水轮机调速器作业指导书

1、合面狮电厂水轮机调速器作业指导书编码：BDDQ-03 审 查：编 写：二0一二年八月 批 准： 日期：技术审核： 日期：安监审核： 日期：项目部审核： 日期：编 写： 日期：目 录1.适用范围12.编写依据13.作业流程24.作业准备34.1人员配备34.2工器具及仪器仪表配置35.工期定额46.作业方法46.1作业准备46.2电气作业前检查46.3调速器屏柜仪表、通电检查46.4调速器静态试验56.5检查是否具备开机66.6调速器动态试验76.7机组甩负荷试验86.8机组调速器各参数检查96.9结束97.安全及预控措施97.1安全预控措施97.2危险点辨识98.质量控制措施及检验标准99.作

2、业中可能出现的主要异常现象及对策1010.调速器运行中的故障分析及处理1211.常见故障及处理方法14 1. 适用范围本作业指导书适用于本厂DKST（A）-100型交流电机控制式可编程水轮机调速器的调试作业。DKST（A）-100型交流电机控制式可编程水轮机调速器参数：转速死区ix0.04% 静态特性曲线线性度误差5%随动系统不准确度ia0.8% 自动空载三分钟转速摆动相对值0.15%接力器不动时间Tq0.2s 平均故障间隔时间8000h主要调节参数整定范围：比例系数（KP）0.520 积分系数（KI）0.0510（1/S）微分系数（KD）05(S) 永态转差系数（bp）010%频率人工死区（

3、f）01.0% 频率给定范围（fG）505HZ功率给定范围（PG ） 0100%其它技术数据：工作油压：2.5MPa 主配压阀直径：100（mm）工作电源： AC220V 200W DC110V或220V200W2. 编写依据表21 引用标准及规范名称序号标准及规范名称颁发机构1水轮机调速器与油压装置技术条件（GB9652.11997）中华人民共和国国家标准管理委员会2水轮机调速器与油压装置试验验收规程GB/ T 9652. 21997中华人民共和国国家标准管理委员会3电控设备第二部分装有电子器件的电控设备GB37971988中华人民共和国国家标准管理委员会4电磁兼容性试验和测量技术GB/T1

4、7626.4-1998中华人民共和国国家标准管理委员会5水轮机电液调节系统及装置技术规程 DL/T5631995中华人民共和国国家标准管理委员会6电业安全工作规程中华人民共和国能源部7厂家说明书及技术资料厂家3. 作业流程3.1作业（工序）流程图作业准备电气作业前检查调速器屏柜仪表、通电检查调速器静态试验是否具备开机条件否完成是调速器动态试验机组甩负荷试验机组调速器各参数检查图31 作业流程图4. 作业准备4.1 人员配备表41 作业人员配备工序名称建议工作人数负责人数监护人数电气作业前检查21-调速器屏柜仪表、通电检查21-调速器静态试验311检查是否具备开机21-调速器动态试验311机组甩

5、负荷试验311机组调速器各参数检查311注:作业人数根据具体工程量规模配备。4.2 工器具及仪器仪表配置表42 主要工器具及仪器仪表配置序号名称规格/编号单位数量备注1变频器台13#、4#机组使用2万用表只13手电筒只24常用工具若干56789101112注: 工器具及仪器仪表根据具体工程量规模配备。5. 工期定额调速器电气调试作业工期为2天。6. 作业方法6.1 作业准备6.1.1 技术准备：按规程、厂家安装说明书、图纸、设计要求及作业措施对作业人员进行技术交底，交底要有针对性；6.1.2 人员组织：技术负责人、安装负责人、安全质量负责人和技术工人；6.1.3 机具的准备：按作业要求准备机具

6、并对其性能及状态进行检查和维护；6.1.4 试验设备准备：万用表、变频器等。6.2 电气作业前检查6.2.1 检查工作的安全措施完善，二次隔离措施符合作业安全要求。6.2.2 检查调速器屏柜及二次电缆安装接线完好，符合试验条件。6.2.3 试验人员熟悉相关资料、试验步骤和技术要求。6.2.4 试验仪器符合要求。6.3 调速器屏柜仪表、通电检查6.3.1 上电前首先应保证接线正确，特别是厂用交流、厂用直流和开关电源的输出有无短路现象，为避免干扰信号，应尽量做到强、弱电分开，机、网频信号应用屏蔽线。上电后用万用表测量下列电源电压值：厂用AC220V电源：电压偏差不超过额定值的-15%+15%；厂用

