”，需要先投入调速器机械柜“事故电磁阀”。防止此类情况再次发生。
6、当调速器其中一套发生故障，自动切换至另一套运行时，需要人为将调速器导叶和轮叶进行手/自动来回切换一次。这样才能确保在当前套再次发生故障时调速器会自动切换回另一套运行。
结束语
通过对MGC4000系列调速器的运行操作、事故处理和使用经验进行简要分析，对其中重要内容进行归纳整理，可更好帮助运行人员了解和使用该型调速器，并在调速器发生故障时能迅速、准确判明原因和进行处理，将有助于提高我厂机组经济运行水平和安全系数。
作者简介：吴雨霏，电气工程师。