引言

 

在长期运行中，由于人工操作、自身振动力、环境侵蚀等原因，机组工作稳定性不断降低，故障率不断提高。例如，由于调速器本身的振动，各部件的固定强度降低，导致松动、脱落等故障，导致调速器无法正常工作。

 

1水电站水轮机调速器调试维护概述

 

调试和维护调速器可以随时保持良好的工作状态，尽量减少运行、振动等因素对调速器的实际影响。例如，当调节器工作时，维护人员定期进行预防性维护，分解成多个部件，逐一检查工作状态，清洁表面附着力，更换严重部件，固定松动部件，防止部件脱落、表面摩擦、附着力等问题。

 

22水轮机调速器调试维护措施分析

 

2.1采用多元化调试方法

 

（1）静态特性试验。同时，测量导叶行程和频率的变化，并将测量结果输入死区计算公式，准确计算调节器转速的非线性和死区，并根据计算结果确定调节器的非线性和速度死区。目前，国际对中等调速系统的非线性要求不得超过5%，大型调节器的死区不得超过0.5%（2）紧急停机试验。在紧急停机试验中，操作人员向调节器发出停机命令，检查导叶是否能在规定时间内快速关闭。确认正确后，发出紧急停止返回命令，使电磁阀返回。当导叶完全打开和关闭时，反复测量旋转速度，要求为3%～6%之间。模拟调节器运行故障，观察LCU现场控制装置是否会在紧急情况下自动关闭，而不考虑驱动电磁阀在紧急情况下关闭的继电器节点；如果LCU装置发生故障，阀门将通过手动控制操纵杆关闭。

 

2.2双调节水轮机甩负荷低频灭磁的调速器控制策略

 

双调节水轮机一般是指轴流转桨和灯泡贯流水轮机，具有导叶和叶片可灵活调节的机构，效率高，适应水头范围低（5米至30米），选址方便，开发难度小。在我国大力发展清洁能源的背景下，我国得到了大量的建设和发展。特别是灯泡贯流水轮机具有流道长度小、发电机组重量轻、技术参数先进、运行特点好、土建投资小等优点，发展较快。然而，在双调节水轮机甩负荷的动态过程中，频率往往低于90%的额定转速，导致发电机励磁低频灭磁保护，甚至停机事故。在严重的情况下，可能会导致工厂用电消失和事故扩大。因此，电力行业标准《DL5.263水轮机电液调节系统及装置技术规程.2.7规定，对于解列后需要带厂用电的机组，甩负荷后机组转速不应小于85%。（1）加快叶片的关闭速度，与导叶速度相匹配。这项措施需要与原始设备制造商协商。一般来说，双调节水轮机的叶片关闭速度较快，在6-10s范围内，叶片速度一般不低于20s。大多数机组在40-60s范围内，关闭速度较慢。在允许的情况下，它们可以放快到20-25s。(2)放开空载时导叶开度限制。导叶开度限制一般是在启动时设置的限制开度，以防止机组过速。甩负荷时可适当放开。一般建议空载开度为3-4倍以上。转速稳定后恢复正常设置。（3）设置最小导叶开度限制，可防止导叶过度关闭，导致转速过度下降。一般可设置0.7-0.85倍的空载开度，即导叶关闭至最小开度限制时不再关闭。转速稳定后恢复正常设置。

 

2.3巨型水轮机组调速器冗余控制双机切换逻辑

 

调速器内部的主要逻辑与双机交互的信号密切相关，可分为主要权利的获取和交付。主要权利的逻辑是：当控制器不处于主要状态，无大故障时，另一套控制器的大故障信号或主要信号消失，给予“自己”主要命令；当控制器不处于主要状态时，另一套控制器也有大故障，但没有主要用途时，控制器也给予“自己”主要命令，但由于控制器有大故障，只接收和处理信息，不输出控制信号。主权交付不同于获取。其实逻辑是:当主控制器判断自身或控制对象出现大故障时，会向备用控制器发出大故障信号，判断备用控制器是否有大故障。如果备用控制器没有大故障，主控制器将其主要状态置于零；如果备用控制器之前出现大故障，调速器仍将保持当前控制器为主，用于接收和处理信号，而不是控制，控制模式将变成电/机手动控制。

 

2.4调速器液压跟随故障智能诊断方法

 

要从理论上对控制系统进行定性分析和定量计算，首先要建立系统的数学模型。调速系统液压随动系统由电液转换元件、液压控制元件和执行元件组成。为了使控制系统的表示简单明了，一般在控制工程中绘制控制系统的框图进行分析研究。水轮机调节系统为闭环系统，水轮机控制系统本身也是闭环系统。在调速器液压随动系统中，比例阀属于电液转换单元，理想情况下相当于比例环节；主配置属于液压放大单元，理想情况下相当于积分环节和比例环节串联；主接头属于液压执行单元，理想情况下相当于积分环节。调速器主接、主配、比例阀液压跟踪故障是指由于传感器损坏、脱扣、断线、阀芯卡住或液压系统失压等因素，导致电控系统控制下主接、主配、比例阀阀芯位置，控制信号不正常，控制异常的故障现象。基于调速系统液压跟踪故障的智能诊断方法广泛应用于电液转换和液压放大环节的比例阀和主水轮发电机组，有效解决了当前水轮发电机组调速器液压跟踪系统故障诊断技术落后、判断不当、液压跟踪故障误判、迟判、漏判等问题，避免因诊断不及时或错误导致故障扩大，进一步保证了水轮发电机组的安全、稳定、可靠运行。值得一提的是，该方法还具有自学智能诊断功能，可显著提高调速系统故障的智能诊断和处理水平，为设备的精益运行和维护提供有力支持，进一步有效保证水轮发电机组和电力系统的安全、稳定、高质量运行。

 

2.5新型故障存储技术

 

新的故障存储模式是基于调速器现场控制器PCC内的PVI通信机制，通过调用控制器中的维护故障存储区域写入所需数据，设备断电时无数据丢失风险。在调速器PCC存储区，维护人员可以编写相应的程序，在故障发生前后一定时间内记录调速器内的重要数据。数据的存储速率与PCC的运行速率完全一致，可以有效保证数据的取样精度。系统故障记录的数据量可以手动设置。测试后，确认新功能投入期间PCC内存利用率变化不大，PCC运行不受影响。根据设置，当故障记录数超过一定限值时，系统可以自动删除第一次故障时的数据，并将数据保存到配置的外部存储卡中。维修人员可使用调试计算机将数据复制到本地，便于及时分析故障原因。故障发生后，调速器PCC可自动绘制相应的波形文件。维护人员还可以使用特殊的数据导出软件将故障数据导出到调试计算机生成Excel文件，用于数据显示或绘制故障前后的波形。