7、DC220V电源：电压偏差不超过额定值的-15%+15%；DC24V：参考范围20.4V26.4V；DC12V：参考范围为10.5V14.5V；DC5V：参考范围为4.95V5.25V。6.3.2 零位幅值调整 导叶接力器在全关位置，操作电手动按钮或手轮将导叶接力器全关，调整接口功能板上调零电位器W2，用万用表监测放大板输出脚J0-3对J0-14（模拟地）电压，将其电压调至0.05V；然后将导叶全开，调整接口功能板调幅电位器W3，使J0-3对J0-14电压为10.0V。轮叶调零调幅方法与导叶类似，调整接口功能板调零电位器为W5，调幅电位器为W6，需监测电压为放大板J0-7对J0-14电压。注意

8、：1#、2#机组的导叶调零电位器为W1，调幅电位器为W2，监测电压为DCZ导叶放大板DCZ-7(导叶反馈出)对DCZ-3（虚拟地）电压；轮叶调零电位器为W1，调幅电位器为W2，监测电压为LCZ导叶放大板LCZ-7（轮叶反馈出）对LCZ-3（虚拟地）电压。6.3.3 模拟表计调整导叶开度表调整 导叶全开，调整导叶开度表后的调整电位器使其指向100%。轮叶开度表调整 轮叶全开，调整轮叶开度表后的调整电位器使其指向100%。6.4 调速器静态试验当机械、电气动作基本正常后，就可做机组协联试验、静态特性试验，具体步骤如下：6.4.1机组协联试验 1、将调速器电柜上的机频端子外部线甩出。 2、在机频端子

9、引两线与网频端子短接，作模拟机频，手动调节导叶开度，观察轮叶开度变化，记录相应的开度值：S导叶0（%）S轮叶0（%） 与机组设定的协联曲线基本一致。6.4.2静态特性试验1、3#、4#机组：将调速器电柜的ZD端子上的“静态测试”（E：15）端子与“GD”端子短接，模拟并网令将“GD”端子与“并网”（E:9）端子短接。 1#、2#机组：将调速器电柜的ZD端子上的“静态测试”（X02：12）端子与“GD”端子短接，模拟并网令将“GD”端子与“并网”（X02:3）端子短接。2、3#、4#机组：用频率信号发生器模拟机频信号接入电柜ZD端子的“机频”输入端子（E：26、27），相应的外部接线甩掉，设定机

10、频为50.00Hz，设定F=0.1Hz。1#、2#机组：使用自带的频率信号模拟器,设定机频为50.00Hz，设定F=0.1Hz。3、将调速器切自动，功给设定为50%，水头设定为设计水头值，根据以下表格，对调速器在接力器全行程进行双向开关机试验，记录数据填入下表。f(Hz)51.551.250.950.650.350.049.749.449.148.848.5S导叶S导叶S轮叶S轮叶快速工程计算方法：记录同一发频值的最大接力器开关位置偏差为ymax，接力器全行程为ymax，则试验最大转速死区为ix（ymax/ymax）bp。标准规定大调转速死区ix0.04%，轮叶随动系统不准确度1.5%。6.5

11、 检查是否具备开机调速系统的检查(1)调速系统及其设备已安装完工，并调试合格。油压装置压力、油位正常，透平油化验合格。各部表计、阀门、自动化元件均已整定符合要求。(2)油压装置油泵在工作压力下运行正常，无异常振动和发热。集油槽油位继电器动作正常。高压补气装置手动、自动操作时动作正确。漏油装置手动、自动调试合格。(3)由手动操作将油压装置的压力油通向调速系统，检查各油压管路、阀门、接头及部件等均无渗油现象。(4)调速器电调柜已安装完工并调试合格，电气机械(液压转换器工作正常)。(5)调速器锁定装置调试合格，信号指示正确，充水前应处于锁定状态。(6)进行调速系统联动调试的手动操作，并检查调速器、接

12、力器及导水机构联动操作的灵活可靠和全行程内动作平稳性。检查导叶开度、接力器行程和调速器柜的导叶开度指示器等三者的一致性，并录制导叶开度与接力器行程的关系曲线，应符合设计要求。(7)事故配压阀和分段关闭装置等均已调试合格。用紧急关闭方法初步检查导叶全开到全关所需时间，应符合设计要求。(8)转桨式水轮机，通过调节器操作检查桨叶转动指示器和实际开度的一致性。模拟设计水头下导叶和桨叶协联关系曲线正常。(9)对调速器自动操作系统进行模拟操作试验，检查自动开机、停机和事故停机各部件动作的准确性和可靠性。(10)测速装置安装完毕检验合格，继电器接点已按要求初步整定。6.6 调速器动态试验6.6.1 手动开停

