水电厂调速器系统故障处理

1、水电厂调速器系统故障处理0 引言 某水电厂机组自调速其改造投产以来， 设备运行情况良好， 各项技术指标根本能满足要求。但调速器系统仍然发生几起故 障，虽然 未造成严重后果， 对机组及电网系统还是造成了一定的 影响。为了保 证机组及系统的平安运行， 本文对调速器系统故障 进行了调查与分析， 最后总结出原因与预防方法以杜绝类似故障 重复发生，防患于未然。1 故障发现故障 1： 2021 年 4 月 20 日，运行人员接调度令开某号机组， 运 行人员在中控室监控系统的上位机进行远方操作 , 某号机组启 动后转 速迅速上升 ， 在极短的时间内转速? 140%机组过速保护 装置运作 , 该 机组自动进行

2、事故停机。 但在停机过程中紧急停机 第一次动作失败， 再 自动进行第二次紧急停机动作后导叶全开以 上信号复归。 在第三次紧急 停机动作后导叶全关，机组转速 V 95%，在经历三次紧急停机动作后， 紧急停机成功执行，经检查 未发现明显问题。故障 2： 2021 年 4 月 24 日，运行人员在开同 一台机组时发现，和 4 月 20 日故障相似，机组 启动后转速迅速 上升 , 在极短的时间内转速? 140%运行人员迅速采取紧 急停机 动作、落进水口闸门动作和自动停机令动作。但第一次、第二次 和第三次紧急停机动作全部无效， 直至第四次紧急停机动作后导 叶全 开以上信号复归。 在第五次紧急停机动作后导

3、叶全关， 机组 转速 v 95% 在经历五次紧急停机动作后， 紧急停机才成功执行。2 故障初步检验 针对以上现象在进水口闸门下落、 导叶无水的情况下对该机 组调速器故障进行检验： 首先， 利用机械手操机构进行屡次导叶开闭试验，导叶均能正常动作； 利用现地电手动按钮进行屡次导 叶开闭试验，导 叶均能正常动作， 且导叶主反响显示正常， 步进 电机局部反响电压正常； 导叶开启状态下， 屡次利用紧急停机关 闭导叶， 动作正常； 对两个 反响电位器相关电气回路的各接线端 子进行检查正常。 其次，用现地 电手动方式将导叶开至 30%开度， 停止按钮操作， 此时导叶自动开至 100% 开度。导叶停在 100

4、%开 度时，步进电机始终在往关侧快速旋转，其传动轴及局部反响装 置均压在行程最下方。用现地电手动方式将导叶从 100%开度往 回关，在导叶关至 70%开度时，停止按钮操作，此时导叶自动关至 0。断开调速器电源，手动将导叶步进电机转盘向开启方向旋 转一定角度， 松手后恢复调速器电源。调速器电源恢复后，导叶 突然由 0 开至 100% 开度。此时将紧急停机电磁阀推向停机侧， 导叶未能正常关闭， 且多 次操作导叶均无反响。 现地电手动将导 叶关回， 在关闭调节过程中发 现调速器滤网后油压严重偏低， 且 操作过程油压波动较大。网前油压 为 2.0Mpa ，停止操作时网后 油压为 0.9Mpa ，操作过

5、程压油最低值到达 0.55Mpa。此次操作未 出现导叶自动突然全关的现象。现地电手动将导叶关至 0 后，重 新将导叶开启， 在开启过程中滤网后油压波动较小一些，最低油 压值为0.8Mpa。此次操作未发现过程中导叶突然全开的现象。再次，将调速器滤网人为堵塞， 网后压力为 0.8Mpa 后进行试验： 更换步进电机局部反响电位器。 模拟中控室自动开机流程，在导 叶开启过程中将导叶主反响断线，导叶开至启动开度26%后，因未检测到机频，短时内便关回至最小空载开度10%。将导叶主反响恢复正常，模拟中控室自动开机流程，在导叶开启过程 中将步进电机局部反响电位器断线，导叶开至24%时维持开度并出现持续的抽动现

