水电站调速器常见故障及其维修检修处理方法

彭定涛

（华电四川发电有限公司宝珠寺水力发电厂，四川 广元 628003）

引言

随着资源多样化的不断发展，水电项目在一些南方地区已经很好为成为电力资源的第二种补充方式，在生产效率和自然运用方面的优势性极强。为确保水电站在日常运行过程当中能够形成稳定持续的资源输出，在电站内部设置调速器来根据水流状态及时进行调速优化，更好地利用水流本身的动能和势能带动电力资源的生产。电站内的调速器在长期工作的过程当中可能会出现一些波动和故障问题，技术人员必须要加强关注并采用有效的定价维修方法及时处理。

一、水电站内的调速器运行功能概述

（一）运行原理分析

水电站的运行主要是依靠水的动能和势能带动机械转动进行能量转换，而由于水流变化存在很大差异性，在进行发电输出时可能会造成电力波动和不稳定的问题，技术人员在水轮发电机上会设置一个专门的调速器专门用来解决这一不足。在水电站内设备的工作过程当中会因为实际的电力供应而出现一定的电压变化，调速器就可以根据供给关系对系统内的电力参数进行有针对性的调整，是水电站内设备的运行更加稳定安全，也有效保证了整体功率输出的有效性[1]。调速器在水电厂内的应用常见，和系统的调频之间有着紧密的联系，在生产应用过程当中有很大作用。

（二）功能作用分析

调速器能够更好地和水轮机上的涡流转速调节形成良好的匹配，特别是对于冲击式的水轮发电机能够更加有效地维护系统的稳定安全，是水轮机械的转动，调节和电力系统的生产供应、水流转动冲击等形成良好的匹配。在水电站内水轮机组的启停应用过程当中，调速器的运行会对系统带来一定的电力波动问题，在突发情况下，技术人员可以开启调速器上的手动调节按钮及时对其进行启停或参数调节，更好地避免了震荡和波动问题带来的系统故障。在水轮发电机的转动过程当中会出现一定的机械损耗现象，调速器能够更好地更好地根据实际需求进行调节促使发电机的损耗不断降低，更好的趋近于设备的额定运行功率。

（三）适用条件分析

在调速器应用的过程当中，必须要对其系统的匹配性和适用条件进行一定的优化调整后才能更好地满足生产需求，特别是在水流较小的情况下可能会出现水轮发电机转速与调速器工作范围不匹配的现象，必须要加强关注并做好应用的前提保障。调速器内设置有一个弹簧，能够在零件工作异常的情况下及时利用弹力作用进行振荡调节，促使调速器能够在故障状态下及时恢复到初始位置实现一定的故障自检与维护，更有利于提升调速器的使用寿命和工作质量[2]。在调速器已经工作的状态下启动恢复零件必须要考虑到动态环境对于弹簧弹力释放产生的影响性，避免在震荡过程当中产生反向作用力而影响了调速器的恢复。调速器的工作过程当中会由于受到摩擦力的影响而产生能量的持续性损耗，通过系统阻尼参数的调节使其更好的维持在额定工作状态下保持高效输出。

二、调速器在工作过程中常见的几类故障

（一）机组开机波动

在水轮发电机的起停过程当中会一并联通调速器，但在这个过程当中，会由于电源模块输出不稳定或系统故障的问题而造成调速器的波动现象，对于水轮发电机和其他电器零件的正常运转带来了一定的影响，甚至可能会造成设置好的初始电力参数发生不适配的问题。在水电生产的过程当中应用到的所有电源供应系统均为DC 电源，且电压数值根据不同设备的应用需求，可能会存在着调节与转化的现象，在设备连通电源的一瞬间这种电压的转化还未完成，电气零件的参数波动问题也主要是由于电源模块而引发的。开机频率异常会带给水轮发电机系统内其他的电气器设备带来一定的运行隐患或潜在故障，技术人员必须要加强重视并做好电力学参数的检测，确保有效恢复调速器的稳定运转。

（二）负荷跳闸故障

因系统负荷过大而产生的电源跳闸、无法开启的问题主要是由于调速器在前期应用过程中没有进行调节和计算，特别是在系统调频的过程中要充分考虑到二次、三次调频对系统参数带来的影响性问题[3]。负荷攀升的现象还存在于水轮发电机转子速度和调速器工作范围不匹配当中，特别是在转子转速不断升高的过程中，由于调速器的探测与响应不及时，会造成系统功率缺额增大的问题，需要更高地频率来满足生产需求，系统的工作频率就会逐渐偏离额定的50Hz，引发负荷升高的问题。

（三）转子电磁振荡

电磁振荡问题主要是由于水轮发电机组内定、转子之间的传送间隙分布不均匀引起的，特别是在水流高速激荡的过程中，转子的转动速率也会不断攀升，在这样的情况下不均匀地传送间隙会在高速转动的过程中被不断放大，最终引发系统的电磁力不平衡和振荡问题。这种调速器的故障往往是在系统的运转过程中出现的，要求技术人员要随时关注水轮发电机、调速器的运行参数和状态，一旦发生系统振荡要及时进行系统调节和排障予以克服，确保水电生产的稳定性。一些系统性的轻微偏差可以通过调速器的自动调节结构进行有效补偿，但其应用范围较为有限，不能过度依赖。