13、机将调速器导叶切至手动，手动操作导叶电手动按钮，启动机组，使机组处于额定转速下运行。稳定一段时间后观察机组频率摆动值，每次三分钟，共三次。最大值最小值F(Hz)F(Hz)F(Hz)一段时间后手动停机。标准要求手动空载摆动值0.2%。6.6.2 自动开机调速器切自动，发开机令，机组开至额定转速。机组运行稳定后观察机组频率摆动值，每次三分钟，共三次。最大值最小值F(Hz)F(Hz)F(Hz)标准要求自动空载摆动值0.15%。6.6.3 空扰试验(8%)和自动停机操作调速器电柜触摸屏，置频给为52.00Hz，按一下“ENT”键，机组稳定后置频给为48.00Hz，按一下“ENT”键，记录频率最低值、稳

14、定时间、调节次数；稳定后将频给置52.00Hz，按“ENT”键，记录频率最高值、调节次数、稳定时间。上扰最高值(Hz)调节次数(次)调节时间(s)超调量(%)下扰最低值(Hz)调节次数(次)调节时间(s)超调量(%)做完空扰试验后发停机令自动停机。6.6.4 手自动切换，紧急停机试验自动运行，并网带一定负荷稳定后，进行手自动切换，接力器无明显冲击。模拟事故发紧急停机信号，动作应正常，机组完成停机后，复归紧停电磁阀，动作应正常。6.7 机组甩负荷试验机组自动开启，并网带上一定负荷，进行如下甩负荷试验：1、甩25%负荷自动工况并网运行后，负荷量增至25%，断开油开关，测量接力器不动时间，要求Tq0

15、.2s； 2、甩75%负荷自动工况运行，并网后负荷量增至75%左右，断开油开关，观察转速、水压的上升情况，若无异常，则做甩满负荷试验；3、甩100%负荷自动工况运行，并网后负荷量增至100%左右，断开油开关，观察转速上升最高值及超过3%额定转速值的波峰次数。观察从接力器第一次向开启方向移动起，到机组转速摆动值不超过0.5%为止所经历的时间；标准规定：超过3%额定转速的次数2次，转速最高140%，调节稳定时间40s。6.8 机组调速器各参数检查机组调试作业结束，进行试投运，检查调速器设置参数值是否正确，状态信号显示是否正确，机组运行各项指标有无异常。6.9 结束机组试运行72小时，调速器及相关设

16、备运行一切正常后，移交运行车间。7. 安全及预控措施7.1 安全预控措施7.1.1 作业前，技术负责人应向所有参加作业人员进行现场安全、技术措施交底，作业人员应熟悉调速器有关图纸和资料。7.1.2 现场作业必须严守安全工作规范，严禁非参试人员进入水导层，无关人员远离试验区。7.1.3 动态试验开始前，要双重确认接力器锁定已拔出。7.1.4 参试人员试验过程中注意观察机组运行情况，发现异常紧急情况，随时做好紧急停机措施。7.2 危险点辨识表7-1 危险点辨识及预控措施序号危险点预控措施1进行试验端子短接时带电接线前用万用表检查是否带电2短接线接错短路核实图纸、端子接线无误3接力器、控制环和导叶拐

17、臂突然动作参试人员禁止站立在拐臂、控制环等转动部件上458. 质量控制措施及检验标准8.1 标准规定大调转速死区ix0.04%，轮叶随动系统不准确度1.5%。8.2 标准要求手动空载摆动值0.2%。8.3 标准要求自动空载摆动值0.15%。8.4 标准规定：超过3%额定转速的次数2次，转速最高140%，调节稳定时间40s。9. 作业中可能出现的主要异常现象及对策 微机调速器由于采用高可靠性的可编程控制器等作为调节器，并设计了少量的合理外围电路，电气部分故障率比较低，偶尔出现的异常现象，大部分是由于接触不良和设置有误造成，所以调试中出现问题后，应先检查相应的电源和信号电缆是否连接正确，端子、插座

