徐焕志
广西荔浦电业有业有限公司 桂林市荔浦县546600
摘要：水轮机是水利水电行业中重要的机械设备，在国家工业发展中有着至关重要的作用。而调速系统是水轮机运行的关键，如果调速系统出现故障，将直接影响到水轮机的实际运行状况，因此要高度重视水轮机调速系统的故障维修技术。基于此，本文首先简要介绍了水轮机的构造状况、应用原理及其应用情况，接着分析了在实际运行中水轮机调速系统可能出现的故障及其维修措施，确保水轮机运行的稳定性和安全性，希望给有关人员可供参考之处。
关键词：水轮机；调速系统；故障检修
1.引言
水轮机调速系统是水电机组中重要的辅助性设备，配合监控系统和二次回路系统来进行有效控制，从而在紧急停机、负载增减等状况下实现水轮机组的稳定运行。当前自动化技术和液压技术发展迅速，为水轮机调速系统的应用提供了更好的机会，并且调速系统也逐渐朝着多类型、设计灵活和多功能方向发展。在水轮机的实际运行中，调速系统的 工作质量会直接影响到水电机组生产的安全性和稳定性，如果调速系统出现故障，会造成水利发电产生经济效益的下降，因此在当前阶段必须要重视水轮机调速系统的维修工作，确保其运行的可靠性，保障水利水电事业的长远发展。
2.水轮机调速系统构成
水轮机调速下同是水电机组中的重要组成部分，是整个系统中起到调节作用的关键。在调速系统运行时，根据电网系统负载的变化来调整电厂有功功率，确保系统运行时转速满足规定要求，从而保证电能频率的稳定性。水轮机组的稳定运行，不但关系到发电质量，同时也直接影响到电网运行的安全和可靠性。一般来说，调速器主要由控制构件和执行构件组成，其调节对象为水电机组复杂、水轮机及其引水系统。通常我们说的水轮机调速系统就是调速器及其调节对象，系统相对较为复杂，是非线性、非最小相位系统。
3.调速系统应用分析
3.1调速系统的应用及发展
水轮机调速系统经过长期的发展，当前主要采用微机调速系统。在此前还存在以电子管、集成电路以及机械液压等为主要组成部分的调速系统。在微机调速系统中，电液转换装置的主要组成部分包括控制电机和数字阀。液压随动系统中，主配压阀的控制主要靠位移控制来完成，而数字阀中的主配压阀主要靠流量控制来完成。然后再对主接力器进行调节。在水轮机调速系统中，油压设备提供了主要的动力来源。
3.2调速器工作机理
水轮机调速器是一个闭环系统，其工作流程主要涉及到：首先通过专业设备来检测机组的功率、频率和转速指标，根据所发送的信号和反馈，并对信号进行方法处理和校正处理，从而用于对系统的控制。在控制叶片和导水系统时，实时将反馈信号进行传输，实现实时控制。调速系统中，机械液压设备至关重要，是调速的实现装置，其组成主要包括传动设备和压力设备。通过压力罐施加高压气体，向调速器中填充空气，对于油压调速器来说通常使用氮气，接着将压力油填充到压力罐当中，依靠螺杆泵实现。在这过程中气体压强增大，压力油传送能量。通过电气信号来产生电液设备位移，依靠压力油输出功增大液压，调控接力器开度，通过桨叶和导叶的角度来调控导水系统流量，实现调速系统的控制。
4.水轮机调速系统故障及检修分析
4.1运行时的故障特性
4.1.1调试器故障
当前一般采用比例阀和液压阀两类调试器，在实际调试时由于受到多方面因素的影响，时常会出现一些较为复杂的问题和故障，例如液压值问题、构件接触问题、线圈老化问题、放大设备问题等等，并且有时会同时出现多类问题交叉。由于比例阀和液压阀调试器都是通过对普通压力阀的改造而成，因此普通压力阀使用时的各种故障都有可能出现在这两类调试器中。
4.1.2定型调速器故障
