关于水轮机调速系统应用和故障维修

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1、关于水轮机调速系统应用和故障维修　　摘要：随着生产力的发展和科学技术的进步，作为我国重要基础能源设施的水电行业取得了巨大的发展与进步。水轮机调速系统是水电行业的关键控制设备，控制着机组的整个发电过程，对水电站的安全运行与经济效益有着重要的影响作用。文章就水轮机调速系统进行了分析研究，探讨了水轮机调速系统的应用以及故障维修的具体方法。关键词：水电行业；基础能源设施；水轮机调速系统中图分类号：TM312文献标识码：A文章编号：1009-2374（2013）33-0033-02近年来随着液压技术、机械微机控制技

2、术的广泛发展和普遍应用，水轮机调速系统得到了迅速的发展，出现了各种品种的调速器，提高了调速系统在设计、性能以及使用上的灵活性。水轮机调速系统是机组的关键控制系统，它的应用大大提高了机组的效率，带来了巨大的安全性和经济效益。但是，在实际的生产运用中，水轮机调速系统也会经常出现一些故障，要想充分合理地应用该系统，必须要及时发现故障，并且还要做好故障的维修工作。1水轮机调速系统的基本结构6水电系统中最重要的结构就是水轮机调速器，它也是电厂中重要的调节设备。水轮机调速器通过依据电网负荷的及时变化来调节电厂的有功功

3、率输出，还要保证机组的转速维持在规定的范围内，从而保证电能频率处于稳定的状态。水轮机调速器的可靠运行不仅关乎所产生电能的质量，更关系到电网的安全性。调速器主要包括两种部件，即控制部件、执行部件，水轮机及其引水系统以及发电机的负载都属于控制对象。人们习惯上把调速器以及调速器控制的对象称作为水轮机调速系统，该系统非常复杂，是非线性、非最小相位的系统。2水轮机调速系统的应用2.1水轮机调速系统的发展应用水轮机调速系统是水轮发电机组中重要的调控系统，直接关系到机组的性能和经济效益。随着科技的不断进步发展，水轮机调

4、速系统在水电行业中的应用越来越广泛，我国水轮机调速系统的应用经历了一系列的发展阶段，主要体现在水轮机调速器的发展变化上。我国水轮机调速器的发展经历了以下几个阶段：纯机械液压调速器、集成电路电液调速器、可编程电液调速器和工控机等，按照控制的规律又可以分为简单的PD和PI型调速器、PID型调速器、变参数变结构的PID型调速器、智能型调速器等。调速器的液压随动系统也由多级液压系统升级为一级液压系统。所有这些变化都给电厂调速器的选型和改革创造了较多的选择机会。2.2水轮机调速系统的工作原理6水轮机调节系统是由水轮

5、机控制设备和被控制系统组成的闭环系统。其工作过程为：测量元件把机组转速n（频率f）、功率P等测量出来，与给定信号和反馈信号综合后，经放大校正元件控制执行机构、执行机构操纵水轮机导水机构和浆叶机构，同时经反馈元件送回反馈信号至信号综合点。水轮机调节系统由机械液压装置来实现。它包括压力产生装置（压力罐）和压力动作装置（接力器）。压力罐首先充入高压气体，常规油压调速器一般充入空气，高油压调速器使用氮气。然后利用螺杆泵或齿轮泵将压力油抽入压力罐体。由于气体被进一步压缩，从而产生一定的压强，作用在油面上产生压力油，

6、达到蓄积能量的目的。电液转换装置受电气控制信号驱动，转换为机械位移，借助压力油的做功进行液压放大，产生较大的力改变接力器的开度，从而改变导叶开度以及浆叶角度，调节导水机构的流量，达到对水轮机调节系统中各被控制机构的控制。3水轮机调速系统的故障维修3.1运行阶段的故障特征3.1.16新调试器在调试阶段的故障。新研制的调试器目前主要有比例阀型和液压锁型这两种调试器。在调试阶段出现的故障比较复杂，通常体现为插头组件的接触不良、线圈老化、比例放大器故障、液压值不合格等问题的交错结合。由于比例阀和液压阀型调试器是在

7、普通压力阀基础上改造的，普通压力阀产生的故障也会出现在这两种新型调试器上面。3.1.2定型调速器在调试阶段的故障。在定型调速器的调试阶段，故障出现的概率较小，而且易于排除。比如管道和原件进入脏物、动作不灵活、外部泄漏等问题都是比较容易解决的。如果在定型调速器阶段加强管理，严格管理好安装过程，那么故障率会大大降低的。3.1.3运行前期的故障。调试完成后就可以进入正常的生产阶段，此阶段的故障特点为：工作油液反复冲刷管道、部分密封件出现漏油、油液清洁度降低、元件工作出现不稳定，当运行到中期时，系统元件会处在最佳

8、的工作状态中，故障率也会大幅降低。3.1.4运行后期的故障。当调速器运行一段时期后，各种组件和元件都会因负荷条件和工作频率的差异出现不同的问题，故障主要表现为：内外部泄漏现象严重、效率下降、油泵启动过于频繁、故障率增加等。在运行的后期，要进行全面的检查，及时更换失效的元件，并且还要进行严格科学的修复。3.2调速系统的故障维修3.2.16管理好油液的性能和清洁度。水轮机调速器的主要特征是使用油液来进行工作，目前使用的油液为46汽