18、是否牢固连接，测量信号是否正确等。具体可能遇到的故障主要有如下情况：9.1 机频显示为零，调速器机频测量故障对这种故障首先应根据具体测频方式进行故障排查：1、对于采用可编程高速输入口及软件测频的微机调。应检查输入信号灯是否闪烁，如无闪烁，说明无测频信号输入，这时需检查接口功能板上的整形及分频电路的输出，以及其输入接口，以判断是信号连线未连接好，还是元件损坏所至。2、对新安装的机组或大修机组因长时间停机，发电机剩磁消失，可能致使机端电压低于0.2V，造成测频单元整形电路不能正常工作，故人机界面上机频显示为零，且出现机频故障报警信号。对此，应适当给发电机充磁。3、还可能是机组电压互感器（PT）断线

19、或机频测频隔离变压器断线等造成没有机组频率信号。这种情况可通过测量测频输入端有无信号、再逐步排查。9.2 给上电源后电气故障灯亮这种故障可能的原因有： 1、可编程控制器的运行开关未置于“RUN”位置，因而发生电气故障灯亮。此时可观察可编程“运行”（RUN）灯是否亮。如果“RUN”灯未亮，说明可编程没有投入运行，出现电气故障灯亮是可能的，只要把运行开关切到“运行”即可。2、可编程控制器故障，此时可编程故障灯亮，导致这种故障的还有多种原因，其中主要的有可编程各模块故障，程序运行超时，状态RAM故障，时钟故障等。此时一般应先切手动，暂停运行，过一会儿再重新启动，如果不是常驻性故障，可能是瞬时受异常干

20、扰所致，通常重启后恢复正常。如果是常驻性故障，应检查相关模块运行指示灯是否正常，对不正常的模块应进行更换。3、也可能是“电气故障”继电器接点粘连或继电器损坏。此时可检查可编程控制器“电气故障”端子是否有“电气故障”的信号输出（即可观察对应可编程输出端口指示灯是否亮）即可判断是否继电器的问题。4、也可能是测频故障导致“电气故障”灯亮，不过这种情况多半伴有“测频故障”信号报警。9.3 自动开机接力器不能开启这种故障可能有如下几种原因:1、对于自动/手动控制需要由 手/自动切换开关 控制的微机调速器,是否 手/自动切换开关 未切换到自动位。2、是否因事故（或模拟事故）导致紧急停机电磁阀动作，而开机前

21、，没有复位紧急停机电磁阀，因而自动开机接力器不能开启。3、开机信号未送至调速器。对此应检查调速器开机令输入端是否有开机信号（即可编程控制器开机令输入端口指示灯是否亮）即可判断。若指示灯亮未亮，应检查其连接电缆是否未接牢或者断线。4、检查引导阀是否卡住。例如导叶配压阀的引导阀卡阻而造成无法开机，如果是因为引导阀卡阻造成的，可先将调速器上导叶 手/自动转换开关 切换到手动位置，手动用操作手柄轻轻往关方向带动，使引导阀恢复正常，在切到自动位。9.4 调速器不能紧急停机调试中模拟机组事故或运行中机组事故，但调速器不能紧急停机。这种事故的主要原因可能有：1、紧急停机令没有送到微机调速器的相应输入端。这可

22、能是信号连线不正确或接线松动所致，可观察可编程控制器对应输入端指示灯是否亮即可判断。2、可编程控制器紧急停机信号未送达紧急停机电磁阀线圈。这中间有可能是紧急停机继电器故障（如触点粘合、继电器损坏）或继电器输出至紧急停机电磁阀的连线故障（断线或接线不牢），此时测量紧急停机电磁阀线圈插头应不带电。3、紧急停机电磁阀故障或损坏。当测量紧急停机电磁阀线圈插头有电，而接力器不关机，则多半原因是紧急停机电磁阀故障，有可能是线圈断线（可检测线圈电阻加以判断）或者是电磁阀芯卡阻。电磁阀阀芯卡阻通常是由于油质太脏或者运行中长期没有发生事故紧急停机，运行人员又没有在机组停机时定期操作紧急停机电磁阀导致的。对此应解

23、体、清洗后重新组装。9.5 电手动调节导叶或轮叶不能全关和全开 出现不能全关或全开有很多种情况，其中主要可能原因有：1、 导叶、轮叶位移传感器安装位置与导叶、轮叶实际位置不对应；2、 调速器导叶、轮叶配压阀机械中位与电气中位出现偏差，应核实机械中位准确可靠，在重新调节电气导叶、轮叶零位和满偏。9.6 导叶反馈故障及处理调速器出现导叶反馈故障在微机调也有多种原因，其中主要的有：1、导叶反馈断线（2号机组已经出现过因为导叶反馈信号中断事故停机，原因就是导叶反馈信号的一个接头脱落）；2、导叶反馈传感器供电电源故障或电源线掉线；3、导叶反馈信号线屏蔽不好，受到强电磁干扰；4、对导叶反馈进可编程控制器的

