小峡水电站首台机调速器调试中出现问题及解决方法

赵志庆，周金龙，王飞宇

（嫩江尼尔基水利水电有限责任公司，黑龙江 齐齐哈尔161000）

小峡水电站位于甘肃省皋兰县境内黄河干流上，电站总装机457.5 MW，轴流转桨式机组，电站额定水头13.8 m，小峡水电站调速器为双调形式，型号BWST150－6.3。在首台机调速器调试的过程中出现了一些设计、制造、安装上的问题。

1 机械分段关闭的调整

由于是轴流转桨式机组，分段关闭尤其重要，对降低甩负荷后的机组转速上升和蜗壳水压上升有明显的作用，并能有效地防止机组抬机。设计导叶总关机时间为12 s，分两段关闭，分段拐点在40%开度位置，第一段为快速关闭，从全开到40%开度时间为4 s，第二段为慢速关闭，从40%开度到全关时间为8 s。

在调整分段关闭时，始终调不出来，首先怀疑是分段关闭阀的控制油管细了，厂家要求油管的内径为10 mm，而设计院设计成管的外径为10 mm，分段关闭阀动作时控制腔的回油还没有排完，即分段关闭阀没有动作到位，而导叶已经全关了，没有起到分段关闭的作用，所以重新更换控制油管。换管后分段关闭还是没有调出来，这次怀疑是分段关闭阀型号配大了，动作后不起节流的作用，要求把下台机的分段关闭阀换上，由于法兰盘对不上无法安装，所以只能用原来的分段阀。最终的解决办法是把分段关闭阀的粗调关死，只用细调部分调整分段关闭。

2 导叶反馈信号非线性的处理

小峡电站的接力器形式为摇摆式，4个接力器用销轴固定在顶盖上，由于摇摆式的接力器在运行的过程中是不断摆动的，在接力器上无法安装反馈杆件，只能安装在控制环上，接力器输出杆的直线位移转成控制环的周向运动，安装在控制环上的反馈杆与接力器的行程存在着非线性的关系，接力器的行程与导叶开度是线性关系，这样反馈杆的直线输出不能真实地反映导叶的开度，造成反馈信号的非线性。

解决方法：多次的调整反馈杆在控制环的位置，使反馈信号的输出最接近线性。

3 桨叶反馈信号出现问题及解决方法

桨叶反馈信号在刚一上电时突变为50%开度位置，并且有抖动现象，而实际的桨叶开度为0，利用万用表测量反馈信号回路电流大约有12mA左右。

初步怀疑是干扰的原因，因为是反馈信号电缆经发电机端子箱转接，按规定模拟信号回路是不应中间转接的，而且屏蔽要一点接地，但是重新更换电缆后故障现象没有消除。改用加滤波电容的方法，选用一个0.4μF的电容，在电源线的两端加电容，正电源对地加电容，负电源对地加电容都没有解决。

最终解决方法：更换反馈传感器，而且屏蔽层一点接地，解决了故障问题，产生这种现象的原因是信号线的绝缘被损坏，使信号线接地造成的。

4 导叶反馈信号杂波信号处理

在做实验室，导叶开度曲线、桨叶开度曲线在微机录波时出现很大的杂波信号，直接影响试验结果，在做静特性试验时，测得的转速死区为0.05%，超出了国家标准的0.04%。

分析产生杂波信号的原因，电流信号所带的负载太多，有电气柜的开度表，机械柜的开度表，电气柜的模拟量输入模块，还有试验仪器，尤其是试验仪器，把试验仪器去掉后，杂波明显变小。

解决方法：把电流形式的反馈改成电压形式的反馈，在电流信号线的两端串接一个500Ω的电阻，把4～20 mA的电流信号变成0～10 V的电压信号，利用模块的电压模拟量通道，杂波信号明显消除，做出的静特性试验转速死区只有0.01%，远小于国家标准。

5 模拟量模块烧坏的原因

由于小峡电站是首台机，土建还没有完工，存在一些遗漏之处，反应水头信号的差压变送器安装在尾水廊道层，空气潮湿，加之墙壁渗水，湿气进入差压变送器内部，时间一长便会结成水珠，导致信号线短路，烧坏模拟量输入模块，这是模块被烧的外在因素。烧坏模块的另外一个因素是，调速器本身只接收1个4～20 mA的水头信号，而现场的水头信号器是两线制，需要1个24 V的直流电源，才能在此回路产生1个4～20 mA的电流，所以到现场后厂家进行改线，利用本柜的直流24 V电源串进反馈回路里，如果这时水头信号器被短路，那么24 V电源直接串进模拟量输入通道，这是导致模块被烧的内在因素。

6 72 h试运行出现的问题

在72 h试运行时，发现桨叶在某一开度范围内出现摆动现象，使油压装置频繁起动，油温明显升高，检查调速器并没有输出，由于当时模块被烧坏，水头信号没有接入，所以必须手动设定水头值，由于协联关系使桨叶的开度离开摆动区，降低了机组的效率，才顺利完成72 h试运行。事后分析是桨叶开度人工失灵区设定有些偏大，把人工失灵区改小后摆动的现象就没有再发生。