一般来说，定型调速器在调试中出现故障的概率不高。
其故障的诱因可能包括：外部泄露、管道和器件中流入异物、动作灵活性不够等等，但是这些问题都是容易处理的。并且如果在安装时监督管理工作到位，这类故障几乎不会发生。4.1.3前期运行故障
调试工作完成后调速系统便可以进行正常的运转，在系统运行的前期，其故障主要存在以下几方面的特征：元器件运行不稳定、元件漏油、油液反复冲刷管道、油液清洁程度低等等。当系统稳定运行一段时间后，各器件都处于其自身的最佳状态，因此故障几率大幅下降。
4.1.4后期运行故障
当调速系统运行时间较长时，系统内部的各个组件和元器件由于运行频率以及负载情况存在差异，有可能产生不同的运行故障，主要可能存在以下特征：内部和外部泄露问题、油泵开启频繁、效率大幅度降低等。在系统运行的后期要通过全面细致的检查来排除隐患，将那些老化、失效的元器件及时更换，采用科学合理的检修工作来确保系统处于最佳运行状态。
4.2调速系统故障检修措施
4.2.1加强油液清洁及性能管理
根据前文所述的调速系统工作原理，主要是依靠油液来完成水轮机的调速功能。当前阶段油液主要是采用46号汽轮机用油，当温度变化时，其黏性也会出现较大的波动。如果粘度较低会导致设备磨损情况加重，从而发生泄漏问题。而如果粘度较高，则管路中损耗加大。因此必须要做好油液的清洁工作，对其性能进行科学管理，及时清除油箱和管道内的脱落物。
4.2.2处理好泄漏故障
在水轮机调速系统运行过程中，由于运转速度较高，其内部将受到一定程度的油液冲刷，这时泄漏问题产生的重要因素之一，因此在加强这方面的检修，及时有效的处理泄漏问题。在调速系统的实际运行过程中要进行实时的检漏工作，从而保证第一时间发现可能存在的泄漏隐患，对其采取科学有效的补救措施。
4.2.3提高调速系统使用年限
在水轮机调速系统的使用过程中，其实际的周边环境以及使用状况都会直接影响到调速器的使用稳定性及其使用寿命。如果想使调速系统的寿命有所延长，就必须要重视系统的检修和维护，对其运行环境进行有效优化，避免产生额外的运行负荷。
4.2.4偶发性事故处理
水轮机调速系统运行中的偶发性问题较为常见，并且具有难以预测的特点。要想有效控制此类问题，就必须要在检修上下功夫，对各个阶段的维修重点要了如指掌。一旦发生故障，要沉着冷静地分析，找到故障原因，采取有针对性地解决措施，避免故障的进一步扩大化。
4.2.5改善调速系统控制参数
在当前的水轮机调速系统中，通常都没有设置纯手动的方式来进行控制，都是通过电动或者是自动形式来完成调速控制，这样当空载或者是负载运行时，会导致主配压阀需要进行反复的调节，导致系统频率和转速指标较大。因此要对其控制参数进行有效改善，合理解决上述问题，提高调速水平。
4.2.6提高检修人员专业水平
检修人员的专业能力将会直接影响到水轮机调速系统的维护质量和效果。近些年来水轮机技术有了一定的发展和突破，其性能优化越来越完善，但是仍然会存在一些人为因素导致系统运行效果不佳。检修人员的专业能力不达标，对其长期运行是一个重要的隐患，因此要加强其专业培训，提高综合素质和专业能力，提高检修质量和效率。
5.结束语
水利水电是我国发展的支柱性产业，当前科学技术发展迅速，水电机组中水轮机调速系统的应用越来越广泛，这对于水电事业的发展起到了一定作用。在调速系统实际运行过程中可能存在着各类故障，对此要不断加强检修技术的优化，保障其运行的安全性和可靠性，促进水电事业的长期稳定发展。
参考文献
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