6、象。 将步进电机局部反响电位器恢复正常， 试 验并检测紧急事故停机电磁阀，电磁阀工作正常，但导叶未动作。 对调速器电液伺服阀、 引导阀、 辅助配压阀及主配系统进行解体 检查处理，所有配合部件未发现明显异常。 只有电液伺服阀阀芯 与其配合部件有 局部轻微卡涩。 通过研磨处理后， 电液伺服阀及 引导阀的配合部件均 能正常动作。 对滤网及所有集成管道进行清 洗和吹扫。 调速器恢复后， 在额定工作油压2.0Mpa条件下进行各项试验，均正常。最后，对调 速器集油槽清洗检查，集油槽 排油后， 发现靠污油侧第一道插板滤网 上布满了棉絮， 集油槽底 部排油口边上发现一块棉布， 棉布由于在透 平油中长时间浸泡已

7、 经腐烂。 比照发现， 集油槽中漂浮的棉絮与调速 器滤网上堵塞的 棉絮相同。电机局部反馈均动作正常。 将两个反响分别进行断线处理时， 出现的故障现象与本次机组故障时的现象不一致。模拟自动开机 过程 因此排除 反响电位3 故障诊断结论 在整个故障分析试验过程中，导叶主反响及步进器故障因素。 由于在调速器液压随动系统解体检查过程 中未发现明显的异物卡涩和部件磨损卡涩， 因此液压机构卡涩因 素也可以排除。 根 据故障排除情况分析， 故障是由于某号机调速 器工作油压是在必须在 高于 1.4Mpa 的范围内才可以进行工作， 否那么将低油压事故停机。 而 当超出正常工作油压范围时， 就会有 异常现象发生。

8、 但在实际运行中，某号机调速器控制极油压压力只有0.9Mpa，发生了滤网严重堵塞，但取自压油罐的动作低油 压事故停机的油压又显示正常。 根据实践和理 论分析在滤网严重 堵塞的结果下将产生以下现象 :3.1 自动情况下， 自动开机螺纹针塞右旋转， 将控制压力油 上 腔与活塞下腔导通，由于滤网堵塞严重，供油缺乏，活塞 只能缓慢向 上移动， 带动引导阀向上运动， 同时主配压阀活塞向 上随动，导叶打 开。开机过程中导叶开机顶点大于空载开度， 接 近空载时导叶回关， 步 进电机螺纹针塞左旋转， 将活塞下腔与回 油导通， 滤油器向上腔供油， 此时滤网堵塞严重活塞只能缓慢向 下移动，这时回关缓慢，调速器控制

9、 主体PLC接收不到小反响回 调的信号，步进电机就会不停的向左旋转， 此时导致压力油与回 油导通，活塞不能随动，压力表显示为 0，此时导 叶开度大于空 载开度，导致机组过速。3.2 手动操作步进电机手轮时， 如果不频繁操作， 压力油勉 强 可以维持操作， 故操作正常； 如果频繁操作步进电机就会产生 失油现 象， 供油缺乏导致步进电机紧急停机失败。 紧急停机芯塞 动作要克服 复中弹簧约 20 公斤的力，在失油的情况下紧急停机 无法动作。注： 紧急停机芯塞腔受压面积为直径 1.9cm 的圆， 经换算使弹簧动作的最 低稳定油压要求值为 0.7Mpa。3.3 由于造成调速器失控的主要原因是滤网后失油，

10、 而贵厂 所做滤网堵塞模拟试验无法与故障发生时的失油情况完全吻合，因此模拟滤网堵塞时导叶未出现相同的故障现象。4 结论与建议们可以根据以上对该水电厂某号机组调速器的故障分析与排查我 确定调速器滤网堵塞严重是造成网后油压过低和调节过 程中液压随动 系统失油的根本原因， 而网后油压过低和液压随动 系统失油那么直接导 致调速器调节过程中失控，并致使机组过速。 根据故障产生的原因本文 建议生产管理人员在调速器运行过程 中要注意以下方面：4.1 注意设备维护 首先，调速器集油槽油化验不合格时， 维护人 员在收到化验单后 2 天内应完成滤油或换油工作；其次， 在油化验正 常的情况下， 维护人员每年至少要对调速器集油槽进 行一次滤油工作； 第三， 调速器滤网前后压差应作为维护人员日 常设备巡检的重点工程 之一。当压差超过 0.2Mpa 时，维护人员 应通知运行人员切换滤网， 并 于当日对堵塞滤网进行清洗。 由于 静态时油压差可能不大， 应该完善 调速器滤网前后压差超标告警流程的设置工作， 保证在线监视。 要求实现当滤网前后压差超过 0.2Mpa 时，中控室