关于水轮机调速系统的应用及其故障维修

田儒平　刘翱

【摘 要】在水电站的运行过程中，水轮机调节系统是重要的组成部分之一，会对水电站的稳定性、安全性产生直接的影响。对此，为了能够确保水电站的稳定运行，就需要对水轮机调试系统提高重视度，加强对其的管理，由专业人员定期对水轮机调节系统的调试、维护，不仅能够及时地发现所存在的问题，采取科学措施有效解决，而且还能够确保系统的稳定性，提高设备运行性能，满足水电站的发展需求，为水电站的稳定发展奠定良好的基础。

【关键词】水轮机;调速系统;应用;故障维修

在水电站的运行与发展中，所包含的设备种类比较对，而水轮机只是其中一种，但是会水电站整体的运行有巨大的影响性。一旦水轮机发生了故障问题，就无法进行正常的发电，对各领域的发展造成不利的影响。对此，需要水电站能够加强对其的管理与维护。在水轮机的内部结构中，速度控制系统是核心部分，相关工作人员在管理与维护的过程中，能够对其加大维护力度，才能确保水轮机的正常运行，从而提高整体的工作效率。

一、水轮机调速系统概述

水轮机调节系统，是以机组转速变化为基础，通过对水轮机过流量的合理控制，实现了对水轮机输出功率的适当调节，在调速系统与调节对象的结合下，形成了闭环系统^[1]。首选，对相关测量元件的测量，针对测量出的信息数据对分析，掌握机组的转速、功率等情况。其次，是把检测出的信息数据，以信号传输的形式及时地反馈到系统中，由系统对其进行综合分析。最后，系统会把分析出的结果，借助反馈元件对其进行传递，落实到综合点中。而水轮机的调节系统，主要的应用功能，最大的效益就是对机械液压的装置处理。无论是对压力罐的生产与设置，还是对接力器的应用，都能够根据具体的要求高效率地完成。通常情况下，针对常规油压调速器，是需要对压力罐充入高压气体，而对高油压调速器的应用需要氮气的支持，在螺杆泵、齿轮泵的压力下，使压力罐内的油抽出。

从水电系统的角度分析，水轮机调速器是重要的结构部分。在水电站运行的过程中，电网负荷会发生相应的变化，就需要对水轮机调速器对输出功率适当地调节，才能够确保电频的稳定性。通过调速器对控制部件、执行部件的控制，使整体系统都能够长期地保持在稳定运行的情况下，可以把调速器与调速器控制对象，以整体的形式进行全面分析，逐渐地形成了水轮机调速系统^[2]。

二、水轮机调速系统的应用

首先，是采用传统的PID法，能够对水轮机调速器的工作状态进行模拟，通过对其的模拟，详细地观察调速器的实际运行情况，把所产生的信息数据详细地记录，结合信息数据的分析结果，对其进行适当地调节，在PID控制法的作用下，能够详细地掌握该系统的变化规律。其次，依然是对PID控制法的应用，通过对已知量的整理，以此为分析的基础，假设出未知量的存在，由水轮发电特征优化转动模式的影响，使计算出的结果能够在后续系统设计中正常地应用，降低系统对动能的损耗^[3]。通过具体的模拟实验，对多项式方程法的应用，能够延长系统调节的具体时间，但是所产生的误差却比较大，那么在水轮机调试系统中就无法正常的应用。最后，是以代入regress函数的研究，依然是对代入系统的模拟试验。而通过具体实验的分析，能够得出：对多项式方程法的应用，整体的误差比较小，灵敏性还比较高，对95%的系数产生了积极的影响。对此，需要注意的是，对整合方程的分析，有一个重要的前提条件，就是在整合方程中，至少需要有一个自变量的系数是不为0，才能够满足整合方程的分析需求，加强对控制系统调速器的保护。

三、水轮机调速系统故障维修策略

水头故障状态，是设备的故障灯会瞬间亮起，对自动式水头进行应用时，需要手动对水头的转化。解决方法：是采用3-15mA模拟量信号，能够把检测出的信息数据传输到对应的端子中。

导叶反馈故障，故障灯会亮起，在输入区域中，模块红色的LED灯也会亮起，在人机界面中也对其发生的故障进行了具体的说明。解决的方法：是采用对接线方法，能够对导叶的详细检查，及时地变送器的处理。

桨叶反馈故障，故障指示灯会亮起，输入模块中的指示灯也会亮起。解决方法：采用对接线对桨叶的检查，如何是变送器发生了故障，就需要及时修复。

齿盘测频故障，是设备在正常运行的过程中，齿盘发生了运行不良的情况，与接近开关产生了断线，造成安装的间距越来越大。故障灯会亮起，齿盘测频将的信息数据在50赫兹作用。解决方法：对接线的详细检查，控制安装距离的规范性。

首先，是对水轮机调速系统的全面检查，加强日常对设备运行环境的管理，避免灰尘进入到液压管道内，对系统的稳定运行造成不利的影响。对液压油位置的控制，不要发生超高问题，会对设备造成腐蚀，在运动的过程还会产生大量的气泡，使油路无法畅通，造成液压油外溢。对导阀活塞的检查，是避免发生卡阻的情况^[4]。此外，对相关工作人员提出了更高的要求，不仅要具备专业技术水平，而且还有较强的综合能力，对设备操作技术与检查技术详细地掌握，才能够对水轮机设备控制系统进行检查的过程中，及时地发现所存在的故障与问题，具有针对性地分析，明确故障发生的具体位置，以对各项信息数值的全面分析，掌握水轮机设备的运行状态。并且，一旦水轮机设备发生了故障问题，系统就会发出故障报警信号，帮助相关工作人员及时地处理。

其次，是对水轮机调速系统的安全维护。维护的核心工作就是调速油路、电气系统。针对水轮机控制系统的油路，需要定期处理、更换，通常情况下，是需要每一年进行一次的更换。而针对新装、大修的设备，要在两个月内更换一次。每周对滤油器进行清洁一次，根据油压的增大，会需要及时地对其进行更换、清理^[5]。油泵包括工作油泵与备用油泵，每周一次轮换。对电气设备输出信息数据的详细记录，针对每次记录的信息数据对比分析，可以在信息数据中了解设备的运行情况。加强对设备的维护，降低故障发生率，提高设备的稳定性。

結语：

综上所述，针对水轮机调速系统的应用与故障维修，需要加强对其的管理，能够对各项指标详细地记录，能够分析出水轮机是否存在着故障问题，明确故障的具体位置，确保水轮机设备的稳定运行。可以选择在水轮机中安装调速系统，能够有利于对水轮机调速系统的应用，从而满足水电站的运行要求。

参考文献：

[1]刘吉斌，张明.水轮机调速系统应用及其故障维修分析[J].中国科技投资，2019，（16）：98.

[2]陈永兴.水轮机调速系统应用及其故障维修分析[J].科学与信息化，2019，（13）：80，83.

[3]林静.水轮机调速系统的应用及其故障维修[J].通讯世界，2018，（9）：155-156.DOI：10.3969/j.issn.1006-4222.2018.09.100.

[4]刘西明.关于水轮机调速系统的应用与故障维修[J].科技创新与应用，2015，0（1）.

[5]陈宏州.水轮机调速器系统及故障处理技术分析[J].建筑工程技术与设计，2018，（14）：1557.

（作者单位：国网湖南水电公司）