24、微机调，也可能是A/D转换模块故障或信号连线未接牢。对原因（1）和（2）只要检查反馈信号线和电源线就可确定；对于原因（3）应检查屏蔽线是否单端接地，接地是否接牢；对原因（4）可检查A/D转换器的输入及微机调导叶开度的指示值是否一致就可判定。10. 调速器运行中的故障分析及处理水轮机调速器虽然在出厂前进行了厂内调试，到电站安装后又进行了电站现场调试，应该说大多都能安全稳定运行。但是由于水轮机调节系统是一个由调速器和被控对象组成的一个时变、非线性和含非最小相位的系统，因而还可能发生这样或那样的故障，下面就运行可能发生的一些主要故障作进一步的分析。10.1 自动空载时机组频率和接力器发生摆动机组转速

25、和接力器发生非周期性摆动1、调速器反馈系统存在非线性，或反馈传感器在某区域接触不良反馈系统存在的非线性，相当于反馈信号强弱随着接力器行程不是线性变化；而反馈传感器在某区域接触不良，可能导致反馈信号时有时无。这些都将导致产生不正常的调节信号，如果这种情况恰好在空载开度范围内，则将引起空载接力器和机组频率的非周期摆动。处理对策是：重新进行整机静态特性测试，检查非线性和反馈传感器工作情况，找出具体原因，加以解决。故障案例：2013年3月30日运行人员进行转网操作，#2F停机，#1F带厂用负荷，#1F机组调速器主配压阀出现抽动现象，机组转速和接力器发生非周期性摆动，经检查发现自复中位移传感器与主配压阀

26、连接杆的松脱，导致产生不正常的调节信号，出现上述故障现象。处理经过：将调速器切手动状态，自复中位移传感器停止动作，调节位移传感器连接杆，使其反馈电压等于总电压的二分之一，紧固连接螺丝，调速器切回自动，故障现象消失，调速器恢复正常工作。2、调速器伺服系统油路（尤其是主配至接力器油管路）中存在空气由于伺服系统油路中存在空气，使调节中空气受压缩，而调节结束时，受压缩的空气膨胀，导致压力下降，致使接力器活塞两腔压力不平衡，引起接力器摆动。对此，可在机组停机和主阀关闭的情况下将调速器切为手动控制，然后手动操作使接力器活塞来回移动几次，以排除油路中残存的空气。10.2 机组自动开机后，转速达不到额定值机组

27、自动开机后，转速达不到额定转速，对不同调速器，可能有不同的原因：1、水头监测值不正确或水头人工设定值不准确当水头监测值或水头人工设定值高于实际水头值时，将导致自动按水头整定的空载开度比实际的空载开度小，致使机组开机后，转速达不到额定值（对微机调）。对此主要是要改进水头监测的准确性；对人工设定水头值，应根据实际水头正确整定。进水口拦污栅严重堵塞2、进水口拦污栅严重堵塞，造成水轮机实际工作水头下降，导致整定的空载开度比实际空载开度小，造成机组开机后转速达不到额定值。对此，在当时运行中可适当增大空载开度，以保证机组达到额定转速。但要根本上解决问题，还要及时清污以防止拦污栅堵塞。同时要随时根据实际水头

28、，重新设定空载开度。10.3 机组并网运行发生自动溜负荷所谓溜负荷是指在系统频率稳定，也没有操作减负荷的情况下，机组原先所带的负荷全部或部分自行卸掉。这种情况可能的原因有：1、电液转换元件卡阻于偏关侧当电液转换元件卡阻于偏关侧时，此时平衡表通常有开的调节信号，而接力器却一直往关的方向运动，导致机组所带的负荷全部卸掉（对电调和微机调）。这种情况应当先切至机械手动，再检查并排除电液转换元件卡阻现象（如对电液伺服阀解体清洗，组装调试），同时还应切换并清洗滤油器。2、综合放大器开启方向功率放大器损坏当微机调或电调的综合放大器开启方向功率放大三极管损坏时，将造成调速器不能开，但只能关。这种情况遇到干扰或系统频率稍微升高一点时，调速器则自行关小导叶，使机组卸掉部分负荷。但当系统频率稍低一点时，它又不能开大导叶，增加负荷。对此情况，可以人为增减功率给定，