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水轮机调速器抽动故障及解决措施探讨

时间:2016-12-13 09:26来源:www.zglwb.com 作者:王志强 点击:
[摘 要]抽动故障是水轮机调速器运行中最常见的,受到系统设计、运行环境等因素的影响,无法保障调速器处于正常的状态。抽动故障对水轮机调速器的影响较大,降低了水轮调速的准确性,为了保障水轮机调速器的安全与稳定,应该及时解决抽动故障。本文以水轮机调

  [摘 要]抽动故障是水轮机调速器运行中最常见的,受到系统设计、运行环境等因素的影响,无法保障调速器处于正常的状态。抽动故障对水轮机调速器的影响较大,降低了水轮调速的准确性,为了保障水轮机调速器的安全与稳定,应该及时解决抽动故障。本文以水轮机调速器为研究对象,分析抽动故障及对应的解决措施。 论文网站

  [关键词]水轮机;调速器;抽动故障;解决措施 

  水轮机调速器抽动故障,对整个水轮操作的影响较为明显,严重时还会引起其他故障,而且抽动故障具有偶发性、突发性的特征,增加了调速器的运行压力,进而为水轮机的运行埋下安全隐患。为了提高水轮机的性能,深入研究调速器的抽动故障,解决抽动故障后,完善调速器的运行环境,确保水轮机的运行能够达到国家的标准,由此提供稳定、优质的电能。 

  一、 水轮机调速器抽动故障分析 

  调速器在水轮机运行中起到调节、控制的作用,决定了水轮机的运行状态。水轮机调速器的抽动故障,基本可以表现在三个方面,分别是:引导阀、主配压阀、液压系统,均以上下抽动的方式表现出来。水轮机调速器运行期间,受到外界因素以及内在性能的干扰,较容易发生抽动故障[1]。调速器发生抽动故障时,频率是3~10Hz,振动幅值是0.5~2.0mm,一旦出现抽动故障,维修人员采用更换或移动传感器的方法,只能短时间改善调速器的运行,并不能完全解决抽动故障,所以无法在根本上解决调速器抽动故障,还需根据水轮机调速器抽动故障的具体原因,落实相关的措施。 

  二、 水轮机调速器抽动故障的原因 

  以某水电站的混流式水轮机为例,分析调速器抽动故障的原因。该水轮机调速器在运行一段时间后,有明显的抽动现象,根据该水轮机调速器的振动现象,分析实际的原因。该混流式水轮机为组装机,容量4.5W,调速器设置在发电机层,距离接力器管路10多米,该水轮机运行幅度很大,但是导叶、接力器之间为拉杆式连接,导叶调速的过程中发生振动,导致信号输出无规律,引起主配压阀抽动,据维修人员检查,具体的抽动位置是阀芯位置,变化值为0.3%~0.8%。该水轮机调速器的主配压阀抽动,还引起了一系列的抽动故障,如:受到主配压阀的抽动影响,比例伺服阀控制部分与正常值相比,输出过快,进而影响到导叶反馈,此时调速器的电气控制系统,已经不能控制整个调速器的运行,引起了抽动故障。根据上述案例可以发现,导叶反馈信号发生波动,直接就会引起调速器的抽动故障,表明导叶反馈是调速器抽动故障的一大原因。 

  三、 水轮机调速器抽动故障的解决措施 

  结合水轮机调速器抽动故障和故障发生的原因,掌握水轮机调速器的运行状态。维修人员在研究调速器抽动故障的过程中,对其做了全面的分析,重点控制容易引起抽动故障的系统结构,积极改进调速器的系统设计,目的是完善水轮机调速器的运行。维修人员在解决水轮机调速器抽动故障方面,先要掌握故障的发生原因,再提出相关的控制措施,以便提高故障处理的效率,保障水轮机调速器的运行效率。例举水轮机调速器抽动故障的解决措施,具体如下: 

  1、 设置压紧行程 

  设置压紧行程主要是针对水轮机调速器的主阀结果,在水轮机调速器安装或调试时采取压紧行程方式[2]。设置压紧行程的处理措施,必须在停机的状态下才能完成,以免影响调速器的整体结构。例如:在水轮机调速器设置压紧行程时,设置主阀伺服控制信号,维修人员主动控制伺服信号,以此来平衡信号波动,待运行信号平稳后,即可防止主配压阀的阀芯抽动,有利于提升调速器的运行性能。压紧行程是水轮机调速器解决抽动的基本方法,也是最简单的调控方法,此类方法仅应用在主阀引起的抽动故障中,需要由专业的维修人员进行设置操作,控制信号的同时,促进信号波动平衡,尤其是信号波动频率,避免影响调速器的性能,一方面改善水轮机调速器的压紧行程,另一方面优化主阀的运行与控制,排除调速器抽动故障的影响。 

