(国家电力投资集团江西电力有限公司洪门水电厂江西省鹰潭市335000)
摘要：文章分析水电站水轮机调速器调试及维护的意义，分析水电站水轮机调速器运行常见故障及原因，提出了水电站水轮机调速器运行故障的处理措施，以供参考。
关键词：水电站；水轮机；调速器；故障；处理
1引言
水电站是利用水能来进行发电的综合工程设施，不仅具有发电功能，通常还具有防洪、灌溉、航运等作用，其主要的发电动力装置为水轮发电机组，对水电站系统的正常运行起着至关重要的作用，而对水轮发电机组的运行进行调节、控制及保护的重要辅助设备就是调速器，调速器一旦发生故障会直接影响水轮机组的正常运行，所以分析和研究水轮机发电机组调速器的维护措施和故障处理措施就显得十分必要。
2水电站水轮机调速器调试及维护的意义
水轮机调速器是水电厂水轮发电机组的重要辅助设备，其主要功能为并网功能和调节功能，其与水电厂内的二次回路以及计算机监控系统进行配合，对水轮机发电机组的开停机、负荷的增减等进行控制，对发电机组的输出功率进行调节，将机组的转速维持在规定的范围之内，以确保系统的供电频率的偏差在允许的范围之内，并对系统运行起到保护作用，在电网发生故障时，与其他保护装置仪器实现甩负荷过程，确保水轮机组尽快恢复额定转速。根据我国的相关规定，电网的额定频率为50Hz，且通常对频率的偏差规定为±0.2Hz，而如果水轮机机组的转速和输出功率不稳定导致系统的负荷发生较大的波动，容易导致系统频率发生较大的波动。而频率是评价电厂供电质量的重要指标，对于电力用户来说，频率过高或频率波动过大容易导致用电设备出现故障，减少用电设备的使用寿命，降低生产效率，甚至容易导致出现严重的安全事故。而对于水电厂本身来说，系统频率偏差过大容易导致水轮机叶片的震动加剧而发生损坏，并且会减少水轮机的使用寿命，也容易引发水电厂的安全事故。
3水电站水轮机调速器运行常见故障及原因分析
3.1工作电源电压故障
在水电站中对水轮机调速器进行调试的过程中，通常需要将交流电源和直流电源进行连接来为调速器提供电源，但是如果在上电之后设备没有正常启动和运行，就需要对其电源板装置的输出电压进行测试。如果经过测试发现此数值比规定的正常电压数值也低很多，则证明其出现了故障。而引起此故障的主要原因就是因为在对交流电源和直流电源进行连接的方式出现措施，或者是由于调速器本身的电路电源板装置出现了问题。
3.2调速器异常波动运行故障
水电站水轮机的调速器在手动模式下通常会处于比较稳定且高效的运行状态，而如果在自动运行模式下出现了的导叶问题，主要表现为频繁的桨叶调节而且调节的幅度较大，容易斗志出现机组停电并引发其他安全事故的问题。而根据水轮调速器运行状态的不同，引发上述机组异常波动的原因也会有所不同，并主要表现为电气以及机械液压两个方面的原因。对于前者来说，主要表现为导叶和桨叶机械控制元件出现故障；导叶和桨叶的测量回路和相关元件在频率和水位方面出现故障；孤网和电网在运行中出现异常频率波动等。而对于后者来说则主要表现为导叶和将夜在操作油外部管路出现漏油故障；桨叶操作油内部或者导叶接力器内部出现窜油故障；桨叶或导叶在具体机械控制元件上出现故障或者出现配阀卡阻的问题。
3.3调速器导叶和桨叶故障
导叶和桨叶故障主要表现在调速器电器柜在断电之后再次上电时出现故障，其故障的主要表现就是当导叶和桨叶处于手动运行模式下时，经过对电源模块进行测量之后没有检测出输出电压，并且相应的信号反馈也存在故障。引起上述故障的主要原因就是导叶反馈出现越限的问题而将导叶自动转为手动控制状态。而且当导叶反馈的电流型信号的电流值没有处于规定的4~30mA的范围内时，就会发生上述故障。此外，此类故障通常在导叶全部关闭或者信号线处于脱线状态时发生。而对于越高限的故障则主要是由于通道出现故障而引起的，主要表现为短路故障或者受到较大的电流信号干扰时，此信号电流数值会超出20mA的最高限值，另外导叶反馈回路出现故障也会发生上述现象。
4水电站水轮机调速器运行故障的处理措施
4.1工作电源电压故障的处理
首先应该在工作电源引入调速器处理系统之前就需要对交流线路和直流线路进行检测和测试，主要对不同的连接方式的运行稳定性以及是否存在异常进行测试，并且选择电压等级在合理范围之内的连接方式。其次是如果不是由于上述原因导致的，此时就需要判断调速器电路电源板的具体运行特性是否存在问题，主要是对断线或者虚焊的问题进行检查和处理。
4.2调速器异常波动运行的处理
针对此问题首先需要对调速器周围的导叶以及桨叶开度、频率以及水位进行测量和分析，对于不处于正常范围内的参数进行调节，并且检查导叶主配阀的卡阻问题并进行处理。其次是对电气元件和相关电气回路进行全面检查，针对测频回路和开关传感器运行中的直接移位、转换器或主配阀出现卡阻等缺陷和异常进行处理。最后如果在检查中发现元件出现故障或已经被损坏，就需要对其进行更换或维修。
4.3调速器导叶和桨叶故障的处理
导叶和桨叶所表现出的故障主要是越低限或者是越高限的故障，此时就需要采取以下方法进行处理：一是对导叶反馈线进行屏蔽处理，确保信号处于稳定状态。二是如果是瞬间发生的越限故障，则需要对此信号进行过滤，然后针对不同的导叶反馈故障类别进行科学修改，实现对部分干扰信号的过滤，保证调速器不会在此信号的干扰下而转换为手动运行模式。三是针对上述问题，需要度接线进行包扎处理，确保信号恢复正常。
5结语
在水电站运行中，水轮机调速器是其系统内部中比较重要的控制元件，其运行状态对水电站的整体运行稳定性有着重要作用。鉴于其对水电站稳定运行的重要作用，对其运行中容易出现的工作电源电压故障、调速器异常波动运行故障以及调速器导叶、桨叶故障等常见故障的原因进行分析，并提出了相应的故障处理措施。因此，水电站水轮机运行维护和检修人员应该对调速器的运行维护工作进行加强，一旦发生故障应在最短的时间内进行故障原因查找并对故障进行排除，并采取相应的预防措施避免此类故障的再次发生，确保水电站运行的稳定性。
参考文献：
[1]唐亚波.水轮机调速器典型电气故障案例分析及处理要点[J].水电站机电技术,2017,40(7):74-76.
[2]程刚.水电站水轮机调速器故障原因及处理方案[J].消费导刊,2017(23).