水电机组调速器异常故障及处理分析

刘彩红

摘要：参照某水电厂水电机组因导叶接力器异常导致的低油压保护动作机组机械事故引发的停机以及机组无法自动开机事件为例，对水电机组调速器异常故障及处理方式作出探究，以望参考。

关键词：水电机组;调速器异常;故障及处理

0前言

某水电厂发生一起导叶接力器异常抽动所导致的低油保护动作机组机械事故停机事件以及一起水电机组无法正常开机的问题，维修人员对发生故障的原因进行分析，一致认为是调速器液压控制柜内综合控制模块内的滤波电容出现了问题。随后，维修技术人员针对这种滤波电容故障，在现场进行了一些列的排查与检测，最终确定故障处理办法，对综合模块滤波电容回路进行了抗干扰处理，解决了故障。以望为水电机组雕塑器异常故障的处理提供参考性意见。

1、调速器的系统配置

某水电厂中有电业转化单元、液压控制柜、主配压阀门以及电气柜，南瑞公司的SARF-2000H型的微机调速器是该电厂电气柜多采用的主要系统类型，采用贝加莱公司生产的PCCX20性控制器作为主要控制器，采用南瑞公司的ZFL-FC20000/D型控制柜，以及南瑞公司说研究的综合控制模块，该水电机组调速器中比例伺服阀是采用南瑞公司的ZKM-2型阀门作为主要的控制器，采用GE公司所生产的FC20000型主配压阀作为主要的配压阀门。

2、水电机组调速器异常故障情况

2.1、机组无法正常开机事件

在某水电厂日常生产的过程中，工作人员按照日常的工作流程对3号机进行开机。但是在开机的过程中，当监控开机指令传达给调速器之后，并没有顺利地開启导叶。于是水电厂维修技术人员在机组紧急的情况下，对调速器功能进行静态检测以及反复的对比试验，发现故障问题的原因出在液压控制柜中综合模块1。于是维修技术人员对综合模块1进行了及时的更换，调速器立刻恢复正常，故障解决。

2.2、事故低油压保护动作停机

在某水电机组在日常的生产过程中，在2号机完成自动开机并完成并网之后，调速器中导叶接力器出现了周期为1.4秒，1.5%幅度的导叶额定开度来回异常扭动，因此导致调速油压系统的回油超过全部两台油泵的注油量，进而出现了调速器系统中油压受到了严重的削弱，调速器系统中事故低油压保护动作机组发生机械事故停机。当维修技术人员在机组紧急的状态下对各项控制环节进行检查并且均未发生任何控制环节的异常后，选择手动开机的方式对调速器进行空转实验对比，发现故障的原因存在于液压控制柜内的综合模块1，于是维修技术人员对故障模块进行及时地更换，最终调速器回归正常，故障排除。

3、调速器综合控制模块故障的分析以及排查

作为衔接调速器电气控制部分以及机械液压部分的重要环节，调速器液压控制柜综合控制模块在完全自动的条件下，采用内环串级控制对该模块中电气控制输出与主配反馈模块，为导叶控制的精准度以及稳定性做出有力的保障[1]。

3.1、水电机组调速器综合控制模块故障情况分析

水电厂维修技术人员对水电机组更换下来的故障模块进行一系列的测试后发现：2号机组中，综合控制模块电气柜到液压控制柜的控制电压通道上滤波电容出现故障，该部位的电阻值出现严重的故障，回路中电阻值出现了接近50倍的下降，导致输出电压变高，严重影响了输出到功放的电压稳定性，有严重的震荡情况出现在伺服阀门的阀芯中，所以才出现导叶接力器往复运行的情况。而3号机组中，综合控制模块调速器主配压阀门反馈通道上的滤波电容同样出现了损坏，电阻值异常导致输入信号出现严重的不稳定，出现主配反馈异常放大倍数，失去对导叶的控制。

3.2、调速器综合控制模块故障的排查

该书电厂使用的综合控制模块已经是当下较为成熟的一种产品，其应用在很多的工程中并且没有出现这种情况或者是类似的故障。因此，针对这种同一个生产厂家生产的中核控制模块，同时发生故障的情况，首先要对其生产质量进行考察，当维修技术人员排除了厂家生产的情况下，对水电厂的运行实际情况的电磁干扰以及运行环境进行排查。

首先，电磁干扰方面的原因。考虑到两次的故障都是发生在水电机组在开机的过程中，来进行开停机的过程中都要进行控制风闸电磁阀等多种操作，在电磁阀进行投切的情况下会出现一定的感染电压，对辐射以及电源线等造成严重的影响。因此要在水电机组停机状态下调速器信号回路的干扰进行排查，将示波器分别连接到雕塑器综合控制模块电气柜与液压控制柜的控制电压通道以及主配压阀反馈通道，同时要进行多次的自动风闸电磁阀，对各个信号节点电压波形进行捕捉。维修技术人员发现，在进行每次操作的过程中都会导致电磁阀失去电力，都会产生浪涌式的电压，电压峰值在10V到25V不等。因此可以得出结论，在进行检测的过程中并没有发现高于电容承受耐压的浪涌信号，但是因为维修技术人员的测试次数以及对象有所限制，因此这其中会有一定的随机性出现，因此不能排出综合模块电容损坏以及现场浪涌电压的影响。

其次，运行环境方面。该水电厂的运行环境十分优良，没有粉尘以及气压等影响因素出现，因此能够对调速器综合控制模块工作性能产生影响的只有温度或者是湿度。维修技术人员对最近一个月运行现场温度以及湿度记录进行查阅，发现现场近一个月的运行环境温度大约都在30摄氏度到70摄氏度之间。因此我们可以断定，与国家规定的温度以及湿度标准进行比较的情况下，现场的运行温度和湿度并没有超标，因此我们可以基本上排除调速器综合控制模块出现电容故障是由于温度以及湿度而引起的故障。

4结语

水电厂电磁环境相当复杂，因此，在选择设备型号的过程中应当对设备的抗干扰能力以及社会的运行过程中信号输出干扰型号的大小因素进行综合的考量，将不同设备之间互相干扰的问题最大程度的扼制在摇篮中，为设备的长期安全运行做出有效的保障。同时针对水电机组中调速器的异常故障，维系技术人员应当对故障原因进行充分的分析，并以此为基础对其进行缜密地排查与检修，实现故障的高效处理。

参考文献：

[1]向文平，陈勇旭，李军路.瀑布沟水电站2#水轮发电机组调速器故障分析及处理[J].广西水利水电，2012（5）：64-66.

（作者单位：国投甘肃小三峡发电有限公司）