  2、 修改和优化参数 

  水轮机调速器抽动故障分析中,表明了信号振荡对抽动的影响,通过修改并优化数字阀的控制参数,在数字阀输出方面实现延时操作,由此可以避免数字阀的输出信号振荡,防止调速器振动[3]。修改和优化参数,在调速器振动故障控制中,起到预防的作用,随着水轮机调速器的应用与发展,在数字阀控制中引入PID算法,增强PID算法,有利于快速实现数字阀的参数优化,消除参数设置中的偏差。PID算法能够优化数字阀的参数,调节数字阀参数后,促使其接近于调速器的目标参数。例如:当水轮机调速器数字阀的参数控制不明显时,如果没有PID算法的参与,数字阀本身的参数变化根本起不到任何作用,瞬时引起调速器抽动,但是PID算法参与下的数字阀,能够随时调整参数设置,驱动调速器朝向稳定的方向运行,进而有效预防抽动故障。 

  3、 滤波处理 

  滤波在水轮机调速器中引起了抽动故障,维修人员对滤波的处理方式,分为两种状态,分析如:(1)空载状态下的滤波处理,此状态的滤波处理较为简单,维修人员调整主配压阀,调整后可以过滤掉影响输出信号的干扰波,为主配压阀信号传输提供非干扰的环境,保障主配压阀信号准确,才能排除干扰源的影响,防止调速机抽动;(2)运行状态下的滤波处理,不受增减信号的干扰,维修人员在滤波处理方面,先将比例伺服阀控制中的信号做清零处理,再根据调速器的抽动状态,实行滤波处理,采取非频率调节的方法,直至伺服阀的工作状态达到稳定,既可以解决调速器的抽动故障,又可以延长比例伺服阀的使用寿命,体现了滤波处理的效益和效率。水轮机调速器的滤波处理过程中,以工作实况为调节对象,以此来提高调速器的工作性能,排除干扰信号的影响,营造稳定的信号输出环境。 

  4、 改变安装位置 

  水轮机调速器抽动故障处理中,改变安装位置措施主要是针对导叶反馈提出的,因为导叶反馈振幅较大,影响了反馈信号的正常传输,所以为了消除振动引起的信号波动,改变导叶反馈的安装位置,机械转换装置改在水轮机层的位置,防止信号振动造成调速器抽动。除此以外,水轮机调速器抽动故障的维修人员,深入考虑差动变压器概念,更改了传感器的设置,采取移动铁芯的方法,利用位置促进主阀阀芯平衡,解决了平衡点磨损的问题,即使调速器处于长期运行的状态,也能规避抽动风险[4]。水轮机运行中,对调速器的主配压阀阀芯提出了要求,阀芯的动作行程不能有过大的杀局,特别是小行程的位置,所以按照水轮机调速器的现场运行状态,改进主配压阀阀芯的传感器设计,更改为非接触的使用方法,精准的控制阀芯位移,进而完善调速器的运行环境,促使水轮机调速器保持高效率的运行状态,排除了抽动故障的影响。 

  结束语 

  水轮调速器抽动故障的解决过程中,维修人员需要了解抽动故障及发生原因,根据调速器的需求,排除抽动故障。水轮调速器的抽动故障,影响了运行可靠性,解决抽动故障后,还需进行试运行,确保调速器达到稳定、可控制的状态,才能正常应用到水轮机内,保障水轮机运行的整体性,进而提高水轮机的运行效益。 论文范文

  参考文献 

  [1]苏剑.水轮机调速器抽动故障及消除措施[J].黑龙江科学,2015,02:54+63. 

  [2]关君.水轮机调速器抽动故障及消除措施[J].科技创新与应用,2015,28:137. 

  [3]林繁鑫.水轮机调速器系统抽动故障及其消除措施[J].科技与企业,2015,09:238. 

  [4]蒋志照,王珍明.水轮机调速器系统抽动故障及其消除措施[J].水电自动化与大坝监测,2012,02:43-46. 


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