（四）主机机械摆动

由于调速器是通过螺丝紧固的方式连接在水电系统内的，在长时间的使用过程中很容易出现松动和脱落的问题，盲目开启设备就会造成一些机械性的摆动现象。另外，很多技术人员在检修排障的过程中只关注了调速器内部的螺丝连接，忽视了水轮发电机主机的稳定性检验，导致系统开启后主机本身就受到水流激荡和转动发电的影响而产生晃动，对其中包括调速器在内的其他零件结构运行也会产生极大的影响与干扰。机械摆动要定期检验和克服的频发故障，做到全面检验和系统维护才能够更好地促进水电生产安全高效地运转。

三、有效的设备排障维修处理方法分析

（一）阀芯卡塞处理

在进行水轮发电机调速器故障排除检验的过程当中首先要根据故障位置进行有效确认，关注在调速器负荷运转情况下是否存在螺栓松动和阀芯卡塞的问题并做好及时处理，避免因机械结构的故障问题导致调速器超负荷运转。技术人员可先尝试对调速器的限位螺栓进行更换测试，若仍无法有效恢复及运转功能则需要考虑内部是否存在有杂物堵塞等问题，做好及时清理和阀芯更换的工作[4]。在调速器内很容易因为水流影响而导致金属结构出现锈蚀和剥脱的问题，这些残渣碎片掉落在阀芯位置处就会影响其正常的运转，要通过将所有阀芯船开船关的方式进行故障定位，彻底清理后再次进行设备调试并有效避免对限位螺栓的基础功能造成影响。

（二）主配零件检修

在对调速器进行清洗和检验的过程当中要明确主配零件的合理处理，可先将主配结构和进出油管路进行拆解后详细检验，避免在水轮发电机运行过程当中有一些隐患故障不能及时发现。在油压管路的检验当中要根据管道的材质情况和使用年限做好清洗和检测工作，对其中附着的一些油污和锈蚀进行有效处理，技术人员可将管道弯曲为回环状态并使用滤油机进行整体清理，有效保障了管道内部的清洁水平[5]。液压结构和其他零件设备的清理要使用专门的仪器设备进行处理，一些细小的零件在拆解过程当中要按照规范进行摆放，避免在清理完成后进行组装时出现遗漏或丢失的问题。主配零件的清理过程需要根据实际使用情况确定间隔周期，在所有零件重新组装后还需要对其运转功能进行有效调试，防止零件结构的随意拆解影响了水电站的正常运转。

（三）明确使用规范

水轮发电机调速器是确保水电生产效率和质量的重要结构，在实际使用过程当中必须要严格遵守实操规范并定期进行质检维修来提升调速器的使用寿命和运行质量。水电厂要针对发电机设备的使用，制定一套科学的操作规范要求，并引入智能化管理设备对发电机内各个零件和电器结构的运转情况进行实时监测，确保可以及时发现潜在隐患并予以排查，不断提升水电生产系统运行的可靠性和供电质量的稳定性。所有技术人员在对调速器进行检验的过程当中都必须要按照工作记录的要求进行参数录入并签字确认，确保在出现设备故障时，能够及时根据以往的数据信息进行有针对性的分析和快速定位，对于明确水电站设备的运维检修职责也有一定的促进作用，更好地提升了日常工作的规范程度。

（四）机械结构紧固

由于水电站内的水轮发电机和调速器都是通过长时间的转动来维持有效的功率输出，在这个过程当中产生的一些机械性功率损耗问题属于系统固有的常见故障，必须要通过定检维修的方式及时进行机械结构的紧固和检查才能够有效避免。在调速器内的机械结构主要为螺丝，其故障类型较为单一，在进行操作时可以采用对应的设备器材进行紧固，也可使用胶水对其进行封堵避免出现零件脱落的现象[6]。在进行机械结构定期检查工作时必须要着重关注靠近调速器马达位置的一些零件，这些螺丝也有可能在一些异常的电磁振荡等影响之下发生松动问题，对于调速器的稳定启停会产生很大影响，必须要加强关注并做好检修记录工作，特别是对于一些经过更换的螺丝位置要进行明确的标注。

（五）定检信息采集

设备安检和信息采集工作是一项常态化的要求，特别是在一些机组设置过多的水电站内能够更好地帮助技术人员留存调速器的历史运行参数，在进行系统检修之前也能够更好的参考这些运行信息合理判断潜在的故障问题，对于提升系统排障效率和加强运行质量维护都具有积极意义。信息收集的过程当中也需要关注对检修维护工作的有效记录，特别是对于一些发生过零件更换、大修的情况要明确各个零件应用的参数规格，也便于技术人员在进行检修工作交接时能够实现高效的技术交底和情况掌握。

四、结束语

在水电站内的调速器运行时，必须要重视对机组设备启停和实际负荷的有效调控，严格根据水电站的生产能力进行科学计算后对其工作参数进行有效调节，使调速器的运行频率能够更好地和其他设备之间形成匹配，避免出现系统振动或跳闸问题。在对调速器进行排障维修时还要关注一些机械性的问题引发的设备故障，定期对其进行紧固和测试，详细地收集水电站内设备的运行参数并展开分析，利用已有的运行数据精确判断调速器和其他设备